大氣是資源、大氣環(huán)境是人類賴以生存的重要環(huán)境要素，大氣污染不僅破壞大氣資源，而且對大氣、水、土、生物等所有重要的環(huán)境要素造成損害，危害當(dāng)代人的健康和降低后代人的素質(zhì)，破壞生態(tài)系統(tǒng)，成為經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的障礙，而造成大氣污染的根源是人類采用舊的生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式，過量排放廢氣造成的。因此可以說廢氣治理工程(包括污染源治理和污染綜合防治)是環(huán)境保護(hù)的重要組成部分，是控制大氣污染、保護(hù)環(huán)境、保護(hù)人群健康，保證經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
船舶所使用的燃料主要是渣油或重油，也屬于柴油，含硫量是車用油的100至3500倍。含硫量高是柴油機(jī)排放黑煙的最直接原因之一，因此在內(nèi)河和港口容易看到帶著“黑尾”的船只。此外，港口碼頭上還有大量承載運(yùn)輸、裝卸等功能的工程機(jī)械，它們也使用柴油，成為港口上空“黑尾”的又一來源。
為了控制日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染趨勢，我國對柴油船只尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的要求也將日益苛刻。
目前在柴油機(jī)尾氣NOx凈化領(lǐng)域，國際上主要有兩條相對成熟的技術(shù)路線。一條是以美國發(fā)動機(jī)企業(yè)為代表的EGR(Exhaust Gas Recirculation)+DPF路線，另一條是以歐洲發(fā)動機(jī)企業(yè)為代表的優(yōu)化燃燒+SCR路線。由于我國大部分地區(qū)所銷售的柴油硫含量都比較高，且要在短期內(nèi)將其降到能夠滿足DPF要求的硫含量范圍很難。因此，在選擇技術(shù)路線時(shí)，需要考慮我國具體國情。采用優(yōu)化燃燒+SCR路線，其一可降低發(fā)動機(jī)油耗5%~7%，其二在我國尿素溶液的獲得較為容易。而在整個(gè)SCR系統(tǒng)中，選擇合適的SCR催化劑作為關(guān)鍵的一環(huán)也是研究工作中的重中之重。在低溫條件下高空氣流速會使催化劑對NOx的脫除率降低較大幅度，而在高溫條件下空氣流速對NOx的脫除率影響較小。
SCR選擇性催化還原系統(tǒng)是控制柴油機(jī)排放后處理的一種裝置，它是將尿素溶液噴射到排氣管中，尿素溶液由于高溫分解為氨NH3和二氧化碳CO2，NH3又在催化劑作用下，與氮氧化合物NO、NO2發(fā)生反應(yīng)，將其還遠(yuǎn)程氮?dú)夂退�。選擇性催化還原系統(tǒng)(在催化劑的作用下)公式圖如下：
4NH3+4NO+O2=4N2+4H2O
4NH3+6NO=5N2+6H2O
8NH3+6NO2=7N2+12H2O
SCR系統(tǒng)中的主要部件有：尿素罐、尿素加料裝置、尿素噴嘴、催化器、排氣溫度傳感器、氮氧化物傳感器。
尿素罐用于儲存工業(yè)尿素，主要由尿素罐液位、尿素濾清器和溫度傳感器組成，分別監(jiān)測尿素罐的液位及溫度。
SCR體系的優(yōu)勢在于無需對機(jī)體進(jìn)行改動，即國Ⅲ電控裸機(jī)加上SCR便可實(shí)現(xiàn)國Ⅳ；策念耐久性好；燃油經(jīng)濟(jì)性好；對燃油和機(jī)油品味要求低；無催化器擁塞風(fēng)險(xiǎn)；技能升級連續(xù)性較好；維護(hù)費(fèi)用低。
柴油機(jī)的NOx排放中NO占90%以上，NH3-SCR催化還原反應(yīng)主要反應(yīng)如下：
4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O
反應(yīng)被成為標(biāo)準(zhǔn)SCR反應(yīng)，該反應(yīng)是NH3催化還原NOx的主要反應(yīng)，在溫度300℃-400℃時(shí)有較高的反應(yīng)效率。
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