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時(shí)間:2021-02-23 08:33 來源:未知 作者:dl 點(diǎn)擊:次
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SCR技術(shù)是以NH3為還原劑,利用其對(duì)NOX的高選擇還原性,將NOX優(yōu)先還原為N2和H2O的廢氣后處理技術(shù)。與其它降低NOX排放的技術(shù)相比,SCR的NOX轉(zhuǎn)化率最高,技術(shù)最成熟可靠,并且對(duì)柴油機(jī)性能和零部件影響較小。目前,選擇性催化還原(SCR)被認(rèn)為是能使船用柴油機(jī)NOX排放滿足未來相關(guān)法規(guī)的主要技術(shù)手段。![]() SCR technology is the waste gas post-processing technology giving priority to reduce NOX to N2 and H2O by means of the high-selective reducibility of NOX with the reducing agent of NH3. Compared with other technologies reducing NOX emission, SCR has highest NOX conversion rate, most mature and reliable technology and small impact on the performance and parts of the diesel engine. Currently, the selective catalytic reduction (SCR) is considered as the main technical means to make NOX emission of the marine diesel engine meets relevant regulations in the future. 反應(yīng)器是船用中高速柴油機(jī)SCR系統(tǒng)的核心部件,它由催化劑、反應(yīng)器本體、混合導(dǎo)流結(jié)構(gòu)和吹灰器等組成。廢氣通過反應(yīng)器中的催化劑時(shí),有害物質(zhì)NOX在催化劑的作用下和NH3反應(yīng)生成無害的N2和H2O。 As the core component of the marine middle-high speed diesel engine SCR system, the reactor is composed of catalyst, reactor body, mixed diversion structure and soot blower. When the waste gas passes through the catalyst in the reactor, the hazardous substance NOX reacts with NH3 under the action of the catalyst to generate harmless N2 and H2O. 1.2主要技術(shù)指標(biāo) SCR反應(yīng)器主要性能指標(biāo)如表1所示: 表1 SCR反應(yīng)器主要性能指標(biāo)
反應(yīng)器由催化劑、反應(yīng)器本體、混合導(dǎo)流結(jié)構(gòu)和吹灰器等組成,各部件的結(jié)構(gòu)圖見圖1所示。 專業(yè)同聲翻譯設(shè)備-專業(yè)同聲翻譯 1)催化劑 反應(yīng)器選用V2O5/TiO2催化劑。V2O5/TiO2催化劑以TiO2作為載體,V2O5為主要活性成分。其優(yōu)點(diǎn)是:表面呈酸性,容易結(jié)合堿性的氨,使其在催化劑表面進(jìn)行反應(yīng);活性溫度區(qū)間與船用柴油機(jī)排氣溫度區(qū)間匹配佳;抗SO2 中毒能力較強(qiáng),能夠適應(yīng)船用燃油的含硫特性,能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作;成本較低,適合廣泛應(yīng)用。 a)催化劑的理化指標(biāo)如表2所示。 表2 催化劑的理化指標(biāo)
船用燃料質(zhì)量一般較差,廢氣中硫、雜質(zhì)、顆粒物含量很高。硫、雜質(zhì)、顆粒物對(duì)催化劑壽命、催化效果等影響極大。安裝SCR系統(tǒng)的柴油機(jī)使用的燃油應(yīng)當(dāng)滿足GB/T 17411-2012《船用燃料油》的要求。若柴油機(jī)使用的燃油不能滿足SCR系統(tǒng)要求,廢氣中硫、雜質(zhì)或顆粒物含量比約定的值還要高,長(zhǎng)期使用將影響催化劑壽命和催化效果。此時(shí)可以采用定期抽樣單個(gè)載體進(jìn)行檢測(cè)和分析的方法,確保反應(yīng)裝置的可用性。 催化劑活性低于70%時(shí)應(yīng)更換,通常情況下(柴油機(jī)使用含硫量1%的燃油),建議在使用16000h后更換。 2)反應(yīng)器本體 反應(yīng)器本體由進(jìn)出口法蘭、錐殼、SCR段殼體、催化劑框架、支座、吊環(huán)、泄水組件、加強(qiáng)筋等組成。 反應(yīng)器本體主要由不銹鋼焊接而成,反應(yīng)器本體主要起支持固定催化劑的作用,同時(shí)反應(yīng)器本體能耐受一定的內(nèi)壓和廢氣管路的拉力和壓力,下圖為經(jīng)過有限元強(qiáng)度計(jì)算的反應(yīng)器本體應(yīng)力和安全系數(shù)圖,其最大應(yīng)力為96.52MPa,相應(yīng)的安全系數(shù)最小值為2.36。
3)混合導(dǎo)流結(jié)構(gòu) 反應(yīng)器混合導(dǎo)流結(jié)構(gòu)由導(dǎo)流環(huán)、導(dǎo)流板、前支撐板和后支撐板組成,混合導(dǎo)流機(jī)構(gòu)安裝在SCR系統(tǒng)反應(yīng)器內(nèi),導(dǎo)流裝置將擴(kuò)張腔劃分為多個(gè)流動(dòng)通道,廢氣等速度進(jìn)入每個(gè)通道,由于每個(gè)通道出口面積和入口面積比相同,所以廢氣等速度流出每個(gè)通道,從而保證進(jìn)入催化劑的廢氣流速相同,提高NOx轉(zhuǎn)化效率。 4)吹灰器 SCR系統(tǒng)反應(yīng)器使用的固定旋轉(zhuǎn)式吹灰器,該型吹灰器主要由閥門、空心軸、吹灰槍管、減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電氣控制箱、接口裝置等組成,各部件的主要結(jié)構(gòu)和功能如下:
閥門有壓力調(diào)節(jié)裝置,可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的吹灰要求進(jìn)行壓力調(diào)節(jié),閥門上裝有啟動(dòng)臂,由凸輪操作,開啟和關(guān)閉閥門。 閥門上裝有單向空氣閥。
為適應(yīng)不同的控制要求,控制箱有兩種形式。一類只裝有行程開關(guān)盒按鈕,控制箱外形尺寸較小。另一類裝有交流接觸器、空氣開關(guān)等電氣元件,控制箱尺寸較大。
2功能原理 SCR系統(tǒng)是以NH3(尿素水溶液)為還原劑,利用其對(duì)NOX的高選擇還原性,將有害的NOX優(yōu)先還原為無害的N2和H2O。SCR系統(tǒng)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的主要化學(xué)反應(yīng)如下: O 反應(yīng)器是SCR系統(tǒng)反應(yīng)進(jìn)行的場(chǎng)所,其功能是通過催化劑的催化作用,將氮氧化物快速還原成氮?dú)夂退7磻?yīng)器本體起支撐催化劑并保持一定的反應(yīng)條件的作用。吹灰器起保持催化劑表面的清潔的作用�;旌蠈�(dǎo)流結(jié)構(gòu)起保持排氣流動(dòng)均勻的作用。 3安裝布置 3.1外形尺寸 反應(yīng)器外形圖及相關(guān)尺寸見圖3和表3。 圖3 反應(yīng)器外形圖 表3 反應(yīng)器尺寸重量表
3.2安裝布置要求 SCR系統(tǒng)反應(yīng)器中的吹灰器和其他部件分別包裝,驗(yàn)收時(shí)請(qǐng)您根據(jù)裝箱清單核對(duì)各個(gè)部分是否齊備完好,并與您所訂購(gòu)產(chǎn)品一致。 在拆除反應(yīng)器包裝和兩端入口的擋板后,我們建議使用單位應(yīng)該首先檢查部套的外觀,特別注意是否存在因運(yùn)輸引起的損壞以及部套進(jìn)出口管的清潔度。每個(gè)部套都配帶銘牌,其上標(biāo)明了型號(hào)、尺寸、制造商、出廠日期和重量等。請(qǐng)您根據(jù)銘牌核對(duì)各項(xiàng)參數(shù)是否與您所訂購(gòu)產(chǎn)品一致。 1)反應(yīng)器安裝位置 SCR系統(tǒng)反應(yīng)器一般安裝在船舶排氣管圍井中。它在柴油機(jī)的排氣管系中的位置,一般處于柴油機(jī)渦輪增壓器之后,并且在余熱鍋爐和消音器之前。 2)反應(yīng)器安裝支撐 為了使反應(yīng)器得到充分支撐,建議支撐結(jié)構(gòu)與反應(yīng)器自帶安裝支座配對(duì)加工�?紤]到系統(tǒng)反應(yīng)器存在加工誤差,支撐結(jié)構(gòu)最好選用橢圓型安裝孔。為了減小振動(dòng)對(duì)系統(tǒng)反應(yīng)器的破壞,應(yīng)使用彈性連接作為反應(yīng)器支撐,其中反應(yīng)器和排氣管之間必須使用波形膨脹節(jié)。 注意!錯(cuò)誤的支撐方式可能會(huì)損壞SCR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。 圖4 反應(yīng)器與膨脹節(jié)配合使用 3)反應(yīng)器安裝 通常情況下,反應(yīng)器的催化劑和隔熱包覆已經(jīng)安裝完畢,反應(yīng)器會(huì)整體運(yùn)送到船廠。安裝反應(yīng)器前必須關(guān)閉柴油機(jī),反應(yīng)器整體安裝在支座上,再將反應(yīng)器前后的排氣管和波形膨脹節(jié)安裝完畢,最后安裝反應(yīng)器吹灰器。 a)殼體安裝 安裝SCR反應(yīng)器時(shí),需檢查密封墊片是否完好。建議在密封墊片表面和六角螺栓上涂抹耐高溫石墨潤(rùn)滑油。SCR反應(yīng)器法蘭的連接首先需要進(jìn)行預(yù)緊,然后才能最終緊固。 SCR反應(yīng)器的排污口需要引出,以便及時(shí)排出反應(yīng)器內(nèi)冷凝水,從而保證其干燥性,防止其影響催化劑使用壽命。 SCR反應(yīng)器的檢修面板側(cè)應(yīng)該保留有600mm空間,以便打開檢修面板,裝拆催化劑模塊。SCR反應(yīng)器的窺測(cè)孔側(cè)應(yīng)保留有單人操作空間,以便觀察催化劑表面狀況和積灰情況,并進(jìn)行手動(dòng)壓縮空氣清灰。建議在窺測(cè)孔附近預(yù)留一個(gè)壓縮空氣接口。窺測(cè)孔位置見圖5。 圖5 反應(yīng)器窺測(cè)孔位置圖 b)催化劑更換 催化劑使用到達(dá)壽命時(shí)需更換催化劑,更換前需檢查新催化劑模塊是否完好,特別注意是否存在催化劑單體的破損。如果發(fā)現(xiàn)該情況的存在,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們。建議在檢修蓋板密封墊片表面和六角螺栓上涂抹耐高溫石墨潤(rùn)滑油。且檢修蓋板的連接首先需要進(jìn)行預(yù)緊,然后才能最終緊固。 注意!催化劑的安裝過程中應(yīng)輕拿輕放,任何碰撞和摔落對(duì)會(huì)造成催化劑不可修復(fù)的破壞。 c)隔熱包覆 SCR系統(tǒng)反應(yīng)器更換催化劑前需拆掉檢修口的隔熱包覆。更換催化劑后,需將隔熱包覆復(fù)原。隔熱包覆推薦采用厚100mm巖棉板氈(密度>80kg/m3),其外包覆0.7mm鍍鋅鐵皮,隔熱包覆結(jié)構(gòu)需避免熱橋。隔熱包覆需滿足船級(jí)社和IMO相關(guān)規(guī)定。 d)吹灰器安裝 在反應(yīng)器絕熱包覆完成后進(jìn)行吹灰器的安裝。吹灰器安裝在反應(yīng)器檢修面板側(cè),重合使用部分檢修空間。 注意!SCR系統(tǒng)反應(yīng)器的安裝過程中應(yīng)避免雨水進(jìn)入。 4使用維護(hù) 4.1一般故障分析及排除 反應(yīng)器是由催化劑、混合導(dǎo)流結(jié)構(gòu)、反應(yīng)器本體和吹灰器等組成�;旌蠈�(dǎo)流結(jié)構(gòu)和反應(yīng)器本體為鋼結(jié)構(gòu),一般不會(huì)產(chǎn)生故障。催化劑為蜂窩狀陶瓷結(jié)構(gòu),當(dāng)長(zhǎng)期使用時(shí),特別是排氣中灰分比例高,瀝青質(zhì)比例高,容易造成催化劑表面積灰,部分蜂窩孔堵塞,造成壓力損失升高,反應(yīng)器性能下降。SCR系統(tǒng)反應(yīng)器的一般故障分析及其排除方法見表4。 表4一般故障分析及其排除方法
使用維護(hù)保養(yǎng)過程中,工作人員應(yīng)遵守以下安全保護(hù)要求:
反應(yīng)器的日常維護(hù)與保養(yǎng)是非常重要的,它不僅能夠保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常,而且使所有元器件有序可查。日常維護(hù)工作需要每個(gè)操作和維護(hù)人員盡心盡責(zé)來完成,以此保證該設(shè)備的長(zhǎng)期正常運(yùn)行。具體維護(hù)保養(yǎng)工作如下:
注意!只有在反應(yīng)器冷卻后,才能進(jìn)行手動(dòng)除灰。
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