雷姆斯 - 穆尔废物管理公司启用新型节能热电联产厂
巴登 - 符腾堡州巴赫南 - 诺伊许恩塔尔的雷姆斯 - 穆尔废物管理公司拥有两座新型节能热电联产（CHP）厂，其中沼气厂的甲烷被共同焚烧。从 2023 年起，它们的氮氧化物排放量将比现在减少五倍。
技术升级与效率飞跃
2019 年 10 月 23 日，雷姆斯 - 穆尔市废物管理公司（AWRM）的两座新热电联产（CHP）厂在巴赫南 - 诺伊许塔尔投入运营。它们由北莱茵 - 威斯特法伦州莫尔斯的 ETW Energietechnik GmbH 公司建造。为了更新换代，废物管理公司的两台旧燃气发动机在运行 65,000 小时和八年多的运行后被替换。这带来了效率的飞跃，主要归功于安装了更大、更强大的燃气发动机以及进一步发展的燃气发动机技术。此外，通过利用发酵残留物排气中的残余甲烷含量，实现了燃料节省。
ETW Energietechnik 采取了逐步推进的方法：首先，拆卸了每台 800 千瓦（kW）的旧 CHP 发动机。在同一地点，该公司安装了两台新的更大的燃气发动机，电输出功率分别为 1560 千瓦和 1200 千瓦。这些是每座集装箱式 CHP 单元，即发电厂适合放入一个尺寸为 14 米×3.2 米×3 米的特殊集装箱中。
首先是集装箱式 CHP"ETW 1560 BG"，配备 MWM TCG 2020 V16 燃气发电机组（电输出：1560 kW，热输出：1528 kW，燃料输入：3683 kW）。第二是集装箱式 CHP"ETW 1200 BG"，配备 MWM TCG 2020 V12 燃气机组（电输出：1200 kW，热输出：1153 kW，燃料输入：2804 kW）。
与旧的发电机组相比，转换使电效率提高了近 1.6 个百分点：原来使用的 CHP 单元的电效率为 40.4%，现在达到 42%。工厂的整体效率略微提高到 85%。
热量利用概念对这一高数值贡献显著。块状热电站的废热用于加热发酵罐和操作建筑。多余的废热随后提供给巴赫南市用于干燥污泥。
创新工艺：利用发酵残留物排气
通过工厂的一个特点实现了进一步的效率飞跃：发酵残留物排气被添加到燃气发动机的燃烧空气中。尽管这种排气的甲烷含量太低（低于 1.75%），不能直接在燃气发动机中使用，但工厂能够将其用于燃气发动机。然而，通过将低甲烷含量混合到燃烧空气中，使其变得可用。这还有一个额外的好处：燃烧空气中的这部分甲烷不需要通过沼气管道供应，因此可以在沼气侧节省下来。
“这是我们第一次以这种方式装备 ETW 工厂，”ETW Energietechnik 的销售经理亚历山大·萨博报告说。
市废物管理公司希望这次更换能够使未来的 CHP 操作更加灵活，因为更高的发动机输出可以在白天保持相同的气量。此外，废物管理公司预计向公共电网输送的电量会增加。
对于试点项目，从沼气厂的液体肥料储存罐和沉淀池中提取的发酵残留物排气经过气体洗涤干燥器净化，然后送入燃气发动机的燃烧空气供应。为了避免燃烧空气中形成可燃混合物，去除硫化氢（H2S）后的发酵残留物排气通过气体分析进行连续监测。
符合未来立法要求的可持续系统
系统更新是可持续的因为它已经满足了德国两项预期的立法变化：
- 一是使用发酵残留物排气中的残余甲烷以防止温室气体逸出。该系统由斯图加特的 Ingenieurgruppe RUK GmbH 规划公司设计。
- 已决定自 2023 年起，CHP 厂每立方米排放的氮氧化物（NOx）不得超过 100 毫克。目前，这一上限为 500 mg/m³。这些值分别在剩余氧气含量为百分之五时适用。这是根据 2019 年 6 月更新的《中型燃烧、燃气轮机和内燃机装置条例》（第 44 号联邦排放控制条例，44th BImSchV）规定的。
为避免日后对排气系统进行昂贵且耗时的改造，因此两座热电联产厂均已配备现代化的氮氧化物催化转化器。催化元件安装在陶瓷载体上。这种 SCR 技术——SCR 代表“选择性催化还原”——是减少燃气发动机排气中氮氧化物（NOx）含量的唯一技术。排气中的氮氧化物由一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）组成。
为减少氮氧化物，需向排气系统中注入 Adblue——该混合物的尿素含量为 32.5%。高温排气将 Adblue 转化为氨气。氨气在催化元件的催化表面上与氮氧化物发生如下反应：4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
ETW Energietechnik 公司已安装部分 SCR 催化转化器元件。这些元件即使在未注入尿素的情况下也能降低排气中的甲醛含量。甲醛（CH2O）被转化为水和二氧化碳。完整的 SCR 催化转化器系统（包括尿素注入）将于 2023 年投入运行。为满足更严格的限值要求，由于采用了现代废气净化系统，届时仅需进行少量改造。
在新建热电联产厂合同授予后，ETW Energietechnik GmbH 公司也获得了废物发酵厂扩建项目的合同。这包括整个工艺、测量和控制技术。供货范围还包括用于发酵残渣废气的废气洗涤干燥装置。
用于降低 NOx 的改造计划
2022 年，ETW Energietechnik 公司将改造这两座热电联产厂，使其自 2023 年起符合 100 mg/m³的氮氧化物限值标准：
仍需安装尿素储罐、连接尿素储罐与注入点的不锈钢管道、通往燃气发动机的吸气管以及尿素计量装置。这需要空气压缩机、压力和温度传感器，以及在催化转化器上游和下游安装的氮氧化物和氧气传感器。为此，催化剂外壳已完全配备催化剂元件。
脱硫。
具有可拆卸隔热元件的壳体，用于更换催化转化器
元件。
关于 ETW Energietechnik GmbH
ETW Energietechnik GmbH 自 1997 年起在德国莫尔斯开发和生产能源工厂。该公司的核心业务包括在 400 至 4,600 kWel 输出范围内建设及维护热电联产（CHP）工厂，以及利用高端变压吸附（PSA）技术将原始沼气转化为高纯度生物甲烷的高效沼气提纯工厂。
该公司提供一站式服务：从沼气的输送、电力并网到供热供应，ETW 还负责热电联产和沼气提纯工厂的建设、调试与维护。
ETW Energietechnik GmbH 的客户群包括大型能源供应商、农业设施、市政机构以及各类不同规模的工业企业，这些客户均重视环保且经济的能源生产。
战略重点之一是实施经济、可持续的工厂概念，这些概念根据具体需求进行个性化规划并量身定制。一支专业的服务团队确保工厂的运行可靠性和最大可用性。
这家中型家族企业拥有近 100 名员工，由创始人赫尔穆特·魏斯及其两个儿子马可和卡斯滕共同管理。