安価な脱窒 SCR/SNC: 技術と市場? 

安価な脱窒 SCR/SNCR: 技術と市場?

When people talk about cheap denitrification, many people immediately think about reducing CAPEX for catalysts or reactors. But real savings often lie elsewhere - in operating costs and, more importantly, in the correct choice of technology for a specific object. SCR、SNCR は単なる略語ではなく、予算を節約したり、初期データが正しくないために一定の超過を引き起こす可能性があるソリューションです。最も一般的な間違いは、見た目の簡単さと初期価格の安さだけを理由に、SCR が必要な場所で SNCR を使用しようとすることです。あるいはその逆も同様です。

本当の安さはどこにあるのでしょうか？

基本から始めましょう。SNCRテクノロジー- this is the injection of a reagent (most often urea or ammonia) into a high temperature zone (900-1100°C). Capital costs are indeed lower: there is no expensive catalyst or complex supply system.ただし、効率が 40 ～ 60% を超えることはほとんどなく、これは理想的な条件下です。ボイラー内の温度が変動すると、特に変動負荷下ではよく起こり、効率が 20 ～ 30% に低下し、アンモニアの排出 (スリップ) が増加します。 It turns out that you pay for the reagent, but do not get the required NOx reduction.安い？あまり。

CSCRシステム話は違います。 High efficiency (up to 90% and above), stability. But the price is not only the catalyst (which, by the way, becomes poisonous over time and requires replacement).これは、原子炉の前のガスの加熱でもあり、低温について言えば（低温SCRは別の複雑なトピックです）、これは空気力学的抵抗の増加による排煙装置の動作のためのエネルギー消費です。安価な SCR 脱窒は、市場で最も安価な触媒に関するものではなく、システム全体の最適化に関するものです。つまり、触媒層を正確に計算し、圧力損失を最小限に抑えるために触媒層の種類 (ハニカムまたはプレートなど) を選択します。

I had experience at one thermal power plant - they wanted to save money, so they installed a thin layer of cheap catalyst. 6 か月後、効率が低下し、圧力が増大したため、変更する必要がありました。 Saved on purchases, lost on downtime and replacement. Conclusion: cheap should be considered for the entire life cycle, and not at the stage of signing the contract.

試薬市場と落とし穴

SNCR の尿素市場は単純に見えます。しかし、ここにもニュアンスがあります。すべての工業用尿素が適しているわけではありません。 The concentration of biuret and impurity metals is important - they affect the kinetics of the reaction and can give additional emissions. Often customers buy the cheapest option, and then are surprised by low efficiency and clogged injectors.高価ではあるが、より純粋な試薬を使用する方が良い場合があることを説明する必要があります。その試薬の消費量は少なくなる可能性があります。

SCR のアンモニアは別の話です。 Aqueous ammonia, anhydrous, urea as a source of ammonia (in large plants). Anhydrous is more effective, but more dangerous, requires serious safety measures, which increases the cost of the facility. Water is simpler, but requires evaporators and requires more energy. The choice is always a compromise between security, CAPEX and OPEX.無水アンモニア貯蔵システムを節約したいという欲求のせいで、アンモニア自体の排出を浄化するためのより高価で扱いにくいシステムを導入することになったプロジェクトを見てきました。

そしてもう一つ、物流です。サイトが遠隔地にある場合、試薬の輸送と保管のコストが SNCR の選択による節約分をすべて使い果たしてしまう可能性があります。これはプロジェクト前の段階では忘れられることがよくあります。

実践的な経験: SNCR が機能する場合と機能しない場合

例を挙げてみましょう。小さな石炭ボイラーハウス、古いボイラー。課題は基準を満たすことです。火室内の温度プロファイルは多かれ少なかれ安定しており、必要な 950 ～ 1050°C のゾーンがあります。私たちは計算してモデル化しました。SNCR は必要な 50% を提供できました。彼らはそうしました。 3年間何の不満もなく稼働しています。 SCR と比較して数倍の節約になります。ここで安価な脱窒が機能しました。

反例: 廃棄物焼却プラント。温度が不安定で、ガスの組成が変化します。 SNCR を使用しようとしましたが、効率は 15% から 55% に跳ね上がり、アンモニアの漏れはスケールを超えました。その結果、私たちはこれを修正し、正確な温度制御システムと追加のノズル層を追加しました。ハイブリッドシステムやコンパクトSCRを最初から導入していた場合よりも高価であることが判明した。元のデータにエラーがあると、損失が大きくなります。

したがって、技術を選択する前に、1 つの負荷ではなくすべてのモードで、ボイラー/炉の高さ全体にわたる詳細な温度プロファイルを取得する必要があります。これがなければ、どんな計算もコーヒーの粉に基づいて占いをすることになります。

低温SCR – 万能薬か、それとも複雑さ?

最近では、低温 SCR (150 ～ 300°C で動作) についての話題が多くなっています。これは、高温ガスがない多くの現場では解決策と思われます。しかし、ここでもすべてがそれほど単純ではありません。はい、暖房にお金をかけずに、電気集塵器の後、排煙器の前に設置できます。しかし、そのような温度に対応する触媒は異なり、多くの場合、他の活性成分 (マンガンなど) をベースにしており、ガス中の SO2 に敏感になる可能性があります。硫黄が存在すると触媒を毒し、その耐用年数を大幅に短縮します。

セメントキルンのプロジェクトがありました - 原料ミル後のガス、温度は約 200°C でしたが、SO2 が存在していました。彼らは低温SCRを提案しましたが、必須の脱硫ステップが必要でした。顧客は当初、リスクを冒して脱硫を拒否しました。 8 か月後、触媒の活性は半分に低下しました。 SO2 を結合するために吸着剤注入システムを設置する必要がありましたが、これには追加の運用コストがかかります。安くはありませんでした。

したがって、低温 SCR は高温 SCR の単なる代替品ではありません。これは複雑なソリューションであり、設備の耐用年数全体を通じて排ガスの組成を注意深く分析する必要があります。

エンジニアリングの役割と、既成のソリューションが必ずしも機能しない理由

おそらくこれが最も重要なことです。現在の市場では、多くのパッケージ化されたソリューションが提供されています。しかし、燃料組成、ボイラー形状、動作モードが異なるなど、それぞれのオブジェクトはユニークです。工場で製造された既製のソリューションは機能しない可能性があります。ディープ エンジニアリング、モデリング (CFD)、そして場合によってはパイロット テストが必要です。

このような複雑なソリューションを専門とする企業についてここで言及する価値があります。たとえば、成都宜之科技有限公司 (https://www.yzkjhx.ru）。 This is not just a supplier of equipment, but a design institute created on the basis of a technology company.彼らのアプローチはエンジニアリングの奥深さを示しています。彼らは単に反応器を販売するのではなく、ガス組成、温度フィールド、必要な基準などの特定の条件を考慮に入れます。これは重要です。プロジェクトから判断すると、彼らの経験は、機器のランダムな選択によってではなく、正確な計算によって低コストが達成されるという理論を裏付けるものです。 1 億 2,000 万元という授権資本は、プロジェクト前の開発が重要である大規模プロジェクトの実行に大きなチャンスがあることを示しています。

私の経験では、同様のボイラーハウスの同じ設備を異なるサプライヤーから購入した状況に遭遇しました。一方では機能しますが、他方では機能しません。違いは正確に適応にあり、インジェクターの位置がどのように計算され、噴射制御システムがどのように構成されたかです。小さなことが大きな違いを生むのです。

私の結論は、安価な脱窒は神話ではないということです。それは達成可能です。しかし、そこへの道は、カタログで最も安価な機器を探すことではなく、綿密な分析、タスクに適したテクノロジー (SCR/SNCR/ハイブリッド) の正しい選択、および設計段階での高品質のエンジニアリングによって決まります。購入価格ではなく、10～15年間の運用コストを節約する必要があります。そうしないと、「守銭奴は二度支払う」という格言のようになってしまいます。私たちの分野では、試薬の追加キログラムごと、抵抗を克服するためのキロワットごと、システムが稼働していないことによるダウンタイムごとに、彼は常に支払いを行っています。