关于装有选择性催化还原(SCR)系统船

浅述船用SCR技术及应用船用SCR技术是一种广泛应用于船舶尾气处理系统中的尾气净化技术。

SCR即Selective Catalytic Reduction的缩写，意为选择性催化还原，通过将尿素溶液喷入尾气中与氮氧化物（NOx）发生化学反应，从而净化尾气排放。

船用SCR技术的应用不仅可以有效降低船舶的尾气排放，还可以提高燃料的利用率，节约能源资源，是一种环保高效的技术。

船用SCR技术的工作原理是通过给尾气中喷入尿素溶液，在SCR催化剂的作用下，氮氧化物与尿素发生还原反应，生成氮气和水蒸气，从而净化尾气。

这种选择性催化还原反应需要在一定温度范围内进行，通常在250°C以上的高温下才能达到较高的效率。

在船舶运行时，需要保证SCR催化剂在适宜的温度下工作，对尿素溶液的喷入量和催化剂的运行温度进行控制，以确保尾气净化效果。

船用SCR技术的应用可以有效降低船舶的尾气排放。

船舶在运行过程中会产生大量的尾气排放，其中含有大量的氮氧化物等有害气体，对环境造成严重的污染。

采用SCR技术可以将这些有害气体进行有效的还原，将排放的有害物质转化为无害的氮气和水蒸气，从而减少对环境的影响。

根据研究表明，采用SCR技术后，船舶的氮氧化物排放可以降低80%以上，大大改善了船舶的环境性能。

船用SCR技术的应用还可以提高燃料的利用率，节约能源资源。

尾气在经过SCR技术处理后，其中的有害物质得到净化，同时氨和尿素的化学反应也产生了热量，这些热量可以被利用，提高燃料的利用率。

燃料的燃烧过程中也会产生氮氧化物，采用SCR技术可以在一定程度上减少燃料的氮氧化物排放，节约了能源资源。

船用SCR技术的应用不仅可以降低排放物的排放量，还可以提高燃料的利用率，从而实现环保和节能的双重效果。

船排放标准1. 背景介绍随着经济全球化的不断发展，航运业在国际贸易中扮演着重要的角色。

然而，船舶排放对环境和人类健康产生了不可忽视的影响。

为了保护海洋生态环境并减少对大气的污染，各国对船舶排放进行了严格的监管，并制定了一系列的船排放标准。

2. 国际船排放标准的发展2.1 国际海事组织（IMO）的行动国际海事组织（IMO）作为联合国海事运输的专门机构，负责制定和推动全球船舶工业的规则和标准。

它于1973年成立，并于1978年通过了《国际防止船舶污染公约》（MARPOL公约），其中规定了船舶排放的限制和管理措施。

2.2 MARPOL公约的重要里程碑•1997年，IMO通过了《船舶大气污染物排放规则》（Annex VI），明确规定了船舶排放的限制和控制措施。

该规则从2005年开始实施，成为国际船舶排放标准的重要基础。

•2008年，IMO进一步修订了Annex VI，提高了对船舶氮氧化物（NOx）排放的限制，并引入了关于船舶硫氧化物（SOx）排放的新要求。

•2011年，IMO通过了《船舶能效管理规则》（EEDI规则），旨在通过提高船舶的能效来降低温室气体排放。

•2016年，IMO通过了全球硫含量标准（全球硫限值），规定了船舶燃油中硫含量的上限。

这一标准于2020年正式生效。

2.3 国际船排放标准的表现形式国际船排放标准主要包括对船舶排放物种类和排放限值的要求。

根据MARPOL公约的规定，船舶排放物种类主要包括氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）、颗粒物和温室气体等。

•对于氮氧化物（NOx）和硫氧化物（SOx），国际船排放标准一般采用克/千瓦时（g/kWh）作为排放限值的计量单位。

•对于颗粒物，国际船排放标准一般采用克/千瓦时（g/kWh）或克/运输功（g/ton-mile）作为排放限值的计量单位。

•对于温室气体，国际船排放标准一般采用千克（kg）或克/运输功（g/ton-mile）作为排放限值的计量单位。

图1SCR系统基本化学反应过程1.2SCR后处理系统的结构尿素罐用于储存尿素溶液，尿素罐上安装有液位及温度传感器，空气罐用于给尿素泵提供压缩空气。

尿素泵是SCR后处理系统的核心单元，在给料工作时，其内部的电动泵根据微处理器接收到的指令从尿素箱吸入所需要量的尿素溶液，尿素溶液与压缩空气混合并雾化进入喷射管路。

尿素泵与尿素罐之间有两条管路相连，即供给管和回流管。

供给管用于给料及除气过程尿素溶液的供给，回流管用于尿素溶液的回流。

喷嘴安装于催化器前的排气管道内，通过喷射管与尿素泵相连。

催化器是SCR后处理系统的核心部件，它的性能影响到整个后处理系统的转化效转换问题，液压系统内泄可直观地认为是压力能、势能和动能转换成为了别的能量，以致于系统压力下降。

系统压力下降除对液压元件产生的磨损消耗一部分能量之外，其余的能量都转换成为热能，热能的转换和释放能使液压系统元件和油液的温度骤然升高。

所以用手触摸时的温度变化或者是温度测量仪器检测液压泵、阀组和散热器与正常工作的温度差异，以温度图2所示。

图2SCR后处理系统结构图2SCR后处理系统在船用低速柴油机中的应用现状2.1国内应用现状很早之前，国内的一些知名高校和科研机构，就对船用低速柴油机SCR后处理系统开始研究，并开发出了潜在的市场。

哈尔滨工业大学与徐州重工联合开发了船营低速柴油机的高压SCR后处理系统，取得了很好的效果；中船集团730研究院在2000年初就成立了专门的针对船用柴油机尾气排放处理工作的研究小组，攻克了柴油机SCR 后处理系统的一系列难题等。

众所周知，徐州重工是国内船舶行业的佼佼者，尤其是船用低速柴油机的生产，更是在国内独一无二。

2016年3月，徐州重工率先发布了国内第一个船用低速柴油机的高压SCR后处理系统，该系统性能稳定，可以安装在载重吨在20000DWT以上的多用途船上。

徐州重工与哈尔滨工业大学研发的船舶科研项目，即船用低速柴油机尾气NOx 后处理系统，已经进入收尾阶段，徐州重工以此为契合点，已经准备大规模生产低压SCR后处理系统的柴油机[1]。

船舶发动机尾气处理技术一、引言船舶作为国际贸易和物流运输的重要工具，其发动机尾气排放对环境和人类健康产生了重要影响。

本文旨在探讨船舶发动机尾气处理技术的相关问题，包括技术的原理、发展现状及未来趋势等。

二、尾气排放的危害船舶发动机尾气排放中的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等物质对大气环境造成直接危害。

此外，尾气排放还会导致全球变暖和酸雨等问题，对生态系统和人类健康造成长期影响。

三、尾气处理技术的原理船舶发动机尾气处理技术主要包括以下几种：1. 选择性催化还原（SCR）技术通过将尿素溶液喷入尾气管道中，使尾气中的氮氧化物与尿素发生化学反应，生成无害的氮气和水。

SCR技术在降低氮氧化物排放上具有较高的效率和灵活性。

2. 污染物降解技术利用催化剂将有害物质转化为无害物质或减少其浓度，包括氧化还原催化剂、吸附剂、活性炭等。

3. 船舶选择性非催化还原（SNCR）技术这种技术主要通过将氨气或尿素溶液喷入高温燃烧尾气中，使氮氧化物与尿素发生还原反应，减少氮氧化物排放。

SNCR技术在船舶发动机尾气处理中有着广泛的应用。

4. 循环床反应器（CFB）技术CFB技术主要通过在高温下使颗粒物接触到催化剂，将颗粒物中的有害化合物还原为无害物质。

这种技术具有高效去除颗粒物的能力。

四、尾气处理技术的发展现状目前，船舶发动机尾气处理技术已经取得了一定的进展。

船舶企业为了符合国际海事组织的要求，纷纷着手研发和安装尾气处理装置，并对船舶进行改造。

一些国际航运公司也已经开始主动采取措施，减少尾气排放对环境的影响。

然而，尾气处理技术仍面临一些挑战。

首先，技术成本较高，需要增加船舶的投资和运营成本，对船东而言是一个经济负担。

其次，船舶尺寸和形式的不同，使得尾气处理技术在应用时需要根据具体情况进行适应和优化。

五、尾气处理技术的未来趋势为了解决尾气处理技术面临的挑战，未来的发展方向主要体现在以下几个方面：1. 技术成本降低随着技术的推广应用，尾气处理技术的成本将逐渐降低，从而减轻船东的经济负担。

浅述船用SCR技术及应用船用SCR技术是指船舶上的排放控制系统，是船舶领域中最先进的废气处理技术之一。

SCR技术是通过加入选择性催化还原剂，将氮氧化物（NOx）转化成氮气和水的同时，保证维持足够的燃烧效率。

本文将从技术原理、技术应用和未来趋势等方面进行浅述。

一、技术原理SCR技术是一种通过加入还原剂将氮氧化物（NOx）减少成氮气（N2）和水（H2O），以达到控制排放废气的技术。

SCR 的全称是Selective Catalytic Reduction Technology。

简单来说，就是在含有NH3或其它脲类还原剂的气流中通过一个催化剂层，使NOx转化为氮和水。

在SCR系统中，还原剂是通过泵输送到催化剂反应室的。

当NOx进入反应室后，和还原剂碰撞并发生化学反应，形成氮气和水蒸气。

这些产品通过系统排出，减少了船舶排放的NOx 数量。

二、技术应用船用SCR技术可以有效控制尾气中NOx的排放量，同时确保船舶燃料的燃烧效率。

除了SCR以外，还有其他一些技术可以用于降低排放。

例如，利用液化天然气（LNG）去替代船舶燃油。

但是，船用SCR技术的部件相对较少，且不需要进行过多的结构改造，所以是一种成本更低、更易实施的选择。

三、未来趋势在未来，船舶环保问题和缓解温室气体排放将成为更为严重的问题。

作为新技术的代表，SCR技术将逐渐取代其他废气处理技术，成为更广泛的船舶排放控制工具。

对于滑轮式车渡、游艇、渔船、船舶等小型船舶，船舶SCR技术将有望成为一种重要的选择。

随着技术的不断改进和完善，SCR技术在船舶领域的应用将越来越普遍。

如果政府部门加强了对排放的监管，或要求将船舶NOx的排放下降到更低的水平，那么SCR技术的应用将会更广泛。

总的来说，船用SCR技术是为了防止带来的环境压力而开发的。

与其他技术相比，它更加成本低廉、易于应用。

随着时间的推移，SCR技术将逐渐被更多的船舶所应用，成为船用废气治理中的一种主流技术。

船用柴油机SCR 适配性试验总结船用柴油机SCR适配性试验总结船用柴油机SCR适配性试验是为了评估选择性催化还原（SCR）系统在船用柴油机中的适应性而进行的实验。

通过这项试验，我们可以确定SCR系统在船用柴油机上的有效性和可靠性，以及其在减少氮氧化物（NOx）排放方面的效果。

以下是船用柴油机SCR适配性试验的步骤和总结。

步骤1：准备工作在进行试验之前，需要对SCR系统和船用柴油机进行充分的准备工作。

这包括安装SCR系统到柴油机上，并确保系统的完整性和正常运行。

同时，还需要对柴油机进行调试和优化，以确保其在试验期间的稳定性和性能。

步骤2：试验参数设定在进行试验之前，需要确定试验的参数设置。

这包括选择适当的负荷和转速范围，以及确定SCR系统的运行条件和催化剂的工作温度。

这些参数设置将直接影响到试验结果的准确性和可靠性。

步骤3：试验执行根据参数设置，开始进行试验。

在试验期间，记录并监测柴油机和SCR系统的工作状态和参数。

这包括测量和记录柴油机的负荷、转速、油温、排气温度和NOx排放浓度等指标。

同时，还需要监测SCR系统的氨气输入量和催化剂的工作温度。

步骤4：结果分析对试验数据进行分析和处理，评估SCR系统的适应性和性能。

根据记录的数据，可以计算柴油机的NOx排放浓度和去除效率，评估SCR系统在减少NOx 排放方面的效果。

同时，还可以分析和比较不同工况下SCR系统的工作性能和稳定性。

步骤5：总结和结论根据试验结果，进行总结和结论。

评估SCR系统在船用柴油机上的适应性和可靠性，以及其在减少NOx排放方面的效果。

根据评估结果，可以提出改进和优化建议，以进一步提高SCR系统的性能和可靠性。

综上所述，船用柴油机SCR适配性试验是一个重要的实验，用于评估SCR系统在船用柴油机中的适应性和性能。

通过合理的参数设定和试验执行，可以得出准确的结果并提出相应的改进建议。

这将有助于推动船用柴油机的环保发展，减少对环境的污染。

2023年·第4期·总第205期船用ＳＣＲ技术现状及发展林 睿 彭佳杰 贺天智 王树信 童雨舟 陈 勇 代黎博（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海　２０００１１）摘　要：…船用选择性催化还原（selective…catalytic…reduction,…SCR）技术是1项高效的NO脱除技术，已经在船舶领域得到了X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，进而导致SCR控制技术变化。

零碳、低碳燃料组分单一且具有还原性，还具备作为SCR还原剂的潜力，因此利用燃料自身还原NO X的一体化处理SCR技术，将成为碳中和目标下船舶SCR发展的重要方向。

关键词：柴油机；氮氧化物；后处理技术；选择性催化还原中图分类号：X511；U664.121………文献标志码：A………DOI：10.19423/ki.31-1561/u.2023.04.069 State-of-the-Art and Development of Marine SCR TechnologyLIN Rui PENG Jiajie HE Tianzhi WANG Shuxin TONG YuzhouCHEN Yong DAI Libo(Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China)Abstract: Marine selective catalytic reduction (SCR) technology is an efficient NO X removal technology, which has been widely applied in shipbuilding industry. However, the marine SCR technology also needs to be adjusted with the continuous improvement of the environmental requirements and the changes in marine energy structure. Nowadays, most marine SCR technology uses Urea-SCR technology, which is greatly affected by impurities in the marine fuel oils and the temperature of the exhaust. The high level of sulfur and alkali metals in the marine fuel oils has significant toxicity on catalysts, limiting the use of marine SCR. The diesel engine that mainly used on ships determines the range of the temperature change of the exhaust, which finally affects the denitrification of the exhaust gas through the influence on the effect of urea hydrolysis to produce ammonia, the layout of the SCR rectors and the catalyst activity. The above situation indicates that the design of an LP-SCR system with exhaust gas heating will be an important direction of the design of the SCR for the ships using marine fuel oils as fuel. It is critical to find safe source or method of supplying ammonia with high production efficiency and precise control for the development of marine SCR systems. Improving the fuel quality and reducing the toxicity effect in the smoke can provide a foundation for the research and development 收稿日期：2022-10-21；修回日期：2022-12-12作者简介：林…………睿（1996-），男，硕士，助理工程师。

船机选择性催化还原系统SCR排气处理的数值计算船舶是当今国际贸易的重要运输工具，尤其是大型液化天然气船。

船用发动机因为使用燃油，排放物氮氧化物、颗粒物、硫氧化物等远高于汽车尾气的排放水平，给海洋环境带来了巨大的破坏。

此外，国际航运组织IMO也越来越注重船舶环保，提出了不断升级的排放限制。

选择性催化还原系统(SCR)是一种成熟的船舶排气处理技术，可以有效降低氮氧化物排放。

通过数值计算，可以评估SCR系统的性能、优化设计参数，为船舶环保工作提供技术支持。

船用SCR系统由催化剂反应器、喷射系统、控制系统等组成，其中最核心的是催化剂反应器。

对催化剂反应器进行数值计算，需要建立复杂的数学模型，考虑流体力学、热传导、质量扩散等多个因素的影响。

其中，反应速率是决定SCR系统性能的关键因素，需要合理地估算反应速率。

针对不同的催化剂，需要选择合适的反应速率公式。

针对SCR系统的数值计算，常常采用CFD方法(Computational Fluid Dynamics)进行模拟。

CFD方法可以模拟流体的运动和化学反应，并在三维空间内计算各物理参数的分布。

CFD方法的优点在于可以细致地描述复杂的流动结构、化学反应机理，并可以提供在实验中难以获得的物理参数。

然而，CFD方法的计算量较大，需要充分发挥计算机性能，同时还需要对模型的准确性进行验证和修正。

对SCR系统进行数值计算，需要建立物理模型、数学模型和化学反应模型。

物理模型要描述SCR系统内气体的流动、温度场、化学物质传输等基本过程。

数学模型包括控制方程、边界条件和初值条件，基于物理模型构建。

化学反应模型要考虑不同污染物之间的化学转化，以及催化剂对化学反应的催化作用。

对于航海运输领域的SCR系统，ALCOA等公司已经推出了数字化产品，可在数值计算领域提供全面的技术支持。

这些数字化产品可以实现SCR系统设计方案的优化，降低排放浓度，提高系统效率。

该产品还能够对SCR系统的运行情况进行实时监测，随时调整催化剂的质量和分配方法，以最大程度地提高系统性能。

船舶SCR 系统还原剂制备、存储系统的设计计雯钰1，李虎生2，陈纪赛2，支晓欢1，徐海涛1（1. 南京工业大学 环境科学与工程学院，南京 211816；2. 南京中船绿洲机器有限公司，南京 210000）摘 要：船舶柴油机产生氮氧化物对大气环境造成严重污染，针对该问题，采用模块化设计一种使用AUS40船用尿素溶液作为还原剂的船舶SCR 系统，还原剂系统由纯水制备模块、尿素溶解模块、尿素溶液存储模块和电控系统组成。

使用该系统制备的尿素溶液质量分数始终保持在39 %～41 %，且能在5 ℃～35 ℃范围内长时间低温保质存储。

所设计的船舶SCR 系统是在常规船舶尿素的存储和液化系统上做出的优化，实现船舶SCR 系统中尿素溶液的制备及长时间安全稳定保存。

关键词：尿素溶液；存储；选择性催化还原中图分类号：U671.99 文献标志码：A DOI ：10.14141/j.31-1981.2021.02.008Design of Reducing Agent Preparation and Storage Systemfor Marine SCR SystemJI Wenyu 1, LI Husheng 2, CHEN Jisai 2, ZHI Xiaohuan 1, XU Haitao 1(1. School of Environmental Science and Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China; 2. Nanjing LuzhouMachine Co., Ltd., Nanjing 210039, China)Abstract: Nitrogen oxides produced by marine diesel engines causes serious pollution to the atmospheric environment. T o solve the problem, the marine SCR system using AUS40 marine urea solution as reducing agent is designed by modularization. The reducing agent system is composed of pure water preparation module, urea solution dissolving module, urea solution storage module and electronic control system. The mass fraction of urea solution prepared by the system is always kept in 39 %～41 %, and the urea solution can be stored under low temperature in 5 ℃～35 ℃ for quality assurance for long time. The designed marine SCR system is optimized on the conventional ship urea storage and liquefaction system, which realizes the preparation and long-term safe and stable storage of urea solution in marine SCR system. Key words: urea solution; storage; selective catalytic reduction基金项目：工业和信息化部“船用低速机工程（一期）选择性催化还原（SCR ）装置应用研究”（CDGC01-KT1205）。

船用柴油机SCR系统的原理及辅助系统设计
周万利
【期刊名称】《上海船舶运输科学研究所学报》
【年(卷),期】2017(040)004
【摘要】船用柴油机废气中,NOx是一种主要的排放污染物,会对地球的生态环境和人类的身体健康造成危害.为减少船舶柴油机废气中的NOx,达到国际海事组织(International Maritime Organization,IMO) Tier Ⅲ的排放标准,进行了各种方案的研究,经证实选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)技术是其中一种有效的技术方案.通过介绍SCR系统的工作原理、SCR系统的分类、SCR系统辅助系统的设计及SCR系统的设计要点,使船舶设计人员可进行更深入的设计优化工作.
【总页数】5页(P31-35)
【作者】周万利
【作者单位】上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室,上海200135
【正文语种】中文
【中图分类】U664.121
【相关文献】
1.船用低速柴油机SCR系统原理及结构模拟研究 [J], 刘嘉麟
2.船用柴油机SCR系统流场均匀性分析及结构优化 [J], 肖飞;朱良兵
3.船用低速柴油机高压SCR系统台架试验研究 [J], 王志刚;赵勇;李晓波;沈腾;姚宇翔
4.船用低速柴油机SCR系统技术现状分析 [J], 苏玉栋;刘城君;丁丁;马晨阳;张文涛
5.船用低速柴油机SCR系统的设计优化与试验分析 [J], 林建辉;王炳轩;陈必文;杨智远
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