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EGR技术和SCR技术在船舶柴油机上的应用研究

摘要

世界经济正在全球化，各国之间的贸易往来也就越来越频繁。与贸易有关的航运事业随之得到了发展，使得船舶数量的增加造成了严重的大气污染，引起了世界各国的高度关注。船舶的废气排放主要含有的物质是氮氧化物(NOX)、硫氧化物(SOX)、P

国际海事组织（IMO）颁布并通过了旨在减少船舶造成大气污染的MARPOL公约附则VI，自从2016年起，对部分新造的船舶将强制实施氮氧化物（NOX）排放，在北美排放控制区或美国加勒比海排放区，要求更为严格的TierIII标准。为了满足公约要求，世界各个国家正在积极研发高性能、价格低的船舶废气脱硝技术。

有研究表明，在船舶柴油机上，机内处理和机外净化这两个技术对减少氮氧化物的排放有一定的效果，本文将对EGR技术和SCR技术在船舶柴油机上的应用进行探究。

关键词：船舶柴油机；废气污染；SCR技术；EGR技术

目录

TOC\o1-3\h\z\u第1章绪论 1

1.1引言 1

1.2船舶废气探究的背景及意义 1

1.3国内外对于NOX减排的研究现状 2

第2章船舶柴油机废气成分及限制法规 4

2.1MARPOL公约对船舶柴油机的影响 4

2.2柴油发动机排放污染物的种类与危害 5

2.3NOX的排放控制 7

第3章EGR技术 9

3.1EGR技术的概述 9

3.2EGR技术的工作原理 10

3.3本章小结 12

第4章SCR技术在船舶上的应用 13

4.1有关SCR技术的概述 13

4.1.1SCR的工作原理 13

4.1.2SCR技术的组成结构 14

4.2影响SCR反应的因素 15

4.3本章小结 16

结论 17

参考文献 18

第1章绪论

1.1引言

随着全球化经济时代的到来，世界各国的贸易往来也变得频繁起来，这必将带来全球海运业和船舶制造业的繁荣。船舶在大海里航行，必须控制船舶排放物的污染，由此可见，控制污染物的排放与我们的生活密切相关，同时也会给船舶发动机制造业带来产业升级。2008年10月召开MEPC会议上对MARPOL附则VI进行修改，第二阶段的排放目标是这次会议召开的核心内容。

由于国际海事组织对废气排放物的要求越来越严格，在排放法规的严格限制下，世界各个国家从事船舶柴油机制造厂和相关研究机构研究发动机的减排技术。在全球比较著名的船舶柴油机制造厂MANBW和Wartsila，它们对低功率船舶柴油机技术的研究处于世界的先进水平。最近还包括MANBW和Wartsila公司在内的43个单位是发动机企业，发动机科学研究所、还有一些造船厂和一些船公司在内，他们都参加了船舶超低排放燃烧效率的研发项目，并取得了一些不错的成果，在欧盟委员会和瑞士政府共同支持，该研发项目成果显著。在不影响发动机的效率和可靠性的前提下，开发出一系列明显降低发动机气体和粒子排放的新技术，使然油的消耗量、氮氧化物（NOX）排放及发动机寿命周期费用都得到了减少，这种技术可用于达到日益严格的国际排放法规要求。

1.2船舶废气探究的背景及意义

随着人类社会的发展在不断的进步，在工业、商业、农业等各个行业都越来越重视，但发展的过程中也给地球环境带来污染。空气被污染通常是指在自然界中某些的物质排放达到大气中，危害到人类健康与动植物的生长也受到影响，其船舶行业在运输中，船舶柴油发动机还有其他辅助设备燃烧燃料后所排放出的废气，因为它的排放量很大，在空气中持续的时间也比较长，随着船舶在全球各个水域的航行，所以造成废气对环境的污染。

由于地球环境越来越恶劣，世界各国也意识到问题的严重性，开始制定一些排放法规，《MARPOL73/78公约》附则VI于2000年1月1日正式生效，这个公约制定了相关的排放标准。这些排放法规的制定，世界各国必须遵守排放法规，使得船舶排放废气污染物均有所降低，对保护地球环境有着非常重大的意义。

1.3国内外对于NOX减排的研究现状

1997年国际海事组织在缔约国大会通过《MARPOL73/78》公约之后。我们国家也就开始对排放法规进行研究，在这里面还包括咱们国家的船级社（CCS）、各个省份海事局、以及国内柴油机制造厂、还有很多所大学。他们对排放标准的计算和考察认证过程进行研究，后来发表了有关于这方面的文章。

《MARPOL》附件VI的修正案在最初的氮氧化物排放限值要求中增加了两个新阶段。与原来的排放限值相比，新的第二阶段排放限值有小幅下降，在柴油机上，机内控制技术中它可以满足这一项的要求。而在我们国家对机内控制技术的研究主要是，对燃烧室进行优化，对喷油