Trykkluftanvendelser i skipsfarten
Selective Catalytic Reduction (SCR) på skip
NOx-utslipp (nitrogenoksider) er et betydelig forurensende stoff som oppstår under høytemperaturforbrenning av drivstoff i skipsmotorer når nitrogen fra luften reagerer med oksygen. NOx-reduksjon innen skipsfart har blitt en nødvendighet for skipsverft som bygger skip for drift i ECA-er (Emission Control Areas), og for skipsoperatører i ECA-er, etter at Tier III i MARPOL-tillegg VI, regel 13 i IMO, trådte i kraft. Denne forskriften fastsetter de strengeste NOx-utslippsgrensene for skipsdieselmotorer med en effekt på mer enn 130 kW som er installert på skip. Den gjelder for skip som er bygget 1. januar 2016 eller senere, og som opererer i ECA-områder, og krever generelt bruk av marine NOx-reduksjonsteknologier som Selective Catalytic Reduction (SCR).
SCR-teknologi er en av de mest effektive metodene for å redusere NOx-utslipp fra forbrenningsmotorer. De fleste marine SCR-systemer er avhengige av trykkluft for å fungere konsekvent og effektivt, og de oppfyller en rekke viktige funksjoner:
Trykkluft brukes vanligvis til kontinuerlig innsprøyting av et reduksjonsmiddel i den varme eksosstrømmen. Den brukes til å forstøve reduksjonsmiddelet – ofte en ureaoppløsning – til en fin spray. Dette skaper et større overflateareal for ureadråpene, noe som bidrar til rask fordampning av vannet og påfølgende nedbrytning til ammoniakk. Så snart den varme eksosstrømmen – som nå inneholder NOx og ammoniakk – når katalysatoren, finner det sted selektive katalytiske reduksjonsreaksjoner der NOx omdannes til ufarlig vann (H₂O) og nitrogen (N₂).
Optimal forstøvning av det innsprøytede reduksjonsmiddelet bidrar til en mer effektiv og jevn blanding av ammoniakk og NOx i eksosgassen. Dette forbedrer NOx-reduksjonseffektiviteten ved katalysatoren og reduserer dannelsen av ureaavleiringer på veggene i eksosrøret.
Denne prosessen krever kontinuerlig tilførsel av små mengder trykkluft av høy kvalitet og med høyt trykk, da for høyt fuktighetsinnhold eller urenheter i trykkluften kan svekke forstøvingen av ureaen og dermed reaktiviteten.
Mange maritime SCR-systemer har et sotblåsesystem for å fjerne partikler, som sot og aske, som har samlet seg på katalysatorens overflate. Periodisk partikkelavblåsing bidrar til at skipene kan overholde NOx-utslippskravene ved å opprettholde katalysatorens ytelse. Det reduserer også trykkfallet, forhindrer for høyt mottrykk og optimaliserer dermed motorens ytelse.
Trykkluft er det vanligste mediet for denne prosessen. Med jevne mellomrom eller basert på trykkovervåking slippes det ut korte trykkstøt med høytrykksluft gjennom et nettverk av dyser som er strategisk plassert i SCR-reaktoren og rettet mot katalysatorelementene. Kraften fra trykkluften løsner partikkelavleiringer fra katalysatorene, som deretter føres med avgasstrømmen.
Sotblåsingssystemene fungerer intermitterende; varigheten og hyppigheten av hver blåsesyklus kan avhenge av faktorer som drivstofftype, motorbelastning og forurensningsgrad. Dette fører til et varierende trykkluftbehov. Derfor brukes det ofte frekvensstyrte kompressorer.
Noen komponenter i et marint SCR-system er avhengig av pneumatiske drivverk for å fungere, for eksempel klaffer for regulering av avgasstrøm, ventiler for styring av strømmen og dermed riktig dosering av reduksjonsmiddelet eller ventiler for styring av bypass-mekanismer for avgass.
Pålitelig trykklufttilførsel er avgjørende for at disse ventilene og drivverkene skal fungere som de skal, ettersom dette kan påvirke effektiviteten av NOx-reduksjonen og forhindre ammoniakkutslipp – som begge er avgjørende for systemets generelle ytelse og sikkerhet.
Etter hvert som utslippskontrollområdene (ECA) raskt utvides verden over, blir Tier III-grensene i stadig større grad den nye standarden. Dette øker kravene til nye prosjekter på skipsverftene og til skipsoperatører som skal iverksette og anvende NOx-reduksjonsteknologier som SCR. Pålitelig tilførsel av trykkluft av høy kvalitet er avgjørende for at mange marine SCR-systemer skal fungere effektivt og konsekvent. Dette bidrar til presis dosering av reduksjonsmiddelet, effektiv rengjøring av katalysatoren og generell styring av systemet, noe som til syvende og sist påvirker skipsoperatørens evne til å overholde IMO Tier III-miljøforskriftene.
KAESERs løsninger for SCR-systemer i skipsfart
KAESERs trykkluftsystemer er den ideelle løsningen for å oppfylle de høye og varierende luftkvalitetskravene til marine SCR-systemer på en energieffektiv måte. Ved å levere mer trykkluft med mindre energiforbruk kan KAESER-kompressorer hjelpe marine virksomheter med å redusere det totale karbonavtrykket – en dobbel fordel for utslippsreduksjon.
Kompakt effektivitet og maksimal ytelse
Fra den kompakte SX(T)-serien med luftkjølte skruekompressorer med integrert kjøletørker til ASK(T)- og BSD(T)-seriene med vannkjølte skruekompressorer med integrert kjøletørker: KAESER tilbyr et bredt spekter av løsninger som på en pålitelig og energieffektiv måte oppfyller kravene til trykkluft av høy kvalitet i marine SCR-systemer.
Skruekompressorene i seriene SX til BSD er dimensjonert for å maksimere energieffektiviteten og spare energi på ulike måter: De er utstyrt med den energieffektive SIGMA PROFILEN samt en IE3-motor (SX/ASK-serien) eller en IE4-motor (ASD/BSD-serien) med fremragende virkningsgrad. I tillegg sørger den interne kompressorstyringen SIGMA CONTROL 2 for koordinert generering og utnyttelse av trykkluft, noe som garanterer effektiv energibruk – også ved dellastdrift.
(T)-enhetene er ideelle for marine SCR-systemer der det er trangt om plassen De kombinerer en førsteklasses skruekompressor med en energibesparende kjøletørker. Det kompakte prinsippet for denne konfigurasjonen reduserer plassbehovet og installasjonskostnadene betydelig.
(T)-enhetene leverer til enhver tid trykkluft med optimal kvalitet og tørrhet. Kjøletørkeren arbeider svært effektivt og aktiveres bare når trykkluften faktisk trenger å tørkes. Dette sikrer nødvendig trykkluftkvalitet med maksimal energieffektivitet.
Med en volumstrøm på 0,26 til 8,16 m³/min (9,2 til 288 cfm) og et driftstrykk på 5,5 til 15 bar (80 til 217 psi) byr de kompakte SX(T)- til BSD(T)-seriene fra KAESER på maksimal tilgjengelighet og virkningsgrad for å oppnå optimal ytelse. Enten de brukes på superyachter eller små cruiseskip, så viser SIGMA FREQUENCY CONTROL (SFC)-modellene sine spesielle styrker. ASK(T) SFC til BSD(T) SFC-seriene er ideelt egnet til å følge den varierende motordriften underveis på en energieffektiv måte og er utstyrt med turtallsstyrt drivverksteknologi som tilpasser trykkluftbehovet nøyaktig til det faktiske forbruket. Dette sparer energi, maksimerer levetiden og øker påliteligheten.
Alle KAESERs kompressorer er anerkjent og godkjent av alle de største klassifikasjonsselskapene som Lloyd's Register, CCS, ABS, DNV, Rina, Korean Register, Bureau Veritas og ClassNK.
Spørsmål og svar
Alle skruekompressorene i seriene SX, ASD til BSD fås med en integrert kjøletørker som tilleggsutstyr. Disse kompakte enhetene utgjør en ekstra plassbesparende løsning – ideelt når plassen er begrenset.
KAESERs integrerte kjøletørkere kjennetegnes av et energibesparende styringssystem som sørger for at de kun er aktive når trykkluften faktisk må tørkes. Dette gir en svært effektiv ytelse.
Alt vedlikeholdsarbeid kan utføres fra den ene siden av aggregatet, ettersom et lett avtakbart deksel gir god tilgang til komponentene.
