学习知识之主机SCR系统

SCR产生的背景

对于船用主机，在北美洲排放控制区（下图绿色区域），从2016年1月对NOx排放开始实行Tier III排放标准，而在北欧的排放控制区，将于2021年1月开始施行该标准（下图蓝色区域）。当然，还有很多的国家也有相关的规定区域。

排放控制区域

由于排放值从Tier II规定的14.4g/kW*h降低到Tier III规定的3.4g/kW*h，通过对柴油机本身的零部件修改已不能够满足排放要求。此时，对于大型船用主机，MAN-ES给出了两种解决方案：EGR或者SCR。今天我们介绍一下SCR系统。

何为SCR

SCR的全称是Selective Catalytic Reduction，中文名：选择性催化还原。

选择性催化还原(SCR)是一种废气处理方法，通过该方法可以将船用柴油发动机产生的NOx降低到符合 III级要求的水平。

SCR系统又根据布置位置和反应温度等，分为高压（HP-SCR）和低压（LP-SCR）两种。

HP-SCR

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高压SCR工作过程发生在两个主要部件蒸发/混合单元和反应器组成的SCR管路中。喷入的还原剂蒸发并与废气在蒸发器中做好催化准备，然后进入反应器发生反应减少了NOx。

由于催化还原的过程需要一个相当高的温度，因此将SCR管系布置在二冲程船用主机的高温侧，如增压器之前。据发动机负载的不同，此侧的废气温度比低压侧高50-175℃。

工作过程控制

在Tier II模式下，SCR系统被反应器密封阀（RSV）和反应器节流阀（RTV）切断。反应器旁通阀（RBV）打开，废气直接进入涡轮增压器。该系统还包括一个废气旁通阀（EGB），为主机在Tier II模式下提供低负荷带EGB调节。在Tier III模式下运行时，SCR系统工作，

SCR管路中阀门RSV和RTV打开，而阀门RBV将关闭。

LP-SCR

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若在SCR操作期间将燃油中的硫含量限制在0.1%或更低时，可以安装低压SCR系统。在该系统中，SCR管路布置在涡轮增压器之后，为SCR系统的安装提供了灵活性。

低压SCR系统由三个主要部件组成：一个SCR反应器、一个混合器（AIG-氨注入格栅）和一个分解单元（DCU）。DCU布置在反应器出口和混合器入口之间的燃气管道中，它由一个鼓风机、一个加热器（燃烧器）和一个蒸发器组成。还原剂被注入蒸发器，形成氨蒸汽的混合物，然后被引到混合器，最后被风机吹进SCR反应器。

虽然燃料硫含量很低，但不能完全避免形成ABS。溶解ABS的一种方法是使用DCU加热并使适量的气体通过反应器循环以除去ABS。

对于SCR工艺而言，即使在使用低硫燃料，废气温度仍然过低，尤其是在主机低负荷或寒冷的环境条件下。为了将废气温度提高到所需的水平，涡轮高压侧的部分废气被旁通路，由废气旁通阀（EGB

）控制，并流向低压侧。由于旁通，主机油耗（SFOC）将根据所需温度增加而增加。

工作过程控制

在Tier II模式下，主机的油耗和排气参数如同标准带LL-EGB Tier II主机，SCR系统被反应器前阀（VBR）和反应器后阀（VAR）切断。反应器旁通阀（RBV）打开，废气从涡轮增压器后排出。该系统还包括一个废气旁通阀（EGB），为主机在Tier II模式下提供低负荷带EGB调节（在较高的负荷时，随着负荷增加逐步增加开度）。在Tier III模式下运行时，SCR系统工作，SCR管路中阀门VBR和VAR打开，而阀门RBV将关闭，同时为了保证排烟温度，EGB阀一直打开。

本文由Marine Diesel / Mr. Wang整理，数据来源于MAN-ES，感谢。请阅后关注，并探讨。