Разработка промышленных каталитических нейтрализаторов для дизель-генераторных установок и газопоршневых электростанций

В конце 2016 года ООО «ТМ МАШ» совместно со структурами «Росатома» разработали линейку промышленных каталитических нейтрализаторов для дизель-генераторных установок и газопоршневых электростанций, а также для промышленных дизельных и газовых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). С точки зрения технической грамотности, данное оборудование следует называть «каталитический нейтрализатор» либо просто «нейтрализатор», но в отечественной терминологии принято называть их просто катализаторами. Мы используем только каталитические блоки, изготовленные на предприятиях «Росатома». Вся остальная инженерная и производственная работа осуществляется силами «ТМ МАШ». Мы определяем количество и формат каталитических блоков, учитывая требования к катализу и противодавлению. В нашем цеху изготавливаются все корпусные и монтажные узлы, устанавливается специальные межблочные прокладки.

Большинство газопоршневых двигателей работают по принципу сжигания бедных смесей, при котором благодаря значительному избытку воздуха показатели NOx уже при сгорании не превышают предельных значений NOx ≤ 500  мг/м3. То есть, экологические требования по NOx обеспечиваются текущими настройками ДВС. Поэтому каталитические нейтрализаторы снижают только уровень CO. Для удовлетворения современных экологических требований NOx ≤ 500 мг/м3 дизельные двигатели должны быть оснащены системами дополнительной обработки ОГ со стороны установки. Поэтому для дизельных генераторных установок (ДГУ, ДЭС) применяются такие же катализаторы, как и для газопоршневых установок (ГПУ, ГПА).

Основываясь на имеющемся опыте в производстве утилизаторов тепла, специалисты «ТМ МАШ» знают параметры работы большинства генераторных и промышленных ДВС. Мы разработали ряд катализаторов таким образом, чтобы закрыть потребность в данном оборудовании для ДГУ и ГПУ электрической мощностью от 200 кВт до 4000 кВт. «ТМ МАШ» производит следующие виды катализаторов:

Рекомендации по установке и использованию катализаторов:

Для надежной работы катализаторов необходимо учитывать следующее:

• Катализатор встраивается перед глушителем, чтобы предотвратить засорение
  отделяющимися
  волокнами абсорбера. Засорение катализатора приводит к повышению противодавления
  и снижению эффективности устранения вредных
  веществ. Волокна очень сложно удалять из каналов катализатора.
• Для катализаторах ГПУ во избежание теплового старения следует
  поддерживать температуру ОГ на входе в катализатор на уровне 400 — 560°C. Экзотермическая
  реакция в катализаторе приводит к
  повышению температуры ОГ.
  Эта температура не
  должна превышать 650°C.
• Катализаторы, встраиваемые после дизельных двигателей, должны работать при
  температуре более 430°C, т.к. только в этом случае не происходит загрязнение частицами сажи.
• Во влажном состоянии необходимо обеспечить защиту катализатора от замерзания.Единственное исключение: остаточная влага от конденсата, образуемого при холодном запуске при низкой температуре окружающей среды. Например, допускается монтаж на крыше контейнера, если полностью исключена возможность проникновения наружной влаги в выпускную трубу.
• В биогазовых установках и
  при работе со свалочными или очистными газами
  и при работе ДГУ на сырой/товарной нефти или мазуте применение стандартных катализаторов не предусмотрено.
• Твердые вещества, которые содержатся в потоке ОГ и образуют отложения на катализаторе, не наносят непосредственного вреда, однако со временем эффективность катализатора снижается. Активная
  поверхность частично закрывается. По мере роста отложений происходит засорение отдельных каналов. Поток ОГ может протекать только через оставшиеся свободные каналы. В результате увеличивается
  объемная скорость и ухудшается обмен. Рост противодавления в
  выхлопной системе приводит к снижению мощности и последующему отключению двигателя. Этот процесс можно контролировать путем простого измерения разности давления.

Срок службы катализаторов во многом
определяется качеством топлива и настройкой ДВС. Обычно замена катализатора происходит либо
при его засорении (в этом случае растет противодавление системы) либо при
постепенном устаревании каталитических блоков
(в этом случае противодавление не растет, но ухудшается качество
окисления CO, что может быть замерено специальным зондом). Как правило, срок
службы катализатора составляет от 1 года до 3 лет.

Ниже приведена некоторая информация о производителе каталитических блоков (завод – входит, в структуру «Росатом»).

• Создание научно-исследовательской лаборатории катализаторов в 1989
• Запуск производства автомобильных катализаторов и поставки продукции
  на Европейский рынок в 1994

Производство замкнутого цикла:

1. Отделение
   контроля качества
2. Лаборатория
   Катализаторов НИР и ОКР
3. Автоматизированная
   линия изготовления каталитических блоков
4. Закупки
   сырья
5. Отделение
   приготовления растворов драгоценных металлов
6. Отделение
   приготовления суспензии