备用柴油发电机尾气方案设计

王金水

（广州市中绿环保有限公司 广东广州 510663）

引言

柴油发电机组具有启动迅速，投资少，操作维修方便，对环境适应性较强等优点，常作为备用电源或临时电源，越来越多的被使用在高层建筑中，备用柴油发电机尾气对环境的污染问题越来越突出，严重影响人们的居住环境质量和身心健康。

1 柴油机尾气的主要成分及危害

柴油机尾气的组成较为复杂，其有害成分包括一氧化碳、烃类、二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等。但其主要污染物为氮氧化物（NOx）和烟尘颗粒（PM）。（1）含NO2的发电机尾气具有较强的毒性和腐蚀性，对人体眼、鼻、呼吸道和肺部均具有强烈的刺激性，同时NO2还是城市酸雨和光化学烟雾的主要根源。（2）柴油机废气中的PM主要是由于燃料混合不均匀，部分燃料燃烧不完全形成的。PM极易经呼吸道进入肺部，引起呼吸道疾病。

2 备用发电机尾气特点分析

2.1 风量小

以单台康明斯、600-800kw发电机为例：柴油发电机燃料采用0#轻质柴油，油的热值取45998kJ/kg，比重取0.81kg/L，含硫率去0.035%（国标），则单位耗油量以212.5g/kWh计，故800kw（最大功率计）的柴油发电机耗油量为170kg/h。根据燃烧原理，1kg柴油产生的烟气量约为11m3，单位烟气产生量约20m3/kg（空气过剩系数取1.8）.则单台产生的烟气量为：20×170=3400m3/h。

2.2 稳定工况下、污染物浓度低

发电机运转时会因柴油燃烧排放出含有烟尘、SO2、NOx的尾气。根据相关理论计算污染物排放量：

（1）SO2的排放量计算公式：CSO2=2000×B×S

（2）烟尘的排放量计算公式：Gsd=1000×B×A

（3）NOx的排放量计算公式：CNOx=1630×B×（N×b+0.000938）

式中：CSO2— 二氧化硫排放量，kg；

Gsd— 烟尘排放量，kg；

CNOx— 氮氧化物排放量，kg；

B — 消耗的燃料量，T，取值为0.17t；

A — 灰分含量，%，取0.01%；

N — 燃料中含氮量，%，取值0.02%；

b — 燃料中氮的转化率，%，取值40%；

S — 燃料中的全硫含量，%，取0.035%。

则CSO2=2000×0.17×0.00035=0.119kg，则Gsd=1000×0.17×0.0001=0.017kg，则CNOx=1630×0.17×（0.0002×0.4+0.000938）=0.2821kg，即备用发电机在稳定工况下产生的废气中的SO2、NOx和烟尘产生情况如表1所示：

表1 备用发电机在稳定工况下污染物产生浓度一览表

2.3 非稳定工况时、污染物浓度高

根据实际工程经验，发电机在启动时到正常工况，此时产生的各污染物浓度变化较大，具体产生情况如表2所示：

表2 发电机在非稳定工况下污染物产生浓度一览表

2.4 运行时间短及使用率低

柴油发电机作为备用发电机，长期处于不运行状态，为保证柴油机性能，需要定期进行试运行，且为试运行时间较短。

3 备用发电机废气工艺比选

发电机废气主要污染物为NOx和烟尘颗粒（PM）。处理含NOx废气的方法有：吸附法、微生物法、SCR法、SNCR法、氧化吸收法、还原吸收法等。处理含颗粒物废气的方法有氧化催化技术（DOC）、颗粒捕集技术（DPF）、颗粒氧化转化技术（POC）等。结合备用发电机废气排放特点，采用湿法还原法。

4 备用发电机废气处理方案

4.1 工艺流程

废气收集系统 → 洗涤塔 → 风机 → 15m烟囱

4.2 脱硫脱硝原理

Na2S2O3具有一定的还原性，以Na2S2O3为添加剂的NaOH喷淋液，在喷淋塔中与烟气在逆流气液接触过程中，Na2S2O3发生氧化还原反应，将NO2转化成NO2-，实现气相中的NOx的脱出，同时烟气中的SO2会促进NOx的吸收去除，并且SO2自身也可保持较高的脱除效果。

结语

（1）通过对备用发电机废气排放特征分析，并结合工艺比选，备用发电机废气选用喷淋塔进行治理是可行的。

（2）备用发电机废气经过喷淋塔处理后可达《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001）中的第二时段二级标准的排放标准。