浅谈船用低速柴油机SCR后处理系统发展现状与趋势

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船用低速柴油机行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告

船用低速柴油机行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告

船用低速柴油机行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告Title: Analysis of the Current Market Status and Future Development Trends of the Marine Low-Speed Diesel Engine Industry, with a Focus on the Next Three to Five YearsAbstract:The marine low-speed diesel engine industry plays a crucial role in the maritime sector. This report aims to analyze the current market status of this industry and predict its future development trends for the next three to five years. Both global and regional perspectives will be taken into account to provide a comprehensive understanding of the industry's dynamics.1. Introduction:The marine low-speed diesel engine industry has witnessed significant growth in recent years due to the increasing demand for energy-efficient and environmentally friendly propulsion systems. This report will explore the factors driving market growth, challenges faced by industry players, and potential opportunities for future development.2. Current Market Status:2.1 Global Market:The global marine low-speed diesel engine market has experienced steady growth, driven by factors such as the rise in international trade, the expansion of the shipping industry, and the implementation of stricter emission regulations. Major players in this market include MAN Energy Solutions, Wärtsilä, Mitsubishi Heavy Industries, and Caterpillar.2.2 Regional Market:The Asia-Pacific region dominates the marine low-speed diesel engine market, accounting for the largest share due to the high demand for commercial vessels from countries like China, South Korea, and Japan. Europe and North America also hold significant market shares, driven by the need for modernization and retrofitting of existing fleets.3. Market Analysis:3.1 Growth Drivers:- Increasing demand for energy-efficient and eco-friendly propulsion systems- Rising maritime trade and the need for larger vessels - Stringent emission regulations and the adoption of cleaner fuels- Technological advancements in engine design and performance optimization3.2 Challenges:- Volatile fuel prices and the need for cost-effective solutions- Intense competition among industry players- Uncertainty in the global economy and trade policies - Potential impact of alternative propulsion technologies, such as electric and hydrogen-based systems4. Future Development Trends:4.1 Renewable Energy Integration:The marine low-speed diesel engine industry is expected to witness a gradual shift towards renewable energy integration, with the adoption of hybrid systems and the use of alternative fuels like liquefied natural gas (LNG) and biofuels.4.2 Digitalization and Automation:The industry will embrace digitalization and automation technologies to enhance efficiency, reduce maintenance costs, and optimize engine performance. Artificial intelligence, data analytics, and remote monitoring systems will play a significant role in this transformation.4.3 Focus on Environmental Sustainability:The industry will continue to invest in research and development to develop cleaner and more efficient propulsion systems, aligning with the global goal of reducing greenhouse gas emissions and preserving marine ecosystems.5. Conclusion:The marine low-speed diesel engine industry is poised for steady growth in the next three to five years, driven by the increasing demand for energy-efficient and eco-friendly propulsion solutions. However, the industry needs to address challenges such as intense competition, volatile fuel prices, and the emergence of alternative technologies. By embracing renewable energy integration, digitalization, and a focus on environmental sustainability, industry players can position themselves for long-term success.摘要:船用低速柴油机行业在海运领域起着至关重要的作用。

2024年SCR后处理系统市场规模分析

2024年SCR后处理系统市场规模分析

2024年SCR后处理系统市场规模分析前言SCR(Selective Catalytic Reduction)后处理系统是一种在内燃机排放中用于降低氮氧化物(NOx)排放的技术。

随着环境保护意识的增强和排放标准的提高,SCR后处理系统的市场需求正在迅速增长。

本文将对SCR后处理系统市场规模进行分析,以帮助了解该市场的潜力和趋势。

市场规模根据市场研究数据,全球SCR后处理系统市场自2019年起呈现稳步增长的趋势。

根据不同的应用领域,SCR后处理系统市场可以分为汽车和工业领域两大类。

汽车领域在汽车领域,SCR后处理系统的市场规模受多个因素的影响,包括国家和地区的排放标准、汽车销售量和汽车制造业的发展水平等。

据统计,中国、欧洲和美国是全球汽车SCR后处理系统市场的主要推动力。

特别是在中国,由于严格的排放标准和汽车市场的快速增长,SCR后处理系统市场呈现出强劲的增长势头。

预计到2025年,中国汽车SCR后处理系统市场规模有望达到X亿元。

工业领域在工业领域,SCR后处理系统的市场需求主要来自电力、钢铁、水泥等高污染行业。

随着环保要求的提高,这些行业对SCR后处理系统的需求呈现出明显增长的趋势。

例如,在中国,由于工业生产规模的扩大和环保政策的推动,SCR后处理系统市场规模预计将在未来几年内超过X亿元。

市场趋势除了市场规模的增长,SCR后处理系统市场还存在一些重要的趋势。

技术创新随着科技的发展,SCR后处理系统的技术也在不断创新。

目前,一些新型SCR催化剂和智能控制系统已经开始应用于市场。

这些创新技术不仅能够提高SCR后处理系统的效率和稳定性,还能够降低成本。

未来,随着技术的不断进步,SCR后处理系统市场有望迎来更多创新产品的推出。

区域市场差异尽管全球SCR后处理系统市场呈现整体增长的趋势,但不同地区的市场需求存在一定差异。

在发达国家,由于环保意识较高和排放标准较严格,SCR后处理系统市场更加成熟。

而在发展中国家,如印度和巴西等,由于排放标准的提升和工业发展的推动,SCR后处理系统市场呈现出快速增长的潜力。

中国SCR后处理系统行业市场环境分析

中国SCR后处理系统行业市场环境分析

中国SCR后处理系统行业市场环境分析1. 概述SCR后处理系统是一种用于降低柴油发动机尾气中氮氧化物(NOx)排放的技术。

在柴油车辆领域,SCR后处理系统已经得到广泛应用,并成为一项重要的环保技术。

本文将对SCR后处理系统市场环境进行分析,以帮助企业了解该市场的竞争状况和发展趋势。

2. 市场规模SCR后处理系统市场规模庞大,预计在未来几年内将继续增长。

据市场研究报告显示,全球SCR后处理系统市场预计在2025年达到xx亿美元。

这主要受到环保法规逐渐加强和对柴油车尾气排放控制的需求增加的推动。

同时,市场上出现的新技术和产品不断提升SCR系统的性能,也为市场的增长提供了动力。

3. 市场竞争SCR后处理系统市场竞争激烈,主要由多家国际知名公司主导。

这些公司拥有先进的技术和强大的研发能力,在产品质量、性能和可靠性方面具有竞争优势。

此外,一些本土企业也在该领域取得了一定的市场份额。

市场竞争主要表现在产品价格、技术创新和售后服务等方面。

4. 市场需求SCR后处理系统市场需求主要来自柴油车辆制造商和运营商。

随着环保法规的加强和对尾气排放的监管要求提高,柴油车辆的尾气排放控制成为必要的选择。

此外,消费者对环保性能的关注也促使厂商不断提升SCR系统的性能,以满足市场需求。

5. 技术趋势在SCR后处理系统市场中,技术创新是推动市场发展的重要驱动力之一。

当前,一些新技术不断涌现,如高效催化剂、智能化控制系统等,这些技术的应用将进一步提高SCR系统的效率和可靠性。

此外,与其他废气处理技术的结合也是未来的发展方向,如与颗粒捕捉器(DPF)和气体温室效应还原剂(GHG-RED)的组合,将为市场带来更多的机会和挑战。

6. 市场前景SCR后处理系统市场前景乐观。

随着环保意识的提高和尾气排放监管的加强,对SCR系统的需求将持续增长。

此外,技术创新和产品不断升级也将推动市场的发展。

然而,市场竞争将更加激烈,企业需要不断提高产品质量和技术水平,加强与客户的合作关系,才能在市场中取得优势。

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用1. 引言1.1 SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用是一种先进的尾气净化技术,可以有效降低柴油机尾气中的氮氧化物(NOx)排放。

SCR技术通过在尾气中加入尿素溶液,利用催化剂将尾气中的NOx转化为无害的氮气和水蒸气,从而实现尾气的净化。

SCR技术在柴油机尾气后处理中发挥着至关重要的作用,不仅能够满足环保法规对尾气排放的要求,还可以提高柴油机的燃烧效率和性能。

在现代柴油机尾气净化领域,SCR技术已经被广泛应用。

无论是商用车辆、工程机械还是发电设备,都可以通过装配SCR系统来实现尾气排放的降低。

尤其是在需要高效、长时间运行和高负荷工作的柴油机领域,SCR技术更是不可或缺的一项技术。

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用具有显著的环保和经济效益,可以有效减少有害气体排放,提高柴油机的燃烧效率,并延长柴油机的使用寿命。

随着环保法规的不断加强和科技水平的不断提升,SCR技术在柴油机尾气后处理领域的应用前景将会更加广阔。

2. 正文2.1 介绍SCR技术的原理和工作机制SCR技术(Selective Catalytic Reduction)是一种用于降低柴油机尾气中氮氧化物(NOx)排放的成熟技术。

其原理是通过在尾气中喷射尿素水溶液(也称为尿素溶液)或氨气,并将其与尾气中的NOx化合物在SCR催化剂上发生化学反应,将NOx还原成无害的氮气和水蒸气。

SCR技术的工作机制可以分为两个主要步骤:尿素水溶液或氨气在SCR催化剂上催化分解,生成氨气(NH3);生成的氨气与尾气中的NOx在SCR催化剂上发生化学反应,将NOx转化为氮气和水蒸气。

反应的整个过程在SCR催化剂的加速作用下进行,从而有效降低柴油机尾气中的NOx排放。

SCR技术的原理和工作机制既简单又高效,是目前公认最有效的降低柴油机尾气NOx排放的方法之一。

通过合理设计SCR系统,可以实现高效净化尾气,保护环境同时确保柴油机性能和燃油经济性。

船用柴油机SCR机遇还是挑战

船用柴油机SCR机遇还是挑战

船用柴油机SCR,机遇还是挑战2023 年7 月15 日,在英国伦敦召开的IMO 第62 届海环会〔MEPC62〕缓缓落下了帷幕,除了世人瞩目的有关船舶二氧化碳减排方案以MARPOL 附则VI 修正案形式获得批准外,对中国柴油机制造业、造船厂影响巨大的氮氧化物技术规章〔NOx Code 修正案〕和选择性催化复原系统导则也一并获得了通过。

随着不断有的区域被指定为ECA,意味着越来越多的船舶需要安装满足Tier III 要求的柴油机,而目前满足该要求的成熟产品仅有SCR 系统。

那么,SCR 导则的通过,将对我国产业界带来哪些影响?SCR 的B 方案说起本次对NOx Code 进展的修订以及制定SCR 导则,不得不提在第58届环保会上通过的MEPC.176〔58〕决议〔MARPOL 附则VI 修正案〕。

该修正案已于2023 年7 月1 日生效,其中第13 条有关“氮氧化物〔NOx〕”规定:2023年1 月1 日或以后建筑的船舶,假设拟在第14 条所规定的排放掌握区〔ECA,2023 年8 月 1 日起为北美区域〕航行,对于船上安装的柴油机,当船舶在ECA 区内航行时,应符合第13.5.1.1 条规定的氮氧化物Tier III 排放标准;当船舶在ECA 区外航行时,符合13.4 条规定的氮氧化物Tier II 排放标准即可。

而Tier III 的标准相当于在原有Tier I 标准根底上削减80%的NOx 排放量。

对柴油机的排放是否满足要求,依据的是强制性的NOx Code〔MEPC.177〔58〕决议〕,由主管机关或其认可组织〔RO,一般为船级社〕检验后、在对NOx 技术案卷批准根底上颁发柴油机排放证书〔EIAPP 证书〕。

而柴油机装船后必需在验船师依据MARPOL 附则VI 要求检验合格后,方能签发船舶防止空气污染证书〔IAPP 证书〕,这两个证书缺一不行。

依据国外权威柴油机厂商争论,依据目前的技术水平和状况,假设承受废气再循环EGR 和湿空气动力系统HAM 等技术,均需要结合柴油机的其他机内改造技术才能得到大比例的减排效果,但很难到达80%及以上的减排水平。

2023年船用柴油机行业市场发展现状

2023年船用柴油机行业市场发展现状

2023年船用柴油机行业市场发展现状船用柴油机是指用于推进船舶的柴油引擎,其广泛应用于船舶工业和海洋运输。

船用柴油机的市场发展现状可以从以下几个方面来分析。

一、市场规模增长随着全球贸易和低碳经济政策需求的不断增长,航运行业发展迅速,这也导致船用柴油机市场规模不断扩大。

根据市场研究报告,2019年全球船用柴油机市场规模达到了162亿美元,以复合年增长率(CAGR)5.8%的速度增长。

预计到2026年,市场规模将达到230亿美元的水平。

二、依赖海洋贸易需求船用柴油机的销售收入主要依赖海洋贸易需求。

海洋贸易占据航运行业的主导地位,也促进了船用柴油机市场的发展。

尽管全球航运行业在新冠疫情下受到了冲击,但这一行业的复苏仍然是不可避免的,因此船用柴油机市场仍然具有巨大的发展潜力。

三、新兴市场需求增长随着新兴市场经济逐渐崛起,其对贸易和海洋运输需求的增长也促进了船用柴油机市场的发展。

亚太地区的经济增长、非洲地区的基础设施建设和能源需求以及拉美地区的港口和船舶行业的快速发展,都为船用柴油机市场提供了广阔的市场前景。

四、环保压力增加近年来,全球环保压力不断增加,航运行业受到的压力也不再单纯地来自于海事组织定期修改的规范,还包括各国政府加强的法规,如北欧国家的“Sulphur EmissionControl Area”(SECA)规定,船舶排放的硫含量需低于0.1%。

这些管制对现有船舶和新建船舶的船用柴油机都提出了更为苛刻的要求。

五、技术进步船用柴油机产品的技术水平一直在不断提高,新一代的船用柴油机在节能、减排、安全等方面表现出色,得到了市场的广泛认可。

例如,MTU公司推出的DDC系列船用柴油机,具有轻质化、低噪音、高效等特点,可有效地减少碳排放。

总之,船用柴油机市场在全球船舶工业和海洋运输中发挥着重要作用,随着市场规模增长、海洋贸易需求和新兴市场需求增加、环保压力增加以及技术进步等因素的影响,其市场发展前景广阔。

2024年SCR后处理系统市场需求分析

SCR后处理系统市场需求分析1. 引言随着环保法规的日益严格,尾气排放控制成为汽车制造业面临的重要挑战之一。

选择性催化还原(SCR)后处理系统作为一种有效的尾气净化技术,具有广阔的市场前景。

本文将对SCR后处理系统市场需求进行分析。

2. 市场概述2.1 市场规模根据市场研究机构的数据,全球SCR后处理系统市场规模不断增长。

预计到2025年,市场规模将达到XX亿美元,并且持续增长。

主要原因是环保法规的推动,以及消费者对环保汽车的需求不断增加。

2.2 市场趋势在SCR后处理系统市场中,以下趋势值得关注:2.2.1 技术升级随着技术的不断进步,SCR后处理系统的效率和性能得到了提升。

新一代SCR系统具有更高的氮氧化物(NOx)转化效率,更低的氨满载量和更长的寿命,这将推动市场的发展。

2.2.2 新能源汽车市场增长随着新能源汽车市场的迅速发展,SCR后处理系统的需求也在增加。

新能源汽车尾气排放更为严格,需要更先进的SCR技术来满足排放标准,这将进一步推动市场的增长。

2.2.3 区域市场差异不同地区的环保法规和市场需求存在差异,这将影响SCR后处理系统市场的发展。

一些发达国家已经实施了严格的排放标准,并且采用SCR技术来净化尾气。

而一些发展中国家目前还处于较低的排放标准,但随着法规的升级,这些地区的SCR市场将有更大的增长空间。

3. 市场驱动因素3.1 环保法规各国环保法规对汽车尾气排放有明确要求,这是SCR后处理系统市场的主要驱动因素。

不断升级的环保法规要求汽车制造商采用更先进的尾气净化技术,促使市场需求增加。

3.2 消费者需求消费者对环保汽车的需求不断增加。

环保意识的提高以及对空气质量的关注,使得消费者对高效的尾气净化系统有更高的需求,从而推动SCR后处理系统市场的发展。

3.3 技术进步SCR后处理系统的技术不断提升,使得其性能更加优越。

技术进步将推动市场需求增加,促进市场的发展。

4. 市场挑战4.1 成本压力SCR后处理系统的制造和安装成本较高,这是市场发展的主要挑战之一。

2024年船用低速柴油机市场调研报告

2024年船用低速柴油机市场调研报告一、引言船用低速柴油机是船舶装备中至关重要的一部分,在航海工业中发挥着重要作用。

本文旨在对船用低速柴油机市场进行调研,分析其市场规模、发展趋势以及市场竞争格局,为相关企业提供参考。

二、市场规模及发展趋势船用低速柴油机市场在过去几年持续增长,由于海洋物流需求的增加以及船舶规模的扩大,船用低速柴油机的需求也大幅上升。

根据市场研究数据显示,全球船用低速柴油机市场规模预计将在未来几年内保持稳定增长的趋势。

市场发展的主要驱动因素包括:1.海洋物流需求的增加,包括国际贸易、海上运输等;2.船舶规模的扩大,船舶的载货能力和效率要求逐渐提高;3.环保要求的提升,船舶低速柴油机的燃油效率和减排能力成为重要考量因素。

随着全球经济的发展以及绿色环保意识的提高,船用低速柴油机市场将继续迎来更多的发展机遇。

三、市场竞争格局目前,船用低速柴油机市场主要由少数几家大型企业占据主导地位,其中包括MAN Energy Solutions、Wärtsilä等。

这些企业凭借其技术实力、产品品质和全球销售网络,在市场上占据较大份额。

除了大型企业外,还有一些中小型企业通过技术创新和成本优势来争夺市场份额。

然而,由于船用低速柴油机的技术门槛较高,中小型企业在市场上的竞争仍然较为激烈。

预计未来市场竞争格局将更加趋于稳定,大型企业将继续占据主导地位,中小型企业则会通过技术创新来争夺更多市场份额。

四、市场前景分析船用低速柴油机市场具有广阔的发展前景,主要原因包括以下几点:1.国际贸易的增加将推动船舶装备需求的增长,其中船用低速柴油机是船舶装备中不可或缺的一部分;2.新兴航线的开通以及沿线国家对海上物流的重视,将进一步推动船舶装备需求的增长;3.节能减排的要求日益提高,船舶低速柴油机具备高燃油效率和低排放的特点,将受到更多船舶船东的青睐。

综上所述,船用低速柴油机市场的发展前景广阔,但也面临着竞争激烈的市场环境。

船用低速柴油机SCR后处理系统发展现状与趋势

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]。

2024年SCR后处理系统市场调查报告

2024年SCR后处理系统市场调查报告1. 简介本报告旨在对选择性催化还原(SCR)后处理系统市场进行调查和分析。

首先对SCR后处理系统进行了简要介绍,然后对市场规模、市场增长趋势、市场驱动因素、市场竞争态势以及市场前景进行了综合分析。

2. SCR后处理系统概述SCR后处理系统是一种用于柴油发动机尾气选择性减少氮氧化物(NOx)的技术。

它通过将尿素溶液(AdBlue)喷射到催化剂上,将废气中的NOx转化为无害的氮和水,以达到环保排放要求。

3. 市场规模分析根据最新的市场研究,2019年SCR后处理系统的全球市场规模约为10亿美元。

预计在未来几年内,随着环保意识的增强和尾气排放要求的提高,该市场将继续增长。

4. 市场增长趋势4.1 政府法规的推动政府对于减少汽车尾气排放的要求不断增加,SCR后处理系统成为满足排放标准的关键技术,这将推动市场的增长。

4.2 柴油车销量的增长尽管柴油车的市场份额相对下降,但由于柴油车的燃油效率更高,并且在商用车市场仍然占据一定比例,SCR后处理系统在柴油车上的需求将继续增长。

4.3 国家污染控制政策的实施多个国家将加强环保政策,制定更严格的尾气排放标准。

这将增加SCR后处理系统的需求,促进市场的增长。

5. 市场竞争态势SCR后处理系统市场竞争激烈,主要厂商包括Bosch、Continental、Denso等。

这些公司拥有先进的技术和广泛的产品线,同时不断进行研发和创新,以满足市场需求并保持竞争力。

6. 市场前景分析随着环保意识的提高,SCR后处理系统市场具有良好的前景。

预计在未来几年内,市场规模将继续扩大,并出现更多的市场参与者。

同时,随着技术的进步和成本的降低,SCR后处理系统的应用范围将进一步扩大。

结论综上所述,SCR后处理系统市场具有良好的发展前景。

政府法规的推动、柴油车销量的增长以及国家污染控制政策的实施都将推动市场的增长。

在竞争激烈的市场中,企业需要不断进行技术研发和创新,以保持竞争力。

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78广东造船2017年第5期(总第156期)作者简介:郭忠华(1986-),男,助理工程师。

主要从事船舶低速柴油机设计工作。

收稿日期:2017-07-12浅谈船用低速柴油机SCR 后处理系统发展现状与趋势郭忠华(玉柴船舶动力股份有限公司,珠海519175)摘 要:本文介绍了国际法规对SCR 系统发展的推动作用,详述了SCR 高压和低压系统的原理及其优缺点,并通过市场调研简述了SCR 系统的发展现状,预测了未来SCR 的发展方向和市场前景,可为企业发展SCR 系统提供一定的参考。

关键词:Tier III;船用低柴油机;SCR 系统;现状;趋势中图分类号:U664.122 文献标识码:ADeveloping and Tendency of Marine Low-speed Diesel SCR SystemGUO Zhonghua( Yuchai Marine Power Co., Ltd. Zhuhai 519175 )Abstract: This paper introduces how the international rules promote the development of the SCR system, the merit and demerit of the high and low-pressure SCR system, analyzes the developing status of the SCR system by market survey and forecasts the development tendency of the SCR system.Key words: Tier III; Marine Low-speed Diesel; SCR; Status; Tendency1 前言随着国际航运业及远洋船舶运输的发展,以柴油为燃料的船舶发动机所产生的废气排放已成为沿海地区尤其是港口的主要污染源。

为了限制船舶柴油机排放对环境的污染,各国政府和国际组织相继制定了相关的船舶柴油机排放限制法规。

1997年9月27日,IMO 通过国际防止船舶造成大气污染公约,并作为MARPOL 73/78公约的附则VI 颁布。

MARPOL 附则VI 中对船用发动机的NOx 排放作了明确规定,其具体的限值如图1所示。

该附则的规定已于2005年5月19日对所有协议签署国的船舶正式生效[1-2]。

图1 IMO 的NOx 排放限值MARPOL 73/78公约规定的排放标准分三个阶段实施,其中第三阶段(Tier III)的NOx 排放限值已于2016年1月1日实施[3],其仅适用于IMO 指定的NOx 排放控制区,见图2。

在排放控制区内航行时,应符合Tier III 排放标准。

图2 排放控制区域目前,减排技术大体可分为两类:一类是通过控制柴油机缸内燃烧的方法降低NOx 排放,目前比较成熟的技术是使废气再循环(EGR);另一类是通过对柴油机的尾气进行处理降低NOx 排放,主要是采用选择性催化还原(SCR)技术,这一方法理论上可以把尾气的NOx 含量降至最低。

本文将重点介绍SCR技术。

GUANGDONG SHIPBUILDING 广东造船2017年第5期(总第156期) 经营与管理792 SCR 系统基本原理2.1 SCR 系统反应基本原理SCR 为选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction)的简称,其原理是在柴油机尾气管道中喷入还原剂40%尿素溶液,然后在催化剂的作用下将尾气中的NOx 还原为N 2和水,从而达到降低尾气中氮氧化物含量的目的(见图3),反应方程式为:同时,也会发生硫化物SOx 的还原反应,产生附加产物硫酸氢氨NH 4HSO 3。

该物质低温下容易沾附在催化剂表面使其失去活性,反应方程式为:图3 SCR 反应原理图2.2 SCR 系统基本布置方案根据布置方式不同可分为两种形式:高压SCR 系统和低压SCR 系统。

高压SCR 系统为催化剂安装在增压器之前,以充分提高催化剂反应温度(见图4)。

这种SCR 系统布局紧凑,废气能量利用率高,技术较为成熟;其缺点是反应器安装在柴油机内,不利于主机在机舱的布置,同时SCR 反应器对增压器有一定影响,主机也要作相应修改才能与其匹配使用。

低压SCR 系统为催化剂安装在增压器之后,布置较为灵活,对增压器和柴油机影响较小(见图5)。

但是由于增压器后废气温度较低,降低了催化剂效率,且容易导致催化剂硫中毒。

目前市场上还没有成功使用低温催化剂的案例,故均使用后加热装置提高废气温度,如此又增加了低压SCR 的运营费用。

图4 高压SCR 系统原理图图5 低压SCR 系统原理图3 SCR 系统发展现状3.1 国外发展现状上世纪九十年代,SCR 系统已经逐渐安装于船舶柴油机上,主要为增压器后布置的SCR 系统,其生产公司为瑞典STT Emtec 公司、美国RJM 公司、加拿大DCL 国际公司和挪威YARA 公司。

这些SCR 系统安装在航行于港口、排放控制区的豪华游艇上。

随着IMO 排放控制区域的扩大化,大型货运船舶等也开始迫切需求降低NOx 的后处理装置。

为此世界各大船舶动力装置供应商和后处理方案解决提供商,也相继增加了船用低速柴油机SCR 系统的研发力度。

WinGD 公司一直致力于降低船舶SCR 系统的研究,先后开发出高压和低压SCR 系统。

WinGD 公司开发的高压SCR 系统,安装在6RTA52U 柴油机上,测试结果表明,NOx 减排量超过90%,E3测试循环下NOx 排放量小于2 g/kW • h。

2015年WinGD 与沪东重机合作开发了基于5RT-flex58T-D 机型高压SCR 系统,其NOx 排放量达2.56 g/kW • h,应用于22 100 DWT 多用途船上。

据称WinGD 公司目前正在进行主机机内SCR 的开发工作,计划直接将SCR 反应器集成在排气集管上,目的是为了减少SCR 系统占用空间,便于布置。

该方案现处于初期研发阶段,预计未来5~10年才能有实船应用。

另外,受限于目前催化剂的效率,该方案可能只能降低部分NOx,无法直接满足Tier Ⅲ。

MAN B&W 公司与丹麦Topsoe 公司合作开发的高压SCR 系统,安装在MAN B&W 6S35MC 柴油机上。

通过测试,氮氧化物排放量下降88%。

柴油机使用的是含硫量达2.4%的重油,当负荷在40%~100%这一范围时,SCR 系统启动运行;当负荷低于40%时,由于废气温度较低,停止喷入尿素,以避免硫酸氨的凝聚堵塞SCR 系统。

日本日立公司成功开发了高压SCR 系统,并于2011年应用在MAN B&W 6S46MC-C8.1主机上,通过实际验证,可以满足IMO Tier III 排放标准。

2014年,日立公司成为目前唯一获得德国MAN B&W 公司FTPA 认证的船用SCR 系统生产商。

韩国现代公司目前研发的高压SCR 系统,取得WinGD 和MAN B&W 临时证书,并通过了DNV、ABS、BV 等多家船级社认证。

32224NH 4NO O 4N 6H O ++→+3224NH 6NO 5N 6H O +→+32224NH 2NO 2NO 4N 6H O++→+4NH 2NO 2NO 4N 6H O ++→+32243NH SO H O NH HSO ++→广东造船2017年第5期(总第156期)韩国斗山发动机2015年研发了低压SCR系统,并获得GL船级社认证。

该SCR系统也可以满足IMO Tier III排放标准。

与现有SCR系统只应用于高温废气,受安装地点和空间限制相比,该SCR系统在增压器后增加了废气加热装置,使其反应器可使用中温催化剂,还具备易于安装、易于选择安装地点以提高空间效率的优点,但该系统运营费用较高压SCR系统高。

挪威YARA公司是一家专业SCR系统和零件供应商,可提供尿素喷射、剂量、泵站、存储单元,吹灰系统,控制系统、NOx测量装置,并可提供催化剂的设计。

2015-2016年它为现代公司生产的多台主机提供了SCR系统中关键零部件,这些主机分别应用在多用途船和油船上。

同时它为国内多家SCR集成厂提供关键零部件。

此外,韩国大宇、日本三井、三菱等公司均在争相开发船用SCR系统,并取得了一定的成果。

从以上情况来看,两大专利方WinGD和MAN均有成熟的技术储备,并有实船应用。

日本日立公司开发的SCR产品唯一取得MAN B&W公司FTPA认证,而韩国现代和斗山都分别开发出高压和低压SCR系统,并正在项目实施当中。

总而言之,国外船舶柴油机SCR系统已有成熟的产品,并已经产业化。

3.2 国内发展现状在国内,一些高校和研究机构早已看好船舶柴油机Tier III减排装置潜在市场,均已开始SCR系统研发;沪东重机联合哈尔滨工程大学研发了船舶低速二冲程柴油机低压SCR系统;中船重工集团711研究所早已成立船舶柴油机尾气后处理装置研发小组,目前正在开展船用低中高速柴油机SCR系统开发。

沪东重机是国内船用低速柴油机生产的领头羊,2015年1月23日,它率先发布了国内首款船用低速柴油机高压SCR系统。

沪东与Wärtsilä公司合作,以5RT-flex58T-D(10 000 kW/105 r/min)为主机,耗时近1年共同开发了一款高压SCR系统。

该项目主机入级LR,安装于22 100 DWT多用途船上。

另外,沪东重机与哈尔滨工程大学联合承担了国家高技术船舶科研项目-“船用低速柴油机尾气NOx 后处理装置研究与开发”,共同开发一款具有自主知识产权低压SCR系统,目前该项目已经结题。

沪东重工以此项目为基础,已接单生产了低压SCR后处理系统,目前正在台架试验阶段。

赛林德/711所与威海中远科技、南通远洋船舶配套有限公司合作,联合开发船用SCR系统,711所于2014年开始介入低速机SCR系统,进行了概念设计及实验室台架试验,目前据称已成功开发出了船用低速柴油机高压SCR系统,台架试验能够满足Tier Ⅲ标准。

近期711所又联合大柴开发的低压SCR系统顺利通过各项测试,台架试验也能够满足Tier Ⅲ标准。

此外,青岛双瑞海洋环境工程有限公司在WinGD 的技术支持下正在开展SCR研发工作,目前处于实验阶段。

国内对柴油机NOx排放后处理的研究起步相对较晚,整体水平落后于国外厂商,尤其是高温阀、尿素喷射单元、催化剂等关键性零部件受制于国外供应商。

4 SCR系统未来发展趋势目前SCR系统有高压和低压两种方案,从市场选择和技术发展角度来看,低压方案未来将占主导地位。

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