船舶SCR脫硝、積碳與再生研究.pdf

1、選擇性催化還原（SCR）技術(shù)是目前唯一滿足船舶柴油機(jī)排放法規(guī) Tire-III的脫硝技術(shù)，為了應(yīng)對越來越嚴(yán)格的船舶 NOX（氮氧化物）排放法規(guī)，研究者和船舶制造商將目光投向了 SCR技術(shù)。目前，船舶 SCR系統(tǒng)應(yīng)用存在的主要問題有：（1）尺寸大，在擁擠的船艙占用空間大；（2）燃燒重油產(chǎn)生大量又細(xì)又黏的微粒覆蓋到催化劑表面，導(dǎo)致催化劑活性下降快，頻繁更換新鮮催化劑會大大增加 SCR系統(tǒng)運(yùn)行成本。為了解決這些問題，本文研究了規(guī)格為長×寬×高

2、=150mm×150mm×480mm，孔密度為86cpsi（55×55孔）的蜂窩狀 SCR催化劑在高空速下的脫硝活性，分析了蜂窩狀 SCR催化劑積碳因素并提出了幾項(xiàng)預(yù)防積碳的措施和兩種蜂窩狀 SCR催化劑積碳失活再生技術(shù)方案。主要研究內(nèi)容和結(jié)果為：
　?。?）在廣西玉柴機(jī)器股份有限公司生產(chǎn)的YC6A220C型柴油機(jī)排氣管路上搭建了 SCR脫硝系統(tǒng)，主要探討了孔密度為cpsi86的蜂窩狀船舶 SCR催化劑在空速20000~45000

3、h-1、溫度250~360℃、NH3/NO摩爾比0.8~1.1時催化劑的脫硝效率，結(jié)果表明，溫度320~360℃，NH3/NO摩爾比1~1.1時，催化劑在空速35000~40000h-1范圍內(nèi)的脫硝效率達(dá)到87.1％以上；
　　（2）為了測試實(shí)驗(yàn)選用的催化劑在空速35000~40000h-1范圍內(nèi)的脫硝效率能否滿足 Tire-III關(guān)于中速機(jī)和低速機(jī)的排放要求，實(shí)驗(yàn)測試了在360℃時NO濃度為1300ppm和1900ppm催化劑脫

4、硝效率，結(jié)果表明，NH3/NO摩爾比為1~1.1時，催化劑脫硝效率達(dá)到80.1%以上。
　?。?）對微粒的測試表明，YC6A220C型柴油機(jī)產(chǎn)生的微粒直徑主要集中在0.178~0.237?m之間，屬于亞微米級粒子，主要受到布朗擴(kuò)散、熱泳力和湍流脈動力的作用沉積在催化劑通道表面；脫硝實(shí)驗(yàn)中也測試了積碳對催化劑脫硝活性的影響，結(jié)果表明，由于實(shí)驗(yàn)累積時間短，加上催化劑表面積碳在初期較為松散，開機(jī)時的強(qiáng)烈氣流脈沖能將催化劑表面的碳煙帶出催

5、化器，積碳對催化劑脫硝效果影響不明顯。
　?。?）針對船舶SCR積碳失活，從催化劑選取、試驗(yàn)條件設(shè)計(jì)和 SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面出發(fā)，提出了5項(xiàng)預(yù)防催化劑積碳失活的措施，同時提出了兩種低溫再生技術(shù)方案，一種是船舶柴油機(jī) SCR積碳臭氧氧化再生技術(shù)：利用臭氧的強(qiáng)氧化性，在低溫（180~250℃）下高效快速地氧化沉積在催化劑表面的柴油機(jī)微粒；另一種是船舶柴油機(jī) SCR積碳 NO2氧化再生技術(shù)：利用NO2在較高溫度（300~400℃）下的強(qiáng)