SCR后處理技術對柴油機排放的優化簡析

嚴立雄

摘 ?要：任何事物的出現都是利弊相結合的產物，柴油機的發明也不例外，一方面它提高了生產力，，帶動了社會的進步和發展，但是同時它也給環境帶來很大的影響和傷害。該篇文章主要敘述了SCR后處理技術對柴油機尾氣的優化減排，怎么樣能夠做到對于柴油機排放的優化處理，以此減少對于環境的危害。

關鍵詞：油煙機;SCR技術;尾氣排放

引言

柴油機的發明在一定程度上帶動了社會的發展，給人們的生活帶來了很大的方便，同時提高了社會生產力，在一定的程度上面推動了社會工業的發展，使得人們的生活得到了很大的改善。由于柴油機自身的特征—體積比較小，更加適合在船舶上面使用，并且相對于其他的機械設施來說結構更加的簡單，效率更高，因此導致很多船舶使用者更加喜歡柴油機的應用，柴油機的應用在一定的程度上面帶動了航運業的發展。從另外一方面來說，因為船舶發動機的主要燃料是柴油，因此會導致廢氣污染的產生，伴隨著社會的不斷發展，人們的環保意識也得到了顯著的提升，導致人們對于環境的要求越來越高，對于柴油機的尾氣排放要求也越來越嚴格，因此人們普遍希望柴油機排放出來的廢氣減少對于環境的污染。

一、國內外發展現狀

（一）國外發展現狀

從1980年開始，SCR后處理方式已經開始逐漸被外國人使用到船舶柴油機上了，在這個時候主要應用的是高壓SCR后處理系統，這些處理方式都是安裝在航行區域，因此會有比較嚴格的排放限制和要求。但是伴隨著國家的國際海洋保護意識的提高使得控制排放區域越來越大，對于各種貨運輪船降低廢氣排放的要求也越來越高，為了減少廢氣帶來的污染，很多的船舶動力裝置制造商和船舶研究機構已經開始投入研究比較低速的榮油機SCR后處理系統以此來降低貨運輪船的廢氣處理，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，它的總部是在奧斯陸，一直投身于減少廢氣處理的事項;日立公司是來自于日本的一家企業，該企業是日本的比較綜合性的電機企業，前身電機修理廠，總部是在東京;WinCD公司在很早之前就開始投入SCR后處理技術為了能夠減少柴油機對于廢氣的排放，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。并且經過一系列的實驗測試，安裝高壓的SCR后處理系統的6RTA52U油煙機能夠減少90%以上的尾氣碳氧化物，極大程度的降低了對于空氣的危害，之后還進行了一些研究，使得尾氣碳氧化物得到了顯著的降低。

（二）國內發展現狀

相對于國外來說，國內的SCR后處理技術的興起就比較晚了，1990年開始就有很多知名高校和科研機構，專注于對船用低速柴油機SCR后處理方式和系統進行仔細的研究，并且開發出了潛在的市場。有的大學研發了柴油機低壓SCR系統;在二十世紀初，中船集團711研究所成立研發小組，用來研究柴油機尾氣后處理裝置，并且取得了很大的成就。在目前研發低中高速柴油機SCR的系統中，在國內最有名的低速榮油機生產商就是滬東重機，從2015年1月開始，滬東重機就發明了高壓SCR后處理系統針對船用低速柴油機。而徐州重工更是這個領域的領跑者，它生產的低速柴油機在國內是屈指可數的，應用領域在船舶上。2016年，徐州重工也發表了一款高壓SCH后處理系統，應用于船用低速柴油機的，這個系統相相對于其他的系統來說，其性能更加的穩定，可以應用在承載重量在2000101T以上的多功能的船上。

二、SCR后處理系統的概述

（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，其基本的原理是在高溫的環境下，使用催化劑將氨氧化物分解成氫氣和水。為了能夠減少對于空氣的污染，柴油機首先應該優化氣缸內部結構設施，使得油氣能夠充分混合在一起，將燃燒質量提高，將油耗和排放減少，之后通過SCR后處理裝置使得發動機氮氧化物的排放降低。很多柴油機都安裝了渦輪增壓器，為了能夠使得氣缸里面的進氣量達到充足的狀態，進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比較少。以上都是為了達到提高進氣質量，使得油耗量降低得目的。同時把含有原劑40%的尿案溶液以及壓縮空氣噴射進入排氣管，這樣情況下尿索溶液可以在高溫的情況下分解出NH1，NH、0。與柴油機排出的尾氣在氣管中混合，之后在選擇性催化劑的應用下NO和O2會自動發生化學反應，生成氣和水。具體的反應方程式可以寫成：4NH3：+4N0+O2—4N2+6H2O同時也會存在附加反應，產生酸氛氨。通過一系列的實驗表明，通過改善SCR后處理技術能夠降低80%氮化物對于空氣的污染，最終到達節能減排的作用。

（二）SCR后處理裝置的構成

催化器是SCR后處理裝置的核心，而還原反應進行的裝置是強化器，如果要建立比較適合反應進行的條件，則需要要有充足的空間和進行反應的時間，同時對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，實驗才能夠順利的進行。在這個其中，催化劑又是對于反應有影響的關健因素，它會直接影響到整個系統的變化和質量，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算是解決了SCR后處理系統的很大一部分的難題。

三、ScR后處理技術的發展趨勢

SCR后處理技術的發展趨勢還是很好的，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降低活性;與此同時現在的SCR后處理系統的結構還是比較分散的，占用體積也比較大;在SCR后處理系統中，很多關鍵零部件制造生產的廠家非常少，導致價格很貴等。以上這些問題都是制約SCR系統發展的關鍵性的原因，這些問題就是要迫切需要解決的，才能夠保證ScR后處理技術能夠推展開。

就目前情況來看，SCR系統可以分成兩種類型，一種是低壓SCR系統，它需要解決能夠在相對低溫的環境下還能夠保持高活性的催化劑，并且其抗硫的性質一定要好，只有研究者把這個問題解決了才能夠更好的對于低壓SCR系統進行推廣，發展出更加有需求的市場;而另外一種就是高壓SCR系統，高壓SCR系統的結構就相對于低壓SCR系統比較分散，在之后的研究方向更加偏向于研發有高效率的催化時劑，使其集成化，減小高壓SCR系統的體積，使得更加方便于安裝和布置，從而能夠降低對柴油機性能要求，進而能夠提高系統的可靠性，就目前的現狀來說，低壓SCR系統比高壓SCR系統實用更稀少。目前世界各地都在加大

對于SCR后處理系統的研發投入，在不久的將來，SCR的系統一定能夠進行升級和改進，能夠達到質的飛躍，也能夠被廣泛用于到通船舶上。

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