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자체 촉매기술로 컴펙트한 SCR 시스템 통합 솔루션 제공

韩现美铁利而身为现代汽车集团的一员,事业领域也扩展到了绿色技术方面。

针对从船舶及发电厂所排除的污染煤气 ,韩现美铁利而提供了完整的环境污染解决对策 。以成功的测试为基础,到目前为止,本司对于解決排气污染的技术已经有相当程度的把握,从2014年开始,本司便开始提供引擎製造商、造船商等亲环境设备。

TECHNOLOGY OVERVIEW
Applications 最近环境制约不仅在陸上,针对海洋也有持续强化的趋势。不只NOX和SOX,也强调了颗粒物(灰尘)和炭化水素,一氧化碳上。

针对从船舶及发电厂所排除的污染煤气 ,韩现美铁利而提供了最完善的系统及完整的环境污染解决对策 。
可以各別提供,也可以针对组合成一体的形态来设计及制造。

MARINE ENGINES
MARINE ENGINES

Coal Fired Boiler SCR Catalyst

Steel Works Incinerator

Cinerator De-NOx System

High Dust & Low Dust Applications

COAL FIRED POWER PLANTS
COAL FIRED POWER PLANTS

Marine SCR Systems

EGCS(Exhaust Gas Cleaning)

High Speed Engine Solutions

PM & NOx Removal Systems

ENGINE POWER PLANTS
ENGINE POWER PLANTS

Diesel Stationary Plants

Natural Gas Engines(LNG)

PM & NOx Removal

CO / THC / VOCs Removal

Marine EGCS

Exhaust Gas Cleaning System

EGCS (SCRUBBER)

根据国际海事组织(IMO)‘防止被船舶导致海洋污染的国际约定’在SECA (Sulfur Emission Control Area) 地区内航海的所有船舶,从2015年开始,船舶燃料油里的硫含量保持0.1%以下。2020年开始,在所有海域上必须使用0.5%以下的燃料。为了满足船舶燃料硫含量的要求,必须得使用低硫含量的燃料或要具备满足制约的脱硫系统。
因为长期使用低硫燃料,在运用费用方面会有很大的˙负担,所以需要就算使用高硫燃料也能不违反条约的crubber系统。

Sulphur in Fuell
세계지도
Hyundai Materials EGCS

因为韩现美体利而的scrubber体积较小,较不会受到空间的限制,而且没有Packing Materials,因此有降低背压作用的优势。
我们以在陆上 Pilot Test的技术为基础,可以获得最佳的脱硫效率。
我们掌握了在船舶方面上所有可能发生的问题并且进行试验,也掌握了如何提供最佳解決方案。

Flexible Design for Any Installation

Specification Hyundai Materials EGCS
EGCS Operation Mode Open / Closed / Hybrid
Scrubber Type U-Type / I-Type(In-Line)
Engine Rated Power Up to 40MW
SOx Removal Efficiency 99% (IMO requirements satisfied)
Pressure Drop of Scrubber Meets Engine Requirement
Applications New Building / Retrofit

Benefits of Hyundai Materials EGCS

Compact

既满足IMO制约,又同時拥有脱硫效率。 对比其他公司的产品, 吸收塔的截面和高度較矮,有利于安装。
(Scrubber Body的Volume比较时,约 60% 程度_30MW engine)

Compact
Non Packing Type

通过排除普遍的脱硫裝備所使用的venture和Packing Bed,可以有效减少背压及降低成本,還有方便維護的优势。

Non Packing Type
Proven Technology

在陸上pilot test设备上安装了scrubber后,确保了進行脱硫效率的最优化。
实际上安装在船舶引擎(7MW)后,经由检验测试后,效果值得保证信赖。

  • SOx Pilot test bed

    SOx Pilot test bed

  • Engine Demonstration

    Engine Demonstration

System Diagram

消除硫氧化物的Exhaust Gas Cleaning System可以分为三种。
第一,用Sea water的Open Mode
第二,添加碱性后用Wash water的Close Mode。
第三,Open Mode和와 Close Mode可以转换使用的Hybrid Mode。
韩现美铁利而的EGCS可以设计及供给三种类型。

Non Packing Type
  • Open Loop EGCS

    Open mode System是把Sea water用于Wash water。这是 利用Sea water的 自然消除 SOx 的能力。(脱硫作用)用在一般的航运上。

    Operation for sea going(normal operation)
  • Closed Loop EGCS

    Close mode System循环使用Wash water Tank内的Wash water。Wash water通过Cooler的Wash water Pump供给给 Scrubber, 利用Water Treatment System净化 Wash water。

    Operation low alkali zones & zero discharge zones

Scrubber Type

Scrubber(吸收塔)大体可分为 I–Type(In-line Type)和U–Type 两种。
根据主发动机, 辅助发动机, 锅炉 等的组成 ,I–Type是 Single Stream System和 Combined Stream System。U–Type是 Single Inlet System和 Multi Inlet System为组成。

  • U Type Scrubber

    U Type Scrubber

    Suitable for multi inlet (integrated) scrubber
    Bypass duct required
    Favorable for building new vessels

    Engine Power A B
    MW Mm mm
    6 2,100 6,600
    12 2,900 7,100
    22 3,800 8,050
    30 4,900 8,850
    40 6,000 9,250
  • In Line Scrubber

    In Line Scrubber

    Suitable for single inlet without bypass
    Dry operation is possible
    Favorable for retrofit due to small footprint

    Engine Power A B
    MW Mm mm
    6 1,900 7,169
    12 2,700 8,487
    22 3,600 9,983
    30 4,600 11,706
    40 5,600 12,830

SCR System Overview

SCR System Overview
SCR是选择性抵减排除煤气的有害物质中的氮氧化物 (NOx)的装备。
SCR (Selective Catalytic Reduction)是抵减燃料中发生的氮氧化物(NOx)的系统。
利用还原剂及触媒,把氮氧化物(NOx)还原成对人体无害的氮(N2)和水蒸气 (H2O)。还原剂为主要使用在氨水或者尿素 (Urea)上。 国际海事组织(IMO)从2016年 1月 1日开始,随着 ‘TierⅢ’协定的生效,要抵减从柴油机 排除的氮氧化物80%以上,在船舶用发动机上安装 SCR 后,要符合TIERⅢ制约标准条件 等的要求。韩现美铁利而可以生产急供给 从小型发动机以至大型发动机, 可以生产及供给SCR 全部产品, 我们提供符合客户的要求和环境制约的解决方案。

HM SCR System Features

  • Hybrid design (bypass combined)
  • Optimized control logic (PLC)
  • Convenient installation
  • Easy maintenance & exchange
  • Compact volume (catalyst tech.)
  • Reduced volume and weight

SCR System Key Technologies

  • HM SCR System Features
  • Dosing
    System
    • Cost-cutting precise urea injection
    • Stability through optimized programed logic
    • Compatible with various types of engines
    Chamber
    • Convenient assembly and exchange of catalyst
    • Bypass line combined design
    • Volume and weight reduction
    Mixing
    • Improvement of urea decomposition capability
    • Compact system by static mixer design

SCR System Components

SCR Chamber
SCR Chamber
De-Nox是把触媒保持稳定Mounting而制造的制作物。由煤焦油气温度和测气压 Thermocouple,包括传感器而组成的Chamber.
USU (Urea Supply Unit)
USU (Urea Supply Unit)
Urea Supply Unit是供给还原剂的装备, 包括预备抽机,里面有两个抽机。 从Urea Tank 供给 UDU 40 % 的尿素溶液, 紧急时或者为了维护,安装了Local Panel在现场上可以控制 on/off。
UDU (Urea Dosing Unit)
UDU (Urea Dosing Unit)
Urea Dosing Unit是适量喷射还原剂的装备。
由控制阀门和流量计,测试仪器/阀门组成的PID控制类型,与控制面板互相通讯。对发动机载荷现象提供精密的答应。
Control Panel
Control Panel
Control Panel是发动机中心控制室的输入信号为基础而运转的。
信号是与其他Unit(SCR Chamber, UDU, USU)互相通讯。
Control Panel是对Nox的抵减率提供精确值。

Compact SCRfor High Speed Marine Engines

SCR在一般的情况下,体积大而且占据空间较多。安装时有一些制约。 韩现美铁利而为了解决这些问题,给客户提供发动机一体式SCR系统。 这对小型高速发动机也适合使用。 代替现有的honeycome触媒,目前使用Single Piece类型的金属触媒。它具有小型而且系统变简化。 高速发动机的气温较高,所以要求在高温的环境下发挥触媒功能,韩现美铁利而开发以及运用了专用高温的触媒,因此获得了90%以上的抵减效率。
Compact SCR
Application
600kw 小型 高速发动机(小型船舶, 港口 紧急发电, 铁路车辆 等)
Benefits

应用金属触媒,可以设计成发动机一体式

应用高温专用触媒,可以提供给高速发动机最佳化性能

应用定量抽机样式系统,把系统变成简化

应用1piece 触媒样式,容易维护

The commercial decision

The commercial decision
Engine Power Standards
160 ~ 200kw HMCS-A
200 ~ 410kw HMCS-B
410 ~ 500kw HMCS-C
500 ~ 600kw HMCS-D

Metal Substrate Catalyst 韩现美铁利而自主开发及供给给客户,克服化工陶瓷挤压材具有的缺点而且新型的金属触媒。 在不锈钢结构上涂触媒物质类型的触媒,因为它具有薄的墙层,所以气孔率高,而且表面积宽广可以设计成较小的状态。
另外,它的金属由结构物组成耐久极限非常优秀,难以破损,气孔率高。因此有利于对背压。

Non Packing Type
Comparison with Honeycomb(conventional type)
Conventional Honeycomb Calayst Metal Structure Calayst Variable Shapes
Non Packing Type
  • General Surface Area
  • Easily Domaged
  • Lower Thermal Conductivity
  • General Life time
  • No Recycling
Non Packing Type
  • Increased Surface Area
  • Higher Strength
  • Higher Conducrivity
  • Longer Life time
  • Catalyst Recycling
Non Packing Type

* 根据 环境及客户要求 化工陶瓷触媒也可以供给。

Metal Substrate Catalyst

韩现美铁利而的金属触媒比化工陶瓷面积宽广而且气孔率高,可以生产出客户要求的多种形象以及密度。

Specification Honeycomb Catalyst HM Metal Catalyst Metal Catalyst Benefits
Wall Thickness 0.3 ~ 1.45mm  0.03 ~ 0.1mm  减少被Dust堵塞触媒的现象
(同样 Cell 密度标准)
Density Cell/in2  5 ~100  13 ~100 
Cell/150x150 13 ~ 60  21 ~ 60 
Strength 5~20kgf/cm2 80 ~ 130kgf/cm2 以优秀的强度防止破损
Porosity 73 ~77%  76 ~91%  气孔率增加,减少背压
Surface Area 300 ~ 1,400m2/m3 630 ~ 1,520m2/m3 表面积增大,提高功能
Thermal Conductivity 1.0w/mㆍk  23.3w/mㆍk  优秀的热传导率,提高稳定性
(Cold Start 稳定化)
Space Velocity 7,000 ~
12,000h-1
16,000 ~
20,000h-1
体积减少,重量减少
Element Structure  Full body extrusion

Full body extrusion

Full body extrusion

Metallic structure

可以再生产
Specification HMC - 13 HMC - 20 HMC - 30 HMC - 40 HMC - 50 HMC - 70 HMC - 100
Cell Density[cpsi]1) 13 20 30 40 50 70 100
Number of Cell 20 26 32 37 42 49 59
Wall Thickness[mm] 0.1 ~ 0.03
Surface Area[m2/m3] 583 714 862 986 1,095 1,284 1,520
Void Fraction[%] 80.2 79.7 79.1 78.6 78.1 77.3 76.2
Application COAL OIL GAS

S-DPF (SCR on DPF)for both NOx & PM

如果在排气中粒子物质和氮氧化物同时要抵减时,一般安装抵减PM的DPF和抵减氮氧化物(Nox)的SCR触媒。

这时需要较广的安装空间。韩现美铁利而为了解决这些问题,我们开发了在DPF的滤器上涂SCR触媒的产品。
(多功能方式的一体式,滤器式触媒sDPF(SCR on DPF)它的体积减少了35%以上,而且为了反应SCR,安装了还原剂喷射装备, 因此Chamber内部可以形成简化的系统。

S-DPF (SCR on DPF)
  • Active Regeneration

    Suitable for All types of Fuels(incl. HFO)

    Active Regeneration
  • Passive Regeneration

    Suitable for Low Sulfur Fuels

    Passive Regeneration
Oxidation System

炭化水素( Total Hydro Carbon)和一氧化碳(Carbon Monoxide), 甲烷(Methane)等的物质, 通过含有贵金属的氧化物催化剂可以抵减。除了那些以外,为了抵减Soot,在排气中的NO氧化成NO2,因此可以消灭在滤器上捕集的炭。此外,如果NO2 的含量变高时,把SCR的反应速度设定上升(Fast Reaction),有抵减氮氧化物的效果。如果使用以天然气为燃料的发动机时,会发生温室气体- 甲烷(Methane),这样的情况下也可以应用氧化物催化剂抵减甲烷。

Carbon Oxidation(CO) THC(Total Hydro Carbon) Methane(CH4)
一氧化碳是碳和氧的结合不稳定的分子,它和在血液中搬运氧的血红蛋白互相反应对人体引起中毒症狀,所以非常危险。
汽油比柴油排除的更多,通过氧化物催化剂和氧反应的话,对人体无害而且能变成稳定的二氧化碳 。
炭化水素是作为燃料,它是没有完全燃烧而排放或者在化学反应中发生的物质排放而产生的。与氧和含氮化合物反应的话,变成aldehyde(有害物质)它引起光化学烟雾。 甲烷的剩余期间长而且吸收红外线,因此分为温室气体。虽然比二氧化碳排除的量小,但是甲烷的Global Warming Potential单位比较大( 二氧化碳的21倍)甲烷与燃料组成有密切关系,由于不完全燃烧而产生在发动机里,尤其是从LNG气大量排放。

Platinum Group Metal (Pt, Pd)

Platinum Group Metal (Pt, Pd)
Other Functions
  • 抵减氨气(NH3)
  • 抵减煤气机的甲烷
  • 还原剂加水分解触媒

REFERENCES

Application Items Ship yard / Site
Marine
Application 
• Plant Supply Vessel(SCR System, 8unit/2 vessel)  Cheongdo ship yard, China 
• Crude Oil Tanker(SCR System, 6unit/2 vessel)  Hyundai Samho 
• Commercial Vessel(SCR System, 8unit/2 vessel)  Hanjin Heavy Industry 
• Crude Oil Tanker(SCR System, 6unit/2 vessel)  DSME 
• Crude Oil Tanker (SCR System, 6unit/2 vessel)  Hyundai Samho 
• Crude Oil Tanker(SCR System, 3unit/1 vessel) Hyundai Samho 
• Container Ship(SCR System,12unit/4 vessel) Hyundai Heavy Industries 
• Crude Oil Tanker (SCR System, 12unit/4 vessel) Hyundai Samho 
• Container Ship(SCR System, 6unit/2 vessel) Hyundai Heavy Industries 
• Crude Oil Tanker (SCR System, 9 unit/3vessel)  DSME 
• DW, SH, S Project order intake (51EA)  HHI, DSME, Samhom etc. 
Stationary
Application
• Coal fired Power Plant De-NOx Catalyst(100m3)  Daegu Dyeing Power Plant 
• Engine Power Plant DOC / DPF / SCR System  Korea Wido Island 
• Regenerated Fuel Engine Power Plant(DOC/DPF)  Korea Yunchun Power Plant 
• Natural Gas Power Plant(Oxidation System) Indonesia 70MW GPP 

Marine SCR Retrofit

2014年下半期,本公司把SCR 产品供给及安装完毕木浦海洋大学的实习船上,到目前为止稳定的航运中。由于Retrofit的特性,为了避免空间上的制约,通过Compact设计可以在发动机室内把产品安装及最佳化。

Marine SCR Retrofit

Engine Power Plant All-in-One System

在韩国电力进行的岛屿发电发动机为对象,供给SCR + DPF 系统 Package。因此PM 及 NOx能够同时抵减。目前满足NOx / PM的抵减功能, 进而韩国电力经营管理的岛屿发电发动机为对象,正在努力把产品推行以及广泛应用。

Engine Power Plant All-in-One System

Power Plant SCR Catalyst (Metal Substrate Catalyst)

大邱染色区工业管理园区的同时发热发电发电厂,High Dust 条件下供给适合的脱硝金属触媒。从2016年开始开动, 除了煤炭火力发电以外, 炼铁厂的烧结设备等,在各种各样的环境上应用金属触媒。

Power Plant SCR Catalyst  (Metal Substrate Catalyst)

Engine Power Plant

在国内外有一些用再生燃料(油画油)作为燃料的发动机发电厂,本公司供给PM(Particulate Matters)及 Gas 抵减系统,因此满足大气环境制约。(涟川油画发电厂, 大宇发电 等)在2018年印度尼西亚的 Dual Fuel Engine CO 抵减设备已安装,由此本公司的产品向海外发电厂供给。

Engine Power Plant
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