SCR反应器对船用柴油机性能影响仿真分析

以某船用中速柴油机为仿真对象,利用AVL_Boost软件建立带有SCR反应器的整机模型,分析SCR反应器对柴油机性能影响。结果表明,在E3和D2工况下,SCR反应器所产生的压降随转速和负荷率的增大,呈线性化增大。加入SCR反应器对柴油机的经济性和动力性均有所降低,除E3额定况点外,其余工况点降低幅度均小于5%。通过对SCR反应器的仿真分析,可对该型柴油机SCR反应器的选型设计有一定指导意义。     

催化剂对船用柴油机SCR脱硝反应效率影响的数值研究

文章运用商用软件Star CCM+对某船用柴油机不同工况下尾气脱硝反应进行了数值模拟,并研究了催化剂厚度、层数对SCR脱硝反应效率的影响。将各工况下NO转化效率的计算值和试验值进行对比,验证了方法的有效性;进而研究了催化剂厚度和层数对NO转化效率的影响。结果表明,NO转化效率随催化剂厚度的增大而增大,但过大的催化剂厚度会对反应釜流场产生较大阻滞作用,合理布置催化剂层数有助于提高NO转化效率。     

船用SCR技术现状及发展

船用选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)技术是1项高效的NO_X脱除技术,已经在船舶领域得到了广泛应用,但随着环保要求调整与能源结构的变化,船用SCR技术也需要相应调整。目前船用SCR多使用尿素-选择性催化还原(Urea-SCR)技术,此技术受船用燃料油中杂质及烟气排气温度影响较大。其中,船用燃料油中的硫(S)及碱性金属等物质含量高,对催化剂的毒副作用明显,限制了船用SCR的使用。船舶主要使用柴油机,决定了烟气排气温度变化区间,通过影响尿素水解产NH₃效果、SCR反应器布置形式及催化剂活性,最终影响尾气脱硝效果。上述现状表明,使用船用燃料油的船舶,带废气加热的LP-SCR系统设计将是SCR设计的重要方向;寻找产NH₃效率高及控制精确的安全NH₃源(或方式),对于船用SCR系统发展也起到了至关重要的作用;提高燃料品质、降低烟气中毒副作用限制,可为研制发展船用新型低温、抗毒催化剂提供基础。由于碳中和目标,低碳、零碳燃料船舶将是全球趋势,使得燃烧后排气不同,进...     

船舶柴油机SCR技术经济性分析

利用具体数据对选择性催化还原技术的经济性进行分析,从而证明SCR技术不仅能有效减少船舶柴油机氮氧化物的排放,而且在消耗费用上也非常乐观。     

船用柴油机高压SCR系统强度及变约束分析

选择性催化还原(SCR)系统在工作时会承受重力、内压、高温负荷和腐蚀性气体的作用,这些因素直接影响系统的安全可靠运转,有必要采用合理的方式对其进行强度校核。以某型柴油机高压SCR系统为例,对其强度进行仿真分析,结果表明：管道两端法兰的轴向位移均高于径向位移,计算点距离固定支撑点越远,轴向位移越大;柴油机高压SCR系统经应力线性化处理,在垂直和倾斜工况下的应力强度整体低于3倍许用应力S_m;不同约束方式下反应器支撑的应力强度差别较大,底面约束状态下的应力强度整体大于侧面约束状态。     

船用柴油机选择性催化还原(SCR)系统关键技术研究

结合船机SCR系统的应用背景、船上应用环境和适用的国际法规等,进行了充分调研和分析,研究船用柴油机SCR系统(包括各子系统及设备)的关键技术,提出船用SCR系统的设计、试验和检验的方案和建议。     

船用SCR：机遇？挑战？

2011年7月15日,在英国伦敦召开的IMO第62届海环会（MEPC62）徐徐落下了帷幕,除了世人瞩目的有关船舶二氧化碳减排方案以MARPOL附则VI修正案形式获得批准外,对中国柴油机制造业、造船厂影响巨大的氮氧化物技术规则（NOxCode修正案）和选择性催化还原系统导则（SCR导则,SelectiveCatalyticReduction）也一并获得了通过。     

船舶柴油机尾气后处理SCR技术分析和应用

国际海事组织2008年10月批准了MARPOL附则Ⅵ的修正案,对NOX的排放实施严格限制,航运企业面临严峻的考验。通过对SCR(选择性催化还原)技术在船舶柴油机尾气处理工作原理的阐述,针对四冲程柴油机和二冲程柴油机的SCR系统结构不同,详细分析了SCR系统的工作流程和减排效果,并指出SCR技术的优点及必须重视的问题,预测分析了船舶柴油机应用SCR技术的前景。SCR系统可有效降低船舶NOX的排放量,并满足相关公约的要求,该技术配置在远洋船舶具有较好的应用前景。     

SCR系统船上验证NOx转化效率的影响机理

NOx是船机的主要有害排放物,SCR（Selective Catalytic Reduction）技术通过选择性催化还原反应可使其大幅降低,已被国内外公认为最成熟有效的机外NOx控制措施．SCR系统匹配将成为今后的一个重要研究方向。目前．SCR技术在欧美市场已成功应用,但国内尚缺乏产品及技术。     

某船用柴油机SCR 反应器含氮化合物的浓度场特性

建立了船用柴油机SCR (Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原) 系统模型,研究了船用柴油机在1000 r/min、75%负荷工况下,SCR系统含氮化合物（HNCO、NH3、NO、NO2）的浓度场特性。研究结果表明：HNCO水解是尿素SCR系统产生NH3的重要来源,其水解速率远高于NO、NO2、NH3的反应速率;在SCR前端,随时间的推移,NH3浓度先升高再急剧下降至稳定状态,在中后端则呈现相反的现象;NO、NO2在SCR前端基本不反应,在SCR中后端,随着时间的推移,基本呈先降后升的趋势;HNCO、NH3、NO、NO2在典型横截面的浓度分布均呈不均匀的“十”字形分布,且大都呈现截面中心及边界中线周围浓度较高、截面四个对角浓度较低的分布规律。     

某型重吊多用途船主机SCR排气管系设计

排气系统是船舶动力系统的重要组成部分,主机选择性催化还原（SCR）排气管系的设计质量直接影响主机SCR系统的安全运行。文章以62 000 DWT重吊多用途船为例,从系统设备布置、管路以及支吊架设计等方面介绍了主机SCR排气管系设计中的相关问题。该设计方案经实船交付运行,各项性能参数均符合设计标准,符合行业绿色低碳环保的发展趋势。     

船用低速柴油机SCR系统的设计优化与试验分析

由于船舶机舱空间狭小,因此布置用于二冲程柴油机的SCR反应器和其管道较为困难.利用CFD模拟了在100％负荷下SCR反应器之前的尿素雾滴和排气的混合过程.模拟结果表明,当6S35ME-B9 SCR系统的旋转角和护盖展开角分别为15°和75°时,尿素与排气在较短的距离内能够形成良好的混合,并且整个系统压降小于1.4 kPa.对安装有SCR系统的6S35ME-B9柴油机进行了 100 h的测试,结果表明NOx排放从18.15 g/kWh降低到3.17 g/kWh.针对6S35ME-B9柴油机的SCR系统的设计和试验可以为实船上的SCR系统提供理论和应用基础.     

柴油机SCR装置自抗扰控制器非线性反馈增益研究

为提升柴油机选择性催化还原（简称SCR）装置在瞬态工况运行时的排放控制品质,本文针对SCR装置设计了一种非线性自抗扰控制系统并基于改进粒子群算法对非线性反馈增益开展了寻优工作。研究结果表明,与前期的非线性反馈增益相比,经改进算法整定后的非线性反馈增益提升了控制系统的鲁棒性,而且经整定后的非线性反馈增益可使得NOx排放控制的准确度提升1.5%,可使过渡过程时间缩短11%。     

某船用柴油机SCR系统匹配性能试验分析

针对某船用柴油机,在D2试验循环模式下进行原机和加装SCR系统后的性能对比试验,分析SCR反应器在无尿素喷射时对柴油机排气特性和经济性的影响,同时还分析按氮氨比为1∶1进行尿素喷射时SCR系统的工作性能。试验结果表明:柴油机安装SCR系统后,排气背压和排气温度均有所上升;经济性略有下降,额定工况下降低幅度在1%左右;虽然增压器后NOX排气浓度增大,但NOX质量流量下降幅度较大,额定工况下降幅度为12.3%,尿素基本喷射量标定计算应以加装SCR反应器后的柴油机排气参数为依据;NOX加权比排放由原机的12.63 g/k Wh降低到11.52 g/k Wh,降低了8.7%。按氮氨比为1∶1的比例进行尿素喷射时,SCR系统能满足Tire III的NOX排放限值要求。研究结果可为SCR系统设计和尿素喷射量的标定提供一定的指导依据。     

NYK完成首个低速催化还原系统海上试验

据悉．日本邮船公司（NYK）日前成功进行了低速催化还原系统海上试航．该系统可以将氮化物从船舶所排放的气体中分离出来。根据MARPOL附则Vl规定．任何在2016年以后建造的船舶在排放控制区域都需大幅度减少氮化物废气排放。即达到MARPOL附则VI的第三层标准（tierIII）,目前该系统已通过发动机制造商对设计的改进,达到了tierI与tierIl标准。普遍观点认为．要达到第三层标准需要采取额外的措施。