满足TierIII的柴油机废气排放要求的技术_甘少军

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1、中外船舶科技2013年第3期船舶设计与建造满足TierIII的柴油机废气排放要求的技术甘少军（江苏苏美达船舶工程有限公司，江苏南京210018）摘要：通过介绍废气再循环、选择性催化还原和双燃料柴油机相关技术，让船东及设计人员了解配有这些技术的船型的特点，为他们技术选型提供一些参考。关键词：国际海事组织；废气排放；废气再循环；选择性催化还原；双燃料随着国际海事组织（IMO）对柴油机NOX排放MAN公司和Wartsila公司均已开发出基于EGR技限制第三阶段（TierIII）的最后生效日期（2016.1.1术的低速柴油

2、机，其排放的废气已被证明能够满足铺龙骨的船舶）的临近，各大柴油机厂商及节能环IMO第三阶段NOX的排放要求，安装这种柴油机的保厂家都在努力寻找各种方法和措施来满足IMO船舶在2016年以后将可以在NOX排放控制区（E-的苛刻要求。但由于目前科技水平的限制，仅仅靠CA）的海域内自由航行。改变柴油机的气缸结构，控制柴油机喷油定时、喷图1是一家主机厂家典型的EGR系统图。油量及喷油压力，或改变柴油机的进、排气方式等其主要部件包括：特殊增压器、废气旁通阀，预机体内部措施，其排放的废气是无法满足IMO第三喷管、洗涤塔、冷却/

3、水雾捕捉器、风机、水处理单元阶段排放要求的。经过一些主流设备商的深入研究和空冷器等。和测试表明，目前能够满足第三阶段排放要求的技EGR系统的基本工作原理是：把柴油机排气管术主要有以下一些。中的部分废气旁通到洗涤塔中，洗涤去除灰尘和渣滓，同时可以将部分硫化物洗涤掉，然后比较干净1在柴油机上采用废气再循环技术的废气将进入冷却、水雾捕捉器进行冷却，并将其中水雾除去，废气再循环风机将其泵入柴油机进气废气再循环（ExhaustGasRecirculation,EGR）在管，与增压空气混合后进入气缸内燃烧。由于洗涤技术成本增加

4、不大的情况下，可以有效抑制NOX的后的淡水中含有酸性物质（主要是氮氧化合物、硫生成，该项技术目前已受到主流柴油机厂家的广泛化物与水结合产生的），故必须在泄放的水中加入重视，并已开发出一些柴油机投入使用。废气再循一定量的氢氧化钠液体进行中和处理，处理后的淡环(EGR)是通过部分回引柴油机排放的废气与新鲜水才能进行再循环使用。空气混合后共同参与气缸的燃烧反应，利用废气中这种系统的主要优点是：整个系统均为柴油机含有大量气体(CO2、N2、H2O等)并具有较高的比热这厂整合打包，对船厂和设计公司来说风险最小。且一特性来降低

5、NOX的生成。因为NOX生成的重要条这个系统对废气的温度没有要求，特别适合低速柴件是高温、富氧，而废气的引入一方面使混合气的油机。本系统可适用于燃油中硫的含量达3%的燃热容量增大，使相同量的混合气升高同样温度所需油，故船东的燃油成本将大大降低。整个系统采用热量增加，从而降低最高燃烧温度；另一方面废气淡水闭式循环，故需要额外的淡水较少，且系统产对新鲜空气的稀释也相应降低了氧的浓度，从而有生的废弃物也不是很多。但这个系统也有一些缺点：效地抑制了NOX的生成，大幅降低了NOX的浓度。如体积较大，占用大量的、宝贵的机舱空间

6、；耗能较EGR技术与柴油机相应的燃油喷油技术，如高压共大，特别是风机、水泵的耗能，以一台9000KW的低轨喷油系统相结合是改善发动机整体性能的非常速机为例，整个系统需要额外的电力约220KW，故重要的发展趋势。目前，一些主流的柴油机厂如辅机功率要增大不少。由于要改变柴油机部分结作者简介：甘少军，工程师，研究方向为船机修造。21船舶设计与建造中外船舶科技2013年第3期图1EGR系统构，因此该系统更适合于新造船选用，且其整个前化尿素。让尿素与废气充分混合后到达转化炉中，期投资成本较高。在催化剂的作用下，NOX与NH3

7、充分反应，从而消除NOX、达到清洁废气，达标排放的目的。2采用选择性催化还原技术这个系统的主要优点是：技术成熟，十年前就已经有装船使用的实例了，且不需要改动柴油机，选择性催化还原技术（SelectiveCatalyticRe-主要的装置均安装在排气管上，节约空间，安装成duction，SCR）的工作原理是：通过在排气管上安装本也较低；氨的来源（尿素）成本较低、储存方便，整一套选择性催化转换器，利用氨（NH3）有选择性的个装置的使用成本不高；整个系统为全自动监测、与NOX在催化剂的作用下进行化学反应，将其转化控制，操

8、作简单，没有额外的废弃物产生，对船上的为氮气和水从而除去NOX。其反应原理为其他系统也没有过多的特别要求，对废气锅炉也无4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O任何影响，并且还能起到一定的降低柴油机噪音的6NO2+8NH3=7N2+12H20。作用，一些老、旧船舶也可以通过改装来实现清洁经过这道程序处理后的废气中约有70%~80%废气排放。不过这个系统也有一