《船用柴油机氮氧化物选择性催化还原关键技术及应用》

点击下载 ⇩

该项目属于动力工程领域。 全球船舶柴油机排放的氮氧化物(NOx)占人为总排放的10%,在沿海和港口城市这一比例超过20%。2008年,国际海洋环境保护委员会规定:从2016年起,进入国际排放控制区的船舶NOx排放必须达到Tier III标准。中国船舶制造吨位全球第一,满足Tier III标准的船舶NOx减排技术成为中国重大技术需求。NOx选择性催化还原(SCR)技术是最理想的船舶NOx减排技术。船舶SCR技术分为高温(>300℃)SCR和低温(220-280℃)SCR。高温SCR技术较成熟,但已被国外垄断。自主研发低温SCR技术对中国船舶制造业的生存和发展意义重大。 发展船舶低温SCR技术须解决3个方面的关键技术问题:NOx低温催化转化技术;低压降的尾气导流技术;可靠的还原剂供给技术。从2006年起,该项目针对船舶低温SCR关键技术开展攻关,取得创新成果如下:发明了纳米低温SCR催化剂,解决了低温下催化剂NOx转化效率低的问题:提出将燃烧技术应用于SCR催化剂合成的思想,发明了快速合成纳米SCR催化剂的方法,将催化剂合成时间由传统方法的5天缩短到10小时,获得的催化剂低温NOx转化效率是传统方法制备催化剂的1.35-3倍;基于催化剂化学裁剪设计原理,发明了非钒基Ti-Ce-W纳米SCR催化剂配方,低温NOx转化效率达100%,满足了Tier III标准对转化率的要求(80%)。发明了低温等离子体NO预氧化技术,解决了无法对含SO<,2>尾气中的NO进行催化氧化的世界性难题,实现了快速SCR反应,将超低温度(<150℃)下的NOx转化效率从10%大幅提高到75%,拓展了SCR系统的应用范围。提出了流场多级切割、均匀分流的设计原则,发明了基于多级导流环和内导流筒结构的混合导流技术,将导流压力损失减少到60帕,比现有导流技术压力损失降低90%以上。开发了自动控制溶剂、溶质和溶液的剂量、浓度和温度的方法,发明了新鲜尿素溶液(还原剂)在线自动制备技术,解决了还原剂可靠供给问题,同时将船舶SCR还原剂供给系统占用空间减小了1.35倍。基于上述发明点,开发了有完全自主知识产权的船舶柴油机低温SCR技术,经第三方检测,NOx转化效率满足Tier III标准。获专利授权8项,发表论文31篇,其中SCI/EI收录22篇,SCI他引187次。上海市经信委组织的项目验收专家一致认为该项目开发的低温SCR关键技术达到了国际先进水平。获得了中国船级社颁发的中国首张(全球第二张)SCR系统产品原理认可证书以及满足Tier III标准的柴油机国际防止空气污染证书(EIAPP),在中国船舶SCR技术领域起到了引领作用。该项目解决了中国船舶制造业对SCR技术的迫切需求。形成了规模化产品生产能力,已推广应用32台套,是中国第一批推广应用的船舶低温SCR产品,产生直接经济效益1748万元,间接经济效益7000万元,每年可减少NOx排放3000吨,产生了良好的社会效益。

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。