SCR后處理技術(shù)對(duì)柴油機(jī)排放的優(yōu)化簡(jiǎn)析

嚴(yán)立雄

摘 ?要：任何事物的出現(xiàn)都是利弊相結(jié)合的產(chǎn)物，柴油機(jī)的發(fā)明也不例外，一方面它提高了生產(chǎn)力，，帶動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，但是同時(shí)它也給環(huán)境帶來很大的影響和傷害。該篇文章主要敘述了SCR后處理技術(shù)對(duì)柴油機(jī)尾氣的優(yōu)化減排，怎么樣能夠做到對(duì)于柴油機(jī)排放的優(yōu)化處理，以此減少對(duì)于環(huán)境的危害。

關(guān)鍵詞：油煙機(jī);SCR技術(shù);尾氣排放

引言

柴油機(jī)的發(fā)明在一定程度上帶動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展，給人們的生活帶來了很大的方便，同時(shí)提高了社會(huì)生產(chǎn)力，在一定的程度上面推動(dòng)了社會(huì)工業(yè)的發(fā)展，使得人們的生活得到了很大的改善。由于柴油機(jī)自身的特征—體積比較小，更加適合在船舶上面使用，并且相對(duì)于其他的機(jī)械設(shè)施來說結(jié)構(gòu)更加的簡(jiǎn)單，效率更高，因此導(dǎo)致很多船舶使用者更加喜歡柴油機(jī)的應(yīng)用，柴油機(jī)的應(yīng)用在一定的程度上面帶動(dòng)了航運(yùn)業(yè)的發(fā)展。從另外一方面來說，因?yàn)榇鞍l(fā)動(dòng)機(jī)的主要燃料是柴油，因此會(huì)導(dǎo)致廢氣污染的產(chǎn)生，伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)也得到了顯著的提升，導(dǎo)致人們對(duì)于環(huán)境的要求越來越高，對(duì)于柴油機(jī)的尾氣排放要求也越來越嚴(yán)格，因此人們普遍希望柴油機(jī)排放出來的廢氣減少對(duì)于環(huán)境的污染。

一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

（一）國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

從1980年開始，SCR后處理方式已經(jīng)開始逐漸被外國(guó)人使用到船舶柴油機(jī)上了，在這個(gè)時(shí)候主要應(yīng)用的是高壓SCR后處理系統(tǒng)，這些處理方式都是安裝在航行區(qū)域，因此會(huì)有比較嚴(yán)格的排放限制和要求。但是伴隨著國(guó)家的國(guó)際海洋保護(hù)意識(shí)的提高使得控制排放區(qū)域越來越大，對(duì)于各種貨運(yùn)輪船降低廢氣排放的要求也越來越高，為了減少?gòu)U氣帶來的污染，很多的船舶動(dòng)力裝置制造商和船舶研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始投入研究比較低速的榮油機(jī)SCR后處理系統(tǒng)以此來降低貨運(yùn)輪船的廢氣處理，在這里比較有代表性的公司包括YARA公司，它是一家來自于挪威的企業(yè)，它的總部是在奧斯陸，一直投身于減少?gòu)U氣處理的事項(xiàng);日立公司是來自于日本的一家企業(yè)，該企業(yè)是日本的比較綜合性的電機(jī)企業(yè)，前身電機(jī)修理廠，總部是在東京;WinCD公司在很早之前就開始投入SCR后處理技術(shù)為了能夠減少柴油機(jī)對(duì)于廢氣的排放，并且取得了顯著的成果，依次研究出了高低壓的SCR后處理方式。并且經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，安裝高壓的SCR后處理系統(tǒng)的6RTA52U油煙機(jī)能夠減少90%以上的尾氣碳氧化物，極大程度的降低了對(duì)于空氣的危害，之后還進(jìn)行了一些研究，使得尾氣碳氧化物得到了顯著的降低。

（二）國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

相對(duì)于國(guó)外來說，國(guó)內(nèi)的SCR后處理技術(shù)的興起就比較晚了，1990年開始就有很多知名高校和科研機(jī)構(gòu)，專注于對(duì)船用低速柴油機(jī)SCR后處理方式和系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)的研究，并且開發(fā)出了潛在的市場(chǎng)。有的大學(xué)研發(fā)了柴油機(jī)低壓SCR系統(tǒng);在二十世紀(jì)初，中船集團(tuán)711研究所成立研發(fā)小組，用來研究柴油機(jī)尾氣后處理裝置，并且取得了很大的成就。在目前研發(fā)低中高速柴油機(jī)SCR的系統(tǒng)中，在國(guó)內(nèi)最有名的低速榮油機(jī)生產(chǎn)商就是滬東重機(jī)，從2015年1月開始，滬東重機(jī)就發(fā)明了高壓SCR后處理系統(tǒng)針對(duì)船用低速柴油機(jī)。而徐州重工更是這個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，它生產(chǎn)的低速柴油機(jī)在國(guó)內(nèi)是屈指可數(shù)的，應(yīng)用領(lǐng)域在船舶上。2016年，徐州重工也發(fā)表了一款高壓SCH后處理系統(tǒng)，應(yīng)用于船用低速柴油機(jī)的，這個(gè)系統(tǒng)相相對(duì)于其他的系統(tǒng)來說，其性能更加的穩(wěn)定，可以應(yīng)用在承載重量在2000101T以上的多功能的船上。

二、SCR后處理系統(tǒng)的概述

（一）SCR后處理裝置的基本原理

什么是SCR？所謂SCR，又叫做選擇性催化還原技術(shù)，其基本的原理是在高溫的環(huán)境下，使用催化劑將氨氧化物分解成氫氣和水。為了能夠減少對(duì)于空氣的污染，柴油機(jī)首先應(yīng)該優(yōu)化氣缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)施，使得油氣能夠充分混合在一起，將燃燒質(zhì)量提高，將油耗和排放減少，之后通過SCR后處理裝置使得發(fā)動(dòng)機(jī)氮氧化物的排放降低。很多柴油機(jī)都安裝了渦輪增壓器，為了能夠使得氣缸里面的進(jìn)氣量達(dá)到充足的狀態(tài)，進(jìn)而使得燃油得到充分得燃燒，排放出來的NOx、PM、HC和Cx等，這些排放出來的廢氣就相對(duì)比較少。以上都是為了達(dá)到提高進(jìn)氣質(zhì)量，使得油耗量降低得目的。同時(shí)把含有原劑40%的尿案溶液以及壓縮空氣噴射進(jìn)入排氣管，這樣情況下尿索溶液可以在高溫的情況下分解出NH1，NH、0。與柴油機(jī)排出的尾氣在氣管中混合，之后在選擇性催化劑的應(yīng)用下NO和O2會(huì)自動(dòng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氣和水。具體的反應(yīng)方程式可以寫成：4NH3：+4N0+O2—4N2+6H2O同時(shí)也會(huì)存在附加反應(yīng)，產(chǎn)生酸氛氨。通過一系列的實(shí)驗(yàn)表明，通過改善SCR后處理技術(shù)能夠降低80%氮化物對(duì)于空氣的污染，最終到達(dá)節(jié)能減排的作用。

（二）SCR后處理裝置的構(gòu)成

催化器是SCR后處理裝置的核心，而還原反應(yīng)進(jìn)行的裝置是強(qiáng)化器，如果要建立比較適合反應(yīng)進(jìn)行的條件，則需要要有充足的空間和進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)間，同時(shí)對(duì)于溫度和壓力都一定的要求，需要有高活性的化劑，只有在這樣的條件下，實(shí)驗(yàn)才能夠順利的進(jìn)行。在這個(gè)其中，催化劑又是對(duì)于反應(yīng)有影響的關(guān)健因素，它會(huì)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的變化和質(zhì)量，換句話說，只要解決了催化劑的問題，在一定的程度上就已經(jīng)算是解決了SCR后處理系統(tǒng)的很大一部分的難題。

三、ScR后處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

SCR后處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)還是很好的，只是還存在一些問題和難以解決的困境，需要研究者們不斷深入探討和研究之后去解決。比如說，目前只有在高溫高壓環(huán)境在催化劑才能夠起作用;催化劑很容易降低活性，就比如說在受到尾氣中的硫酸鹽的影響會(huì)降低活性;與此同時(shí)現(xiàn)在的SCR后處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還是比較分散的，占用體積也比較大;在SCR后處理系統(tǒng)中，很多關(guān)鍵零部件制造生產(chǎn)的廠家非常少，導(dǎo)致價(jià)格很貴等。以上這些問題都是制約SCR系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵性的原因，這些問題就是要迫切需要解決的，才能夠保證ScR后處理技術(shù)能夠推展開。

就目前情況來看，SCR系統(tǒng)可以分成兩種類型，一種是低壓SCR系統(tǒng)，它需要解決能夠在相對(duì)低溫的環(huán)境下還能夠保持高活性的催化劑，并且其抗硫的性質(zhì)一定要好，只有研究者把這個(gè)問題解決了才能夠更好的對(duì)于低壓SCR系統(tǒng)進(jìn)行推廣，發(fā)展出更加有需求的市場(chǎng);而另外一種就是高壓SCR系統(tǒng)，高壓SCR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就相對(duì)于低壓SCR系統(tǒng)比較分散，在之后的研究方向更加偏向于研發(fā)有高效率的催化時(shí)劑，使其集成化，減小高壓SCR系統(tǒng)的體積，使得更加方便于安裝和布置，從而能夠降低對(duì)柴油機(jī)性能要求，進(jìn)而能夠提高系統(tǒng)的可靠性，就目前的現(xiàn)狀來說，低壓SCR系統(tǒng)比高壓SCR系統(tǒng)實(shí)用更稀少。目前世界各地都在加大

對(duì)于SCR后處理系統(tǒng)的研發(fā)投入，在不久的將來，SCR的系統(tǒng)一定能夠進(jìn)行升級(jí)和改進(jìn)，能夠達(dá)到質(zhì)的飛躍，也能夠被廣泛用于到通船舶上。

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