船舶废气排放与污染控制技术精选文档.ppt

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1、船舶废气排放与污染控制技术本讲稿第一页，共九页1.石油的脱硫技术 主要采用的是氢化法，利用触媒(钴-钼、镍-钨)在高温高压的条件下，使石油中的硫分与氢反应形成硫化氢来脱硫的。2.排烟脱硫技术 排烟脱硫法分为湿式法和干式法两种。湿式法又包括：石灰石膏法、氢氧化镁法、碱性水溶液法等。干式法指的是活性炭法。湿式法大约占90，其中大容量的火力发电用石灰石膏法，而其它行业用氢氧化镁法占据主流。与湿式法相比，干式法中的活性炭法因活性炭的价格高，导致其经济性差，使用受到限制。本讲稿第二页，共九页二船舶NOX排放控制技术 NOX包括NO、NO2、N2O2等，其中对环境危害最大的是NO和NO2。通常所提及的氮氧

2、化物的污染，即指NO及NO2污染。在柴油机的排气中，NO2的浓度仅占5%，而N2O2的浓度更低，因此主要研究的便是氮氧化物NO。高温、富氧和氮与氧在高温环境中长时间停留，是柴油机燃烧过程中促进NO生成的三要素。本讲稿第三页，共九页船舶柴油机NOX排放的控制措施大体可分为燃料预处理、工作过程处理和排气后处理三类。其中预处理可分为：采用低氮燃油或甲烷等低氮燃料、燃油乳化等；过程处理包括：废气再循环、喷油定时延迟、改变喷油器参数及燃油-水分层喷射；后处理包括：废气再燃烧处理和催化还原法处理。本讲稿第四页，共九页 下面对目前船用柴油机常用的控制NOX排放的措施加以重点说明。1.燃油乳化 燃油掺水乳化能

3、较大幅度地减少NOX。标准设计的发动机满负荷时可以加入20%的水。使用乳化后的燃油将对NOX的生成量和燃油的消耗率产生一定的影响，其影响程度随机器型号的不同而不同，但在一般情况下，增加一个百分点的水将减少一个百分点的NOX。局限性：水和重质燃油的乳化比较容易进行，也比较稳定，但水与柴油、轻质柴油的乳化比较困难，沿海航行需要强制采用低硫燃油时，如果要采用燃油掺水技术，就需要设置专门的乳化装置。本讲稿第五页，共九页2.废气再循环 废气再循环EGR（Exhaust Gas Re-circulation）是指让发动机的一部分排气引回进气管，与新鲜空气混合后作为工质参加气缸内的热循环。EGR作为控制NO

4、X排放的一项有效措施，越来越受到重视。废气再循环能使排气中NOX的浓度下降的原因是：（1）废气能使燃烧时反映混合物中的氧含量显著降低。（2）废气中含有较多的水蒸气和二氧化碳，二者的比热比空气大，会使燃烧过程所达到的火焰温度降低。本讲稿第六页，共九页引入再循环的废气均需要冷却处理，使其温度降低到大约160-180范围后，再经过过滤等清洁处理，方允许引入气缸再循环使用。优点：废气净化效率高，能有效降低NOX的排放，结构简单，处理经济，便于使用；操作方便，易于控制。缺点：如果使用不当，会招致冒烟和其它有害污染物的增加；另外，循环废气会造成润滑油的污染及发动机的磨损。本讲稿第七页，共九页3.延迟喷油定

5、时 延迟喷油定时是在燃烧过程中降低NOX发生量的简便、有效的改进方法。延迟喷油定时的作用主要是使燃料燃烧所形成的温度颠峰值降低，但会使油耗率略有增加。通过调整喷油规律，减少上止点前喷入气缸的燃油量；或者调整气阀正时，降低最高燃烧温度和压力；另外，改进喷油器结构，如减小喷油器压力室容积，改动喷油嘴喷孔数目、孔径和长度等。本讲稿第八页，共九页4.燃油-水分层喷射 燃油-水分层喷射SFWI（Stratified Fuel-Water Injection）系统，它与燃油掺水乳化来加水的方法不同，在柴油机的喷油阶段，该系统将水送至喷油器，使油和水分层喷入气缸，以降低火焰温度。该系统给水量是由一个控制器根据发动机的负载和NOX所需削减水平来控制的，船舶环境下，造水机的容量要相对增大，同时由于不能加入任何防锈剂，所以必须对供水系统的防锈问题加以充分考虑。本讲稿第九页，共九页