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船舶发动机的技术改造如何满足 MARPOL 公约对污染物减排的要求?
2024年12月30日 22:20   浏览:8   来源:货代小哈哈
  1. 硫氧化物(SOₓ)减排技术改造

    • 使用低硫燃油:MARPOL 公约对燃油的硫含量有严格限制。船舶可以通过更换低硫燃油来满足要求。例如,在排放控制区(ECA),船舶需要使用硫含量低于 0.1% m/m(质量分数)的燃油,而在全球范围内,燃油硫含量一般也要求逐步降低。船舶发动机系统需要适应这种低硫燃油的使用,因为低硫燃油的物理和化学性质(如粘度、润滑性等)与传统高硫燃油有所不同。

    • 安装废气洗涤器(Scrubber):废气洗涤器是一种有效的脱硫技术。它通过将船舶发动机产生的废气与洗涤液(通常是海水或化学药剂)接触,吸收废气中的二氧化硫(SO₂)。例如,开式洗涤器利用海水的碱性来中和 SO₂,经过处理后的废气中硫氧化物含量可大幅降低,能满足公约要求。但使用洗涤器也需要考虑洗涤液的排放问题,避免对海洋环境造成二次污染。

  2. 氮氧化物(NOₓ)减排技术改造

    • 选择性催化还原(SCR)技术:SCR 系统通过在发动机排气管道中喷入尿素溶液或氨等还原剂,在催化剂的作用下,将氮氧化物还原为氮气和水。这种技术可以有效降低 NOₓ排放量,一般可减少 70 - 90% 的 NOₓ。例如,在大型船舶的主机上安装 SCR 系统后,其 NOₓ排放水平能够符合 MARPOL 公约中规定的 Tier III 标准(在排放控制区内,NOₓ排放限值大幅降低)。

    • 废气再循环(EGR)技术:EGR 系统将一部分废气重新引入发动机的进气系统。由于废气中含有大量的惰性气体,降低了燃烧室内的氧气浓度,从而降低了燃烧温度,减少了氮氧化物的生成。这种技术在船舶发动机上的应用也可以在一定程度上降低 NOₓ排放,并且相对 SCR 技术,EGR 系统结构较为简单,成本较低。

  3. 颗粒物(PM)减排技术改造

    • 优化燃烧过程:通过改进发动机的燃烧系统,如调整喷油嘴的喷油角度、喷油压力和喷油时间等参数,可以使燃油燃烧更加充分,减少颗粒物的产生。例如,采用高压共轨燃油喷射技术,能够精确控制燃油喷射,提高燃油雾化效果,从而降低颗粒物排放。

    • 安装颗粒捕集器(DPF):DPF 能够过滤发动机排气中的颗粒物。它的工作原理类似于汽车上的颗粒物过滤器,当废气通过 DPF 时,颗粒物被拦截在过滤器内部。经过一段时间的使用,DPF 需要进行再生,以清除积累的颗粒物。再生过程可以通过高温燃烧或化学氧化等方式进行,使颗粒物转化为二氧化碳等气体排出,从而有效降低船舶发动机颗粒物的排放。

  4. 温室气体减排技术改造(以二氧化碳为例)

    • 提高发动机效率:对船舶发动机进行优化,如采用涡轮增压技术、可变气门正时技术等,可以提高发动机的热效率,使燃油燃烧产生更多的有用功,减少二氧化碳等温室气体的排放。例如,涡轮增压技术通过增加进气量,使燃油在燃烧室内能够更充分地燃烧,从而提高发动机的功率输出和燃油经济性。

    • 采用新能源和混合动力系统:船舶可以部分或全部采用电力驱动、太阳能、风能等新能源,或者使用混合动力系统。例如,在港口作业或内河航行等工况下,船舶可以切换到纯电动模式,减少对传统燃油发动机的依赖,从而降低二氧化碳排放。另外,安装风帆辅助推进系统也是一种减少温室气体排放的有效方式,风帆在航行过程中利用风能为船舶提供额外的动力,降低发动机的负荷,进而减少二氧化碳排放。

除了SCR技术和废气洗涤器,还有哪些氮氧化物减排技术?

发动机技术改造满足MARPOL公约对污染物减排要求的成本是多少?

船舶发动机的技术改造对船舶的运营效率有什么影响?


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