Primjene komprimiranog zraka u brodarstvu
Selektivna katalitička redukcija (SCR) na brodovima
NOx emisije (dušikovi oksidi) značajan su zagađivač koji stvaraju brodovi tijekom izgaranja goriva na visokim temperaturama u brodskim motorima kada dušik iz zraka reagira s kisikom. Smanjenje NOx emisija u brodarstvu postalo je nužno za brodogradilišta koja grade plovila za rad u područjima s kontrolom emisija (ECA), kao i za brodske operatere u ECA otkako je stupio na snagu propis Tier III Priloga VI uredbe MARPOL iz Pravila 13 IMO. Taj propis postavlja najstroža ograničenja NOx emisija za brodske dizelske motore snage veće od 130 kW instalirane na brodovima. Primjenjuje se na brodove izrađene 1. siječnja 2016. ili kasnije, koji se upotrebljavaju u područjima s kontrolom emisija te općenito zahtijeva upotrebu tehnologija za smanjenje NOx emisija u brodovima, kao što je selektivna katalitička redukcija (SCR).
Tehnologija SCR jedna je od najučinkovitijih metoda za smanjenje NOx emisija iz motora s unutarnjim izgaranjem. Većina brodskih SCR sustava oslanja se na komprimirani zrak za dosljedan i učinkovit rad, pri čemu on ima niz važnih funkcija:
Komprimirani zrak obično se upotrebljava za kontinuirano ubrizgavanje redukcijskog sredstva u vrući tok ispušnih plinova. Služi za raspršivanje redukcijskog sredstva – često otopine uree – u finu maglicu. Tako se stvara veća površina kapljica ureje, što potiče brzo isparavanje vode i naknadnu razgradnju u amonijak. Kad vrući tok ispušnih plinova koji sada sadrži NOx i amonijak stigne u katalizator, odvijaju se selektivne reakcije katalitičke redukcije u kojima se NOx pretvara u bezopasnu vodu (H₂O) i dušik (N₂).
Optimalna atomizacija ubrizganog redukcijskog sredstva potiče učinkovitije i ujednačenije miješanje amonijaka i NOx u ispušnim plinovima. To poboljšava učinkovitost redukcije NOx na katalizatoru i smanjuje stvaranje naslaga uree na stijenkama ispušne cijevi.
Za taj je proces potrebna kontinuirana opskrba malim količinama komprimiranog zraka visoke kvalitete i pod visokim tlakom, jer prekomjerni sadržaj vlage ili nečistoća u komprimiranom zraku mogu oštetiti atomizaciju ureje, a time i njezinu reaktivnost.
Mnogi brodski SCR sustavi imaju sustav ispuhivanja čađe kako bi se s površine katalizatora uklonile nakupljene čestice poput čađe i pepela. Povremeno ispuhivanje čestica pomaže brodarima da održe usklađenost s potrebnim propisima o NOx emisijama očuvanjem radnih značajki katalizatora. Smanjuje se i pad tlaka jer se sprječava prekomjerni povratni tlak i time optimizira snaga motora.
Komprimirani zrak standardni je medij za taj proces. U redovitim intervalima ili na temelju praćenja tlaka, kratki mlazovi komprimiranog zraka visokog tlaka ispuštaju se kroz mrežu mlaznica strateški postavljenih unutar SCR reaktora i usmjerenih na elemente katalizatora. Sila komprimiranog zraka uklanja naslage čestica s katalizatora koje zatim odnosi struja ispušnih plinova.
Sustavi za ispuhivanje čađe rade povremeno. Trajanje i učestalost svakog ciklusa ispuhivanja mogu ovisiti o čimbenicima kao što su vrsta goriva, opterećenje motora i stupanj zaprljanosti. To znači da potrebe za komprimiranim zrakom fluktuiraju. Iz tog se razloga često upotrebljavaju kompresori s frekventnom regulacijom.
Nekoliko komponenti brodskog SCR sustava oslanja se na pneumatske aktuatore za svoj rad, kao što su zaklopke za regulaciju protoka ispušnih plinova, ventili za upravljanje protokom i time ispravno doziranje otopine redukcijskog sredstva te ventili za upravljanje mimovodnim mehanizmima za ispušne plinove.
Pouzdana opskrba komprimiranim zrakom ključna je za pravilan rad tih ventila i aktuatora jer to može utjecati na učinkovitost smanjenja NOx emisija i sprječavanje curenja amonijaka – ta su dva čimbenika ključna za ukupne radne značajke i sigurnost sustava.
Kako se područja kontrole emisija (ECA) brzo šire diljem svijeta, ograničenja emisija iz propisa Tier III sve više postaju standard. To povećava zahtjeve za nove projekte u brodogradilištima i za brodske operatere da implementiraju i upotrebljavaju tehnologije smanjenja Nox emisija kao što je SCR. Pouzdana opskrba kvalitetnim komprimiranim zrakom ključna je za učinkovit i dosljedan rad mnogih brodskih SCR sustava. Doprinosi preciznom doziranju redukcijskog sredstva, učinkovitom čišćenju katalizatora i općenitom upravljanju sustavom, što u konačnici utječe na sposobnost brodskog operatera da se pridržava propisa o zaštiti okoliša IMO Tier III.
Rješenja tvrtke KAESER za brodske SCR sustave
Sustavi komprimiranog zraka iz tvrtke KAESER idealno su rješenje za energetski učinkovito zadovoljavanje visoke kvalitete i promjenjivih potreba za zrakom brodskih SCR sustava. Osiguravanjem veće količine komprimiranog zraka uz nižu potrošnju energije, kompresori KAESER mogu pomoći brodskim operaterima da smanje svoj ukupni otisak CO₂, čime predstavljaju dvostruku korist za smanjenje emisija.
Kompaktna učinkovitost i maksimalne radne značajke
Od kompaktne serije SX(T) zrakom hlađenih vijčanih kompresora s integriranim rashladnim sušačem do serije ASK(T) i BSD(T) vodom hlađenih vijčanih kompresora s integriranim rashladnim sušačem, KAESER nudi širok raspon rješenja koja pouzdano i energetski učinkovito zadovoljavaju zahtjeve za kvalitetnim komprimiranim zrakom za brodske SCR sustave.
Vijčani kompresori serije SX do BSD konstruirani su za maksimalnu energetsku učinkovitost i štede energiju na nekoliko načina: Opremljeni su energetski učinkovitim sustavom SIGMA PROFIL i IE3 motorom Premium Efficiency (serija SX/ASK) ili IE4 motorom Super Premium Efficiency (serija ASD/BSD). Nadalje, interni upravljački sustav kompresora SIGMA CONTROL 2 osigurava koordinirano generiranje i upotrebu komprimiranog zraka te jamči učinkovito trošenje energije, čak i uz djelomično opterećenje.
Ti su uređaji idealni za brodske SCR sustave gdje je prostor ograničen. (T) jedinice objedinjuju vijčani kompresor Premium Efficiency s energetski štedljivim rashladnim sušačem. Kompaktna konstrukcija takve konfiguracije značajno smanjuje potrebe za prostorom i troškove instalacije.
(T) jedinice u svakom trenutku isporučuju komprimirani zrak optimalne kvalitete i suhoće. Rashladni sušač radi uz visoku učinkovitost i aktivira se samo kad se komprimirani zrak doista mora osušiti. To osigurava potrebnu kvalitetu komprimiranog zraka uz maksimalnu energetsku učinkovitost.
S volumnim protokom od 0,26 do 8,16 m³/min (9,2 do 288 cfm) i radnim tlakom od 5,5 do 15 bara (80 do 217 psi), serije kompaktnih uređaja SX(T) do BSD(T) iz tvrtke KAESER pružaju maksimalnu dostupnost i učinkovitost za optimalne radne značajke. Bilo da se radi o superjahtama ili malim kruzerima, modeli SIGMA FREQUENCY CONTROL (SFC) pokazuju svoje posebne prednosti. Serije ASK(T) SFC do BSD(T) SFC idealno su prilagođene za učinkovito upravljanje promjenjivim radom motora tijekom putovanja: imaju tehnologiju pogona s regulacijom broja okretaja koja precizno prilagođava dovod komprimiranog zraka stvarnoj potrošnji. To štedi energiju, maksimizira vijek trajanja i povećava pouzdanost.
Svaki kompresor iz tvrtke KAESER priznat je i odobren od strane svih glavnih društava za klasifikaciju, uključujući Lloyd's Register, CCS, ABS, DNV, Rina, Korean Register, Bureau Veritas i ClassNK.
Česta pitanja
Vijčani kompresori serije SX i ASD do BSD u opciji su dostupni s integriranim rashladnim sušačem. Ti kompaktni uređaji nude posebno prostorno štedljivo rješenje, što je idealno za skučene prostore.
Integrirani rashladni sušači KAESER imaju energetski štedljiv upravljački sustav koji osiguravaju da su aktivni samo kad komprimirani zrak doista treba osušiti, čime se osiguravaju visoke radne značajke.
Svi radovi održavanja mogu se obaviti na jednoj strani uređaja jer poklopac koji se lako skida omogućuje izvrstan pristup komponentama.
