船用低速柴油机SCR技术的发展与应用

发布时间：2021-07-10 12:24

　　近年来,国际海事组织、中国以及其他国家和组织分别设置了不同的船舶废气污染物排放控制区域,以强制实施更加严格的污染物排放法规。目前,SCR技术是国际海事组织公认的唯一可用于各类船舶发动机和船型的NOX减排技术,是解决船用柴油机NOX排放超标的主流技术路线之一。相对于常规低压SCR系统,高压SCR系统虽可适用燃油劣质燃料的船用低速柴油机（低速机）,但其实船试验及船舶应用仍存在硫酸腐蚀、盐类堵塞以及切换延迟等运行问题,有必要改进高压SCR系统设计方法及匹配策略,实现高压SCR系统的更高效、可靠运行。本文详细介绍了船用SCR系统技术特点及应用问题,并认为船用低速机SCR技术发展应当是高硫燃料、高热效率和低污染排放的多种要求下的"博弈"。 

【文章来源】：船舶工程. 2020,42(10)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

船用SCR系统管道内部腐蚀情况

船用柴油机高压SCR系统和低压SCR系统示意图

在柴油机低负荷时，即使燃用低硫燃油，涡轮后废气温度也会不能满足SCR系统工作需要。为解决此类问题，废气集管出口和涡轮/增压器出口间布置废气旁通阀，以控制进入气缸的新鲜空气量。当废气旁通阀打开时，涡轮高压侧部分废气会直接流入涡轮低压侧，扫气压力降低，进入气缸的新鲜空气量将减少。在燃油消耗量增加的情况下，柴油机废气温度必然随之升高，其升高程度取决于燃油消耗量的增加情况。即使柴油机燃用低硫燃油也无法完全避免硫酸氢铵或亚硫酸氢铵的生成，但分解单元的布置可以缓解此类问题。基于船舶营运成本考虑，船用低速柴油机一般燃用劣质渣油，而劣质渣油常具有高黏度、高硫含量、高残炭、含重金属（镉、钒和铅等）等特点，其排出废气必然含有大量的SOX（主要为SO2和SO3）、颗粒物（包括油污）等污染物。由于废气中SO3与H2O存在，低温时易生成硫酸蒸汽（H2SO4）。同时，由于钒基催化剂（活性成分V2O5）会促进SO2氧化为SO3，造成SCR反应器出口硫酸蒸汽的浓度的进一步提升。当SCR系统停止工作，或其工作温度降到酸露点温度以下时，硫酸蒸汽会在排气管道或反应器壁面发生冷却凝聚。如不及时排出，长期积累会造成管道的腐蚀，如图6所示[7]。


本文编号：3275909