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上海海事大学MAN-B&W3500kW柴油机排气处理装置项目

更新时间:2020-06-01 16:09 来源:中国环境保护产业协会 作者: 阅读:1477 网友评论0

案例概况

      上海海事大学自动化机舱配备有船用大功率低速柴油机一台,主要用于科研试验以及学生的教学培训。该柴油机运行时间较长,排放量较大(在100%工况时排放量达到59kg/h),产生的NOx和SOx排放会对周边环境造成较大影响,因此针对该柴油机台架开展了脱硝脱硫治理工作。在船级社、主机厂商、第三方检测机构的共同见证下,SCR脱硝系统于2016年10月完成验收,EGC脱硫系统于2017年11月完成验收,目前运行情况良好。

    


技术路线

       以尿素为还原剂,采用SCR技术脱除尾气中NOx,以碱液为吸收剂,采用湿法烟气洗涤技术脱除尾气中SO2

工艺流程


 SCR系统工艺流程:该技术方案采用低温催化剂+排气温度补偿的低压SCR技术工艺。由于低速机排温较低,在部分低工况可能达不到系统的反应温度,同时低温下运行生成的硫酸铵盐也会对催化剂造成损害,因此通过低温催化剂满足柴油机大部分工况下的反应要求,在部分低负荷点温度不足时开启温度补偿单元加热排气,满足反应温度要求;控制单元根据开环或闭环控制策略,实时监测柴油机工况和NOx排放量,并计算SCR系统反应所需的还原剂供应量;在控制单元指令下,供给喷射单元精确计量供应还原剂,并保证喷入混合管路还原剂的雾化喷射效果;还原剂在混合管路中通过与尾气混合并热解、水解生成NH3后进入反应器,在反应器催化剂的作用下与NOx反应,生成无害气体;尿素日用罐则用于存储SCR运行所需的尿素溶液;系统运行参数由控制单元实时监测并反馈,以确保NOx高转化效率和低NH3泄漏量。

       
       EGC系统工艺流程:该技术方案采用NaOH溶液作为吸收剂,通过闭式循环喷淋洗涤技术吸收排气中的硫氧化物,从而达到IMO相关法规要求。具体流程如下:NaOH溶液通过洗涤液循环泵泵送进入洗涤塔(逆流式填料塔)内,通过喷嘴雾化形成水洗层,含SOx的柴油机烟气通过雾状空间时,与NaOH溶液发生化学反应达到减少SOx排放的效果。经过喷淋处理的气体通过除雾器进行气液分离,洁净气体从排气口排出。喷淋后的洗涤液分为两个支路,其中一路需经过板式换热器冷却后重新泵回洗涤塔,另一路直接泵回塔内继续循环反应。随着反应进行和碱液的消耗,塔内pH值逐渐降低,此时启动碱液泵补充一定量的NaOH溶液维持吸收反应继续进行,由于排气高温而蒸发的水则由定时冲洗除雾器的淡水补充。由于柴油机产生的废气还包含少量粉尘、油污及重金属,因此经一段时间喷淋后的洗涤液中积累了一定量的粉尘油污,此时通过引流进入缓冲罐进行污水处理,污水经过处理、监测合格后按要求排放。

 

    


污染防治效果和达标情况
       
       应用对象机型为MAN 6S35ME型低速机,SCR系统温度管理单元及低温催化剂的应用,很好地克服了低速机排温低造成的NOx转化效率低下问题。该低速机SCR、EGC系统运行可靠,性能良好,安装该系统后的柴油机NOx转化率达80%以上,比排放量小于3.4g/kWh,满足国际海事组织NOx Tier Ⅲ法规要求;安装该系统后的柴油机废气硫碳比(SO2(ppm)/CO2(%v/v))≤4.3,相当于采用0.1%硫含量燃油时的SOx排放水平,满足IMO TierⅢ排放法规要求。


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


二次污染治理情况
               
      采用废水处理单元处理EGC系统废液,处理量为1t/d,处理后排水满足MPEC184(59)法规要求:洗涤水pH值≥6.5;PAH(菲当量)浓度限值2250μg/L(0-1tMWh),水浑浊度不超过进水浑浊度的25FNU或25NTU。


主要工艺运行和控制参数
       
       SCR技术:NOx比排放≤2.68g/kW·h,满足国际海事组织IMO TierⅢ排放法规要求,NOx转化效率≥80%,NH3泄露≤10ppm。EGC技术(采用含硫量3.5%燃油)处理后的废气硫碳比(SO2(ppm)/CO2(%v/v))≤4.3,满足IMO TierⅢ排放法规要求;排放废水指标:洗涤水pH值≥6.5;PAH(菲当量)浓度限值2250μg/L(0-1tMWh);水浑浊度不超过进水浑浊度的25FNU或25NTU。满足MPEC184(59)法规要求。

 

    



能源、资源节约和综合利用情况

有效降低柴油机NOx和SO2污染物排放,能源消耗较低。

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