4-浅析船舶烟气控制管理+郭庆鸿

浅析船舶烟气控制管理 湛江海事局 郭庆鸿 * 摘要随着国际贸易和船舶运输的发展，以石油穿品为燃料的船舶废气污染也越来越严重。IMO 将 着手制定船舶烟气控制管理指南，本文通过分析船舶废气来源及危害、监测和控制船舶烟气污染等方面来 详细论述作为航运大国，我国应如何提前改变以应对 IMO 对船舶烟气控制管理的要求。 关键词 来源 污染 控制技术 监管 1 前言 随着国际贸易和船舶运输的发展，船舶已成为当今国际贸易中最主要的货物运输工具， 全球将近 90%的贸易是通过海洋运输。而由于缺少有效的监管和控制，以石油穿品为燃料 的船舶废气污染也越来越严重。研究表明，全球每年排放的氮氧化物气体中 30%来自于海 上船舶，硫氧化物占世界排放总量的 5%。船舶废气对大气的污染已经到了不容忽视的地步， 特别是在港口和海峡等航线密集及船舶流量大的海区，船舶排放的废气甚至已经成为该地 区的主要污染源。随着世界各国对环境保护的日趋重视，IMO 将着手制定船舶烟气控制管 理指南。作为海事部门，如何制定相关应对政策，减少船舶废气排放，成为我们急需解决 的问题。 2 船舶废气的主要来源 2.1 动力装置排放的废气 目前，绝大多数船舶动力装置是以石油产品为燃料的柴油机。该装置排放废气的主要 污染物为 NOx和 SOx等。NO 2是剧毒物质，吸入人体后与血液中的血红蛋白作用，使血液的 输氧能力下降。硫化物则会刺激人体呼吸道，引发哮喘等症状。此外氮氧化物和硫化物还 是形成光化学烟雾和酸雨的重要的原因。 2.2 焚烧设备的二次污染 按有关规定，为了处理船上的废弃物，尤其是处理机舱的残油/含油泥沙/棉纱等固体 物质，大多数远洋船舶上都安装有焚烧炉。焚烧炉虽然在防止船舶油品和固体污染环境方 面起了一定作用。但是该设备在运行中废气含有较多 NOx和 CO 等有害物质，对大气造成二 次污染。CO 2的排放会使地球产生温室效应。 3 IMO 对防止船舶造成大气污染的要求 IMO 的 MARPOL73/78 公约附则 VI防止船舶造成大气污染规则 1。2008 年 10 月，国 际海事组织海洋环境保护委员会 MEPC 第 58 次会议召开，会议通过了 MARPOL73/78 公约附 则修正案，其主要变化是： 3.1 对 SOx 的控制 船用燃油最高含硫量从 2012 年 1 月 1 日开始由 4.50%降低到 3.50%，到 2020 年 1 月 1 日则降低到 0.5%；排放控制区从 2010 年 7 月 1 日起燃油最高含硫量标准为 1.00%，到 2015 年 1 月 1 日降到 0.1%；目前排放控制区域为波罗的海和英吉利海峡及北海地区。 3.2 对 NOx 的控制 * 所属课题 ：IMO 将着手制定客串和货船的烟气控制管理指南，我国应对对策研究 作者简介 ：郭庆鸿（1990.01） ，男，湛江海事局徐闻海事局船舶监督处，联系电话：E-mail: 295100939. 1 MARPOL73/78 公约附则防止船舶造成大气污染规则. 根据其安装日期，新主机（n130r/min）执行更为严格的 NOx排放标准，第一层次要 求 2000 年 1 月 1 日及其以后至 2011 年 1 月 1 日以前安装的低速柴油主机（根据已生效的 MARPOL 附则 VI）适用 17g/KWh 的标准；第二层次相对于第一层次降低排放 20%左右，要求 2011 年 1 月 1 日以后安装的低速柴油主机的 NOx排放不得超过 14.4g/KWh；第三层次相对 于第一层次降低排放 80%，要求当船舶航行于指定的排放控制区域内时，2016 年 1 月 1 日 以后安装的低速柴油主机的 NOx排放标准为 3.4 g/KWh；在排放控制区域外仍适用第二层次 的要求。1990 年 1 月 1 日及其以后至 2000 年 1 月 1 日以前安装的输送功率在 5000KW 以上 且每一汽缸都在 90L 以上的低速柴油主机的 NOx排放限制标准为 17.0 g/KWh。排放控制区 域（ECAS）为：靠近人口密集的水域，如内海，受控的海峡，港口水域及其他环境脆弱区 域。 4 船用柴油机烟气排放控制技术和管理 4.1 SOx 排放的控制：措施降低船用重质燃料油（HFO）的含硫量是目前最有效的 方法，这需要石油公司更新设备来生产低硫油，将导致船东面对更高的燃油价格。 4.2 NOx 排放的控制措施：NOx 排放的控制措施通常有三种方式：燃油的预处理， 柴油机结构的改进和改造，排气的后处理。 2 （1）燃油的预处理。燃油的预处理包括使用低氮燃料（如 LNG）和燃油乳化两种方法。 （2）柴油机结构的改进和改造。其核心就是通过优化燃烧过程，在保证柴油机不牺牲 其经济性的前提下降低排放。 喷油器结构改进和定时控制。喷油器喷孔的数量和尺寸、压力室容积的大小及喷油 器的类型影响着 NOx 的排放量，通过优化不仅可以降低 NOx 的排放，还可以降低其他污染 物的排放。 缸内喷水技术（DWI）。采用组合式喷油器。将燃油和水喷入燃烧室，实现水和燃烧 混合气的混合，如有需要可以屏蔽掉喷水系统。 3 废气再循环（EGR）。将柴油机的部分排气经过喷水洗涤、降温除尘等技术处理后与 扫气空气混合，引入燃烧室。由于燃烧空气氧浓度的降低和废气中惰性气体的高比热，使 得缸内最高燃烧温度降低，从而减少了 NOx 排放。 扫气空气加湿（SAM）。通过对扫气空气的加湿，降低燃烧最高温度，从而降低 NOx 排放。 （3）排气的后处理。目前最有效并完成装船评估的技术措施是选择性催化还原法 （SCR），利用尿素作还原剂，通过尿素中的 NH3与废气中的 NOx 发生的 NOx 发生反应生成 无害的 N2和水分，可以降低 NOx 排放多达 95%。 5 我国针对船舶烟气监管存在的问题及应对措施 5.1 监管存在的问题 目前，我国海事部门几乎没有任何可以检测油样和船舶释放大气污染物的设备和操作 程序，也没有对船舶大气污染物监管工作指引，在防治大气污染方面仅限于对证书和文书 的检查，难以实现有效的监管。 5.2 应对措施 2殷佩海.船舶防污染技术M.大连:大连海事大学出版社,2000. 3张余庆,崔文彬. 船舶柴油机 NOx 排放控制技术现状与展望J. 航海技术,2006(1):43-46. （1）结合 IMO 将着手制定船舶烟气控制管理指南，根据我国的实际情况,制定一部专 门针对船舶造成大气污染的相关法律法规。全面系统的对硫氧化物、氮氧化物、颗粒物质 的排放作出限制。 （2）制定有效的监管程序指南，强化对船舶排放源的监督管理。 防止船舶污染是海事部门一项职责，无论从履行本职工作还是 IMO 要求，海事部门都 有责任和义务对船舶废气排放实施源头管理，加强对船舶污染情况的监督检查。通过港口 国监督检查等行政手段，严格控制到港船舶可能产生的污染。 4 为了提高海事部门对船舶烟气污染的监管水平，应组织相关人员深入学习 IMO 制定的 相关公约规则，针对辖区实际情况制定相关检查程序和监管指南。同时配备专业的烟气污 染检测设备，多方面加强现场监控能力。 （3）加强对船舶供油源头的监管。 根据 MARPOL 公约要求，缔约国政府有义务保证由其指定的适当机构应保持一份对当地 燃油供应商的登记。海事主管机关应加强对燃油供应单位的管理，建立相应的管理和登记 制度，实行定期备案及提供相应材料，实施对燃油供应单位的燃油质量进行不定期的抽查， 保证船舶燃油符合规定。 （4）提倡“冷靠船”-船舶靠码头后关闭发电机，改为岸电。 海事部门组织港口管理部门进行岸电技术研究，在港区码头为靠泊船舶提供岸电的设 施，特别是在空气质量超过限制值、临近居民的港口，岸电设施要符合国际标准。制定经 济优惠措施，鼓励船舶经营人使用港口的岸电，避免船舶在停泊期间副机运转对港口及周 边环境带来的污染 5 6 结束语 随着各国环境保护意识越来越强，我国应提前自我改变，以应对 IMO 对船舶烟气控制 管理的要求。只有这样才能更好地维护我国航运企业利益、更好地保护环境、更好地展示 我国航运强国的形象。 参考文献: 1MARPOL73/78 公约附则防止船舶造成大气污染规则. 2殷佩海.船舶防污染技术M.大连:大连海事大学出版社,2000. 3张余庆,崔