浅谈船用低速柴油机SCR后处理系统发展现状与趋势

工作，计划直接将SCR反应器集成在排气集管上，目的是为了减少SCR系统占用空间，便于布置。该方案现处于初期研发阶段，预计未来5～10年才能有实船应用。另外，受限于目前催化剂的效率，该方案可能只能降低部分NOx，无法直接满足TierⅢ。

MAN B&W公司与丹麦Topsoe公司合作开发的高压SCR系统，安装在MAN B&W 6S35MC柴油機上。通过测试，氮氧化物排放量下降88%。柴油机使用的是含硫量达2.4%的重油，当负荷在40%～100%这一范围时，SCR系统启动运行；当负荷低于40%时，由于废气温度较低，停止喷入尿素，以避免硫酸氨的凝聚堵塞SCR系统。

日本日立公司成功开发了高压SCR系统，并于2011年应用在MAN B&W 6S46MC-C8.1主机上，通过实际验证，可以满足IMO Tier III排放标准。2014年，日立公司成为目前唯一获得德国MAN B&W公司FTPA认证的船用SCR系统生产商。

韩国现代公司目前研发的高压SCR系统，取得WinGD和MAN B&W临时证书，并通过了DNV、ABS、BV等多家船级社认证。

韩国斗山发动机2015年研发了低压SCR系统，并获得GL船级社认证。该SCR系统也可以满足IMO Tier III排放标准。与现有SCR系统只应用于高温废气，受安装地点和空间限制相比，该SCR系统在增压器后增加了废气加热装置，使其反应器可使用中温催化剂，还具备易于安装、易于选择安装地点以提高空间效率的优点，但该系统运营费用较高压SCR系统高。

挪威YARA公司是一家专业SCR系统和零件供应商，可提供尿素喷射、剂量、泵站、存储单元，吹灰系统，控制系统、NOx测量装置，并可提供催化剂的设计。2015-2016年它为现代公司生产的多台主机提供了SCR系统中关键零部件，这些主机分别应用在多用途船和油船上。同时它为国内多家SCR集成厂提供关键零部件。

此外，韩国大宇、日本三井、三菱等公司均在争相开发船用SCR系统，并取得了一定的成果。

从以上情况来看，两大专利方WinGD和MAN均有成熟的技术储备，并有实船应用。日本日立公司开发的SCR产品唯一取得MAN B&W公司FTPA认证，而韩国现代和斗山都分别开发出高压和低压SCR系统，并正在项目实施当中。总而言之，国外船舶柴油机SCR系统已有成熟的产品，并已经产业化。

3.2 国内发展现状

在国内，一些高校和研究机构早已看好船舶柴油机Tier III减排装置潜在市场，均已开始SCR系统研发；沪东重机联合哈尔滨工程大学研发了船舶低速二冲程柴油机低压SCR系统；中船重工集团711研究所早已成立船舶柴油机尾气后处理装置研发小组，目前正在开展船用低中高速柴油机SCR系统开发。

沪东重机是国内船用低速柴油机生产的领头羊，2015年1月23日，它率先发布了国内首款船用低速柴油机高压SCR系统。沪东与Wärtsilä公司合作，以5RT-flex58T-D（10 000 kW/105 r/min）为主机，耗时近1年共同开发了一款高压SCR系统。该项目主机入级LR，安装于22 100 DWT多用途船上。

另外，沪东重机与哈尔滨工程大学联合承担了国家高技术船舶科研项目-“船用低速柴油机尾气NOx后处理装置研究与开发”，共同开发一款具有自主知识产权低压SCR系统，目前该项目已经结题。沪东重工以此项目为基础，已接单生产了低压SCR后处理系统，目前正在台架试验阶段。

赛林德/711所与威海中远科技、南通远洋船舶配套有限公司合作，联合开发船用SCR系统，711所于2014年开始介入低速机SCR系统，进行了概念设计及实验室台架试验，目前据称已成功开发出了船用低速柴油机高压SCR系统，台架试验能够满足Tier Ⅲ标准。近期711所又联合大柴开发的低压SCR系统顺利通过各项测试，台架试验也能够满足Tier Ⅲ标准。

此外，青岛双瑞海洋环境工程有限公司在WinGD的技术支持下正在开展SCR研发工作，目前处于实验阶段。国内对柴油机NOx排放后处理的研究起步相对较晚，整体水平落后于国外厂商，尤其是高温阀、尿素喷射单元、催化剂等关键性零部件受制于国外供应商。

4 SCR系统未来发展趋势

目前SCR系统有高压和低压两种方案，从市场选择和技术发展角度来看，低压方案未来将占主导地位。

（1）高压方案目前存在对柴油机性能影响较大和布置不灵活的问题，其发展方向是开发高效催化剂以降低催化剂的体积，增加其布置的灵活性，降低整个系统的成本；

（2）低压方案虽然反应器布置方便，但由于反应环境温度低，催化剂活性不够，还原反应效率低，且容易产生硫酸盐使催化剂失效。其发展方向是开发抗硫性好的低温高效催化剂，如此低压方案可直接应用于旧船排放升级改造，将具有更广阔的市场前景；

（3）SCR系统目前仍然处于发展的初级阶段，催化剂、耐高温阀等关键零部件制造商较少，其成本居高不下，致使SCR系统价格过高，甚至达到主机价格50%以上，从而影响SCR的推广应用。未来随着排放法规的日益严格，SCR市场逐渐扩大成熟，相信SCR系统集成商、零件制造商将会越来越多，其成本也会随之降低。

5 结论

综上所述，随着环保法规越来越严格，以及SCR各项技术逐渐发展成熟，SCR系统必将在船舶Tier Ⅲ排放解决方案中大有所为。

参考文献

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