SCR后处理技术对柴油机排放的优化简析

严立雄

摘  要：任何事物的出现都是利弊相结合的产物，柴油机的发明也不例外，一方面它提高了生产力，，带动了社会的进步和发展，但是同时它也给环境带来很大的影响和伤害。该篇文章主要叙述了SCR后处理技术对柴油机尾气的优化减排，怎么样能够做到对于柴油机排放的优化处理，以此减少对于环境的危害。

关键词：油烟机;SCR技术;尾气排放

引言

柴油机的发明在一定程度上带动了社会的发展，给人们的生活带来了很大的方便，同时提高了社会生产力，在一定的程度上面推动了社会工业的发展，使得人们的生活得到了很大的改善。由于柴油机自身的特征—体积比较小，更加适合在船舶上面使用，并且相对于其他的机械设施来说结构更加的简单，效率更高，因此导致很多船舶使用者更加喜欢柴油机的应用，柴油机的应用在一定的程度上面带动了航运业的发展。从另外一方面来说，因为船舶发动机的主要燃料是柴油，因此会导致废气污染的产生，伴随着社会的不断发展，人们的环保意识也得到了显著的提升，导致人们对于环境的要求越来越高，对于柴油机的尾气排放要求也越来越严格，因此人们普遍希望柴油机排放出来的废气减少对于环境的污染。

一、国内外发展现状

（一）国外发展现状

从1980年开始，SCR后处理方式已经开始逐渐被外国人使用到船舶柴油机上了，在这个时候主要应用的是高压SCR后处理系统，这些处理方式都是安装在航行区域，因此会有比较严格的排放限制和要求。但是伴随着国家的国际海洋保护意识的提高使得控制排放区域越来越大，对于各种货运轮船降低废气排放的要求也越来越高，为了减少废气带来的污染，很多的船舶动力装置制造商和船舶研究机构已经开始投入研究比较低速的荣油机SCR后处理系统以此来降低货运轮船的废气处理，在这里比较有代表性的公司包括YARA公司，它是一家来自于挪威的企业，它的总部是在奥斯陆，一直投身于减少废气处理的事项;日立公司是来自于日本的一家企业，该企业是日本的比较综合性的电机企业，前身电机修理厂，总部是在东京;WinCD公司在很早之前就开始投入SCR后处理技术为了能够减少柴油机对于废气的排放，并且取得了显著的成果，依次研究出了高低压的SCR后处理方式。并且经过一系列的实验测试，安装高压的SCR后处理系统的6RTA52U油烟机能够减少90%以上的尾气碳氧化物，极大程度的降低了对于空气的危害，之后还进行了一些研究，使得尾气碳氧化物得到了显著的降低。

（二）国内发展现状

相对于国外来说，国内的SCR后处理技术的兴起就比较晚了，1990年开始就有很多知名高校和科研机构，专注于对船用低速柴油机SCR后处理方式和系统进行仔细的研究，并且开发出了潜在的市场。有的大学研发了柴油机低压SCR系统;在二十世纪初，中船集团711研究所成立研发小组，用来研究柴油机尾气后处理装置，并且取得了很大的成就。在目前研发低中高速柴油机SCR的系统中，在国内最有名的低速荣油机生产商就是沪东重机，从2015年1月开始，沪东重机就发明了高压SCR后处理系统针对船用低速柴油机。而徐州重工更是这个领域的领跑者，它生产的低速柴油机在国内是屈指可数的，应用领域在船舶上。2016年，徐州重工也发表了一款高压SCH后处理系统，应用于船用低速柴油机的，这个系统相相对于其他的系统来说，其性能更加的稳定，可以应用在承载重量在2000101T以上的多功能的船上。

二、SCR后处理系统的概述

（一）SCR后处理装置的基本原理

什么是SCR？所谓SCR，又叫做选择性催化还原技术，其基本的原理是在高温的环境下，使用催化剂将氨氧化物分解成氢气和水。为了能够减少对于空气的污染，柴油机首先应该优化气缸内部结构设施，使得油气能够充分混合在一起，将燃烧质量提高，将油耗和排放减少，之后通过SCR后处理装置使得发动机氮氧化物的排放降低。很多柴油机都安装了涡轮增压器，为了能够使得气缸里面的进气量达到充足的状态，进而使得燃油得到充分得燃烧，排放出来的NOx、PM、HC和Cx等，这些排放出来的废气就相对比较少。以上都是为了达到提高进气质量，使得油耗量降低得目的。同时把含有原剂40%的尿案溶液以及压缩空气喷射进入排气管，这样情况下尿索溶液可以在高温的情况下分解出NH1，NH、0。与柴油机排出的尾气在气管中混合，之后在选择性催化剂的应用下NO和O2会自动发生化学反应，生成气和水。具體的反应方程式可以写成：4NH3：+4N0+O2—4N2+6H2O同时也会存在附加反应，产生酸氛氨。通过一系列的实验表明，通过改善SCR后处理技术能够降低80%氮化物对于空气的污染，最终到达节能减排的作用。

（二）SCR后处理装置的构成

催化器是SCR后处理装置的核心，而还原反应进行的装置是强化器，如果要建立比较适合反应进行的条件，则需要要有充足的空间和进行反应的时间，同时对于温度和压力都一定的要求，需要有高活性的化剂，只有在这样的条件下，实验才能够顺利的进行。在这个其中，催化剂又是对于反应有影响的关健因素，它会直接影响到整个系统的变化和质量，换句话说，只要解决了催化剂的问题，在一定的程度上就已经算是解决了SCR后处理系统的很大一部分的难题。

三、ScR后处理技术的发展趋势

SCR后处理技术的发展趋势还是很好的，只是还存在一些问题和难以解决的困境，需要研究者们不断深入探讨和研究之后去解决。比如说，目前只有在高温高压环境在催化剂才能够起作用;催化剂很容易降低活性，就比如说在受到尾气中的硫酸盐的影响会降低活性;与此同时现在的SCR后处理系统的结构还是比较分散的，占用体积也比较大;在SCR后处理系统中，很多关键零部件制造生产的厂家非常少，导致价格很贵等。以上这些问题都是制约SCR系统发展的关键性的原因，这些问题就是要迫切需要解决的，才能够保证ScR后处理技术能够推展开。

就目前情况来看，SCR系统可以分成两种类型，一种是低压SCR系統，它需要解决能够在相对低温的环境下还能够保持高活性的催化剂，并且其抗硫的性质一定要好，只有研究者把这个问题解决了才能够更好的对于低压SCR系统进行推广，发展出更加有需求的市场;而另外一种就是高压SCR系统，高压SCR系统的结构就相对于低压SCR系統比较分散，在之后的研究方向更加偏向于研发有高效率的催化时剂，使其集成化，减小高压SCR系统的体积，使得更加方便于安装和布置，从而能够降低对柴油机性能要求，进而能够提高系统的可靠性，就目前的现状来说，低压SCR系统比高压SCR系统实用更稀少。目前世界各地都在加大

对于SCR后处理系统的研发投入，在不久的将来，SCR的系统一定能够进行升级和改进，能够达到质的飞跃，也能够被广泛用于到通船舶上。

参考文献

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