案例概況

      上海海事大學(xué)自動(dòng)化機(jī)艙配備有船用大功率低速柴油機(jī)一臺(tái)，主要用于科研試驗(yàn)以及學(xué)生的教學(xué)培訓(xùn)。該柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，排放量較大（在100%工況時(shí)排放量達(dá)到59kg/h），產(chǎn)生的NOx和SOx排放會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成較大影響，因此針對(duì)該柴油機(jī)臺(tái)架開(kāi)展了脫硝脫硫治理工作。在船級(jí)社、主機(jī)廠商、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的共同見(jiàn)證下，SCR脫硝系統(tǒng)于2016年10月完成驗(yàn)收，EGC脫硫系統(tǒng)于2017年11月完成驗(yàn)收，目前運(yùn)行情況良好。

技術(shù)路線

       以尿素為還原劑，采用SCR技術(shù)脫除尾氣中NOx，以堿液為吸收劑，采用濕法煙氣洗滌技術(shù)脫除尾氣中SO2。

工藝流程

 SCR系統(tǒng)工藝流程：該技術(shù)方案采用低溫催化劑+排氣溫度補(bǔ)償?shù)牡蛪篠CR技術(shù)工藝。由于低速機(jī)排溫較低，在部分低工況可能達(dá)不到系統(tǒng)的反應(yīng)溫度，同時(shí)低溫下運(yùn)行生成的硫酸銨鹽也會(huì)對(duì)催化劑造成損害，因此通過(guò)低溫催化劑滿足柴油機(jī)大部分工況下的反應(yīng)要求，在部分低負(fù)荷點(diǎn)溫度不足時(shí)開(kāi)啟溫度補(bǔ)償單元加熱排氣，滿足反應(yīng)溫度要求；控制單元根據(jù)開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制策略，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)柴油機(jī)工況和NOx排放量，并計(jì)算SCR系統(tǒng)反應(yīng)所需的還原劑供應(yīng)量；在控制單元指令下，供給噴射單元精確計(jì)量供應(yīng)還原劑，并保證噴入混合管路還原劑的霧化噴射效果；還原劑在混合管路中通過(guò)與尾氣混合并熱解、水解生成NH3后進(jìn)入反應(yīng)器，在反應(yīng)器催化劑的作用下與NOx反應(yīng)，生成無(wú)害氣體；尿素日用罐則用于存儲(chǔ)SCR運(yùn)行所需的尿素溶液；系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)由控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并反饋，以確保NOx高轉(zhuǎn)化效率和低NH3泄漏量。

       
       EGC系統(tǒng)工藝流程：該技術(shù)方案采用NaOH溶液作為吸收劑，通過(guò)閉式循環(huán)噴淋洗滌技術(shù)吸收排氣中的硫氧化物，從而達(dá)到IMO相關(guān)法規(guī)要求。具體流程如下：NaOH溶液通過(guò)洗滌液循環(huán)泵泵送進(jìn)入洗滌塔（逆流式填料塔）內(nèi)，通過(guò)噴嘴霧化形成水洗層，含SOx的柴油機(jī)煙氣通過(guò)霧狀空間時(shí)，與NaOH溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)達(dá)到減少SOx排放的效果。經(jīng)過(guò)噴淋處理的氣體通過(guò)除霧器進(jìn)行氣液分離，潔凈氣體從排氣口排出。噴淋后的洗滌液分為兩個(gè)支路，其中一路需經(jīng)過(guò)板式換熱器冷卻后重新泵回洗滌塔，另一路直接泵回塔內(nèi)繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)。隨著反應(yīng)進(jìn)行和堿液的消耗，塔內(nèi)pH值逐漸降低，此時(shí)啟動(dòng)堿液泵補(bǔ)充一定量的NaOH溶液維持吸收反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，由于排氣高溫而蒸發(fā)的水則由定時(shí)沖洗除霧器的淡水補(bǔ)充。由于柴油機(jī)產(chǎn)生的廢氣還包含少量粉塵、油污及重金屬，因此經(jīng)一段時(shí)間噴淋后的洗滌液中積累了一定量的粉塵油污，此時(shí)通過(guò)引流進(jìn)入緩沖罐進(jìn)行污水處理，污水經(jīng)過(guò)處理、監(jiān)測(cè)合格后按要求排放。
 

污染防治效果和達(dá)標(biāo)情況
       
       應(yīng)用對(duì)象機(jī)型為MAN 6S35ME型低速機(jī)，SCR系統(tǒng)溫度管理單元及低溫催化劑的應(yīng)用，很好地克服了低速機(jī)排溫低造成的NOx轉(zhuǎn)化效率低下問(wèn)題。該低速機(jī)SCR、EGC系統(tǒng)運(yùn)行可靠，性能良好，安裝該系統(tǒng)后的柴油機(jī)NOx轉(zhuǎn)化率達(dá)80%以上，比排放量小于3.4g/kWh，滿足國(guó)際海事組織NOx Tier Ⅲ法規(guī)要求；安裝該系統(tǒng)后的柴油機(jī)廢氣硫碳比（SO2（ppm）/CO2（%v/v））≤4.3，相當(dāng)于采用0.1%硫含量燃油時(shí)的SOx排放水平，滿足IMO TierⅢ排放法規(guī)要求。

       NOx凈化率≥80%，NH3逃逸≤10ppm。含硫量3.5%的高硫油SO2凈化效率>95%。

二次污染治理情況
               
      采用廢水處理單元處理EGC系統(tǒng)廢液，處理量為1t/d，處理后排水滿足MPEC184（59）法規(guī)要求：洗滌水pH值≥6.5；PAH（菲當(dāng)量）濃度限值2250μg/L（0-1tMWh），水渾濁度不超過(guò)進(jìn)水渾濁度的25FNU或25NTU。

主要工藝運(yùn)行和控制參數(shù)
       
       SCR技術(shù)：NOx比排放≤2.68g/kW·h，滿足國(guó)際海事組織IMO TierⅢ排放法規(guī)要求，NOx轉(zhuǎn)化效率≥80%，NH3泄露≤10ppm。EGC技術(shù)（采用含硫量3.5%燃油）處理后的廢氣硫碳比（SO2（ppm）/CO2（%v/v））≤4.3，滿足IMO TierⅢ排放法規(guī)要求；排放廢水指標(biāo)：洗滌水pH值≥6.5；PAH（菲當(dāng)量）濃度限值2250μg/L（0-1tMWh）；水渾濁度不超過(guò)進(jìn)水渾濁度的25FNU或25NTU。滿足MPEC184（59）法規(guī)要求。
 

能源、資源節(jié)約和綜合利用情況

有效降低柴油機(jī)NOx和SO2污染物排放，能源消耗較低。

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