降低船舶NO_x排放的紧凑型SCR实验研究

发布时间：2020-05-22 10:08

【摘要】：选择性催化还原(SCR)技术是目前国内外公认最为有效的NOx减排技术。本文旨在针对船舶SCR实际应用中的问题,采用NO催化氧化联合SCR技术促成的紧凑型SCR技术,使船舶SCR能在高空速下依然具备良好的脱硝性能。为减少催化剂用量,解决船舶SCR空间布设不足的问题提供一种可行的办法。研究制备了Ru组分NO催化氧化剂,考察了不同载体、活性组分负载量、焙烧温度以及添加助剂改性对催化剂活性的影响。结果显示,以TiO_2为载体、焙烧温度为450℃条件下制备的催化剂活性最佳。考虑到贵金属的价格以及稀有程度,选取Ru负载量为0.5%。助剂(Ce、La、Pr、Ni、W、Mo、V、Sb、Cr)的添加对于0.5Ru/TiO_2催化剂低温时活性的提升没有帮助。考察了反应温度、O_2含量、NO浓度以及空间速度等实验条件对0.5Ru/TiO_2催化氧化剂的影响。对0.5Ru/TiO_2催化剂以及添加助剂的催化剂进行抗硫性测试,实验结果表明Ru基催化剂易受SO_2毒化,其活性随SO_2的通入时间的增加迅速下降。研究制备了Cr组分NO催化氧化剂,考察了制备条件(活性组分负载量、焙烧温度等)对NO低温催化氧化的影响。结果表明350℃焙烧、Cr负载量为10%时NO催化氧化活性最好。向10Cr/TiO_2催化剂添加助剂Sb,结果表明加入10%的Sb的催化剂活性最佳,提高了低温段的NO催化氧化活性。10Cr10Sb/TiO_2催化剂在260℃达到50%的NO氧化率。对10Cr10Sb/TiO_2催化剂进行抗硫性测试,结果表明在350℃下该催化剂具有一定的抗硫性能。选取10Cr10Sb/TiO_2催化剂作为NO催化氧化剂、实验室制备的V_2O_5/TiO_2催化剂作为SCR催化剂,考察紧凑型SCR的脱硝效率。此外还考察了NO氧化率、空速对紧凑型SCR脱硝效率的影响。结果表明,在NO氧化率为46%时促成的紧凑型SCR的脱硝效率较标准SCR有大幅提高。
【图文】：

曲线,船舶,氮氧化物排放,排放控制

船舶氮氧化物排放限值曲线

SCR系统,四冲程柴油机

后处理技术主要包括选择性催化还原（SCR）、选择性非催化）、吸收法、吸附法和等离子体法等。选择性催化还原（SCR）性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)技术是在含有氮氧添加还原剂（氨），并在催化剂作用下把 NOX还原为 N2和 H2O 的R 能降低 NOX排放 85-95%[47-50]，该技术是目前唯一能满足 TierII术。CR 系统中，向柴油机排气中喷入氨或尿素，此时温度约为 290-350机排气温度略有不同）。然后气体进入催化剂床层，随着喷入的氨混合，NOX被还原为 N2和 H2O[51]。但是当排气温度低于 200℃时题：烟气中的 SO2在催化剂作用下容易氧化为 SO3，SO3在排气 NH3的存在下会发生反应，生成硫酸铵盐((NH4)2SO4和 NH4HSO4剂表面，堵塞催化剂孔道以及活性位点，使催化剂效率降低甚至失为四冲程柴油机尿素——SCR 系统。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X736.3

【参考文献】