第六章 船舶大气污染(6).ppt

第六章船舶大气污染 空气污染的定义 ISO 通常是指由于人类活动和自然过程引起某些物质进入大气中 呈现出足够的浓度 达到足够的时间 并因此而危害了人体健康 舒适感或环境 船舶造成的大气污染 粉尘 石油及化学品蒸汽 尾气 含CFCs及其他卤化物的制冷剂和灭火剂 有毒有害气体 国际公约 IMOMEPC于1997年通过了MARPOL73 78公约新增附则 防止船舶造成大气污染规则 预计2002年12月31日生效 P19 我国标准 大气污染物综合排放标准 1997年开始实施 第一节粉尘污染及其防治措施 一粉尘污染情况散货船装载的煤炭 散粮 矿石 散盐 散化肥 砂石 散木材等 在装卸 转运 储存过程中产生扬尘 污染港区空气 二防止粉尘污染的措施 一 湿法防尘1喷水除尘 除尘率80 费水 结冰 货物流失 二次污染 煤炭附则 2磁化水除尘 把水磁化 可提高除尘效率 倍多 3湿润剂除尘 在水中加入湿润剂 提高除尘效率 70 90 4泡沫除尘 98 2 水 0 2 泡沫剂 添加剂 体积数300多 降尘率98 克服了水的缺点 二 干式除尘1密闭尘源 最根本的措施 2集尘装置 过滤 重力沉降 惯性分离 离心式 洗涤式 静电式 超声波集尘装置 3粘结剂除尘 表面涂粘结剂 其他 长期保存 表面喷洒化学试剂 形成硬壳 三 综合防尘技术喷水 防尘网 绿化 第二节散装液体泄漏及其防止技术 船舶运输的三大液体散货 石油 化学品 液化气 散货运输过程中对大气的污染 大呼吸 小呼吸 跑 冒 滴 漏挥发 防止技术 全密封装卸技术 回收气体 采用浮顶罐 减少 大呼吸 储液罐涂不吸光材料 减少 小呼吸 第三节船舶CFCs对大气的危害与环保冷剂的开发 臭氧层 地球上90 的臭氧气体分布在离地面15 50公里的大气平流层 同温层 中 其浓度并不大 但可以有效地吸收对生物有害的波长小于295nm的太阳紫外线 而对生物无害的波长大于320nm的太阳紫外线却可以全部通过 对生物有一定危害 波长在295 320nm的太阳紫外线大部分也被吸收 所以臭氧层是人类和地球生物的一道天然屏障 臭氧每减少1 可使对生物有害的紫外线辐射力增加1 5 12 紫外线是皮肤癌的主要诱发病因 眼球受强紫外线辐射 可引起白内障 强烈紫外线辐射 也损害人体的 抵抗力 抑制人体免疫系统的功能 使许多疾病更易于发生 强烈紫外线辐射 使许多农作物 海洋生物及微生物也受到一定损害 温室效应 即将地球散发到大气层的热量反射回地球表面 氯氟烃及卤族化合物是造成全球温室效应的因素之一 据科学家估算 每一个R11和R12分子对地球可能造成升温的影响 将是每个CO2分子的1万倍 见图6 1一 CFCs对臭氧层的影响1 臭氧的生成和分解 臭氧的生成 式 6 1 6 2 6 3 臭氧的分解 式 6 4 臭氧与Cl的反应 式 6 5 2氟利昂 FREON 对臭氧层的影响R12的光化学反应 式 6 11 二 氟利昂替代品的开发联合国环境规划署于1985年签署了 保护臭氧层维尔纳公约 于1987年9月通过了 控制破坏大气臭氧层物品的蒙特利尔议定书 公约规定 从1996年起禁止使用R12 发展中国家可推迟10年 我国应在2005年底完全淘汰CFC HCFC R22 作为过渡冷剂 从2000年开始限制使用 到2030年全部废止 我国定为2040年禁用R22 臭氧消耗潜能值 ODP OzoneDepletionPotential 表示对臭氧层的破坏性的强弱 全球变暖潜能值 GWP GreenhouseWarmingPotential 表示气体产生 温室效应 影响的大小 规定 R12的ODP和GWP为1 0 CFCs的替代产品 HCFC22 R22 ODP 0 055 GWP 0 36R134a 四氟乙烷 ODP 0 GWP 0 28氨 R717 ODP 0 GWP 0 第四节船舶废气排放与污染控制技术 船舶排放的废气主要有 NOx SOx Cox VOC等 NOX的危害 NO高浓度时会造成人和动物中枢神经系统障碍 NO2会造成血液输氧能力下降 在NO2含量超过一定标准的环境中停留时间过长 会使人因肺气肿而死亡 酸雨 形成光化学烟雾 SOX的危害 酸雨 IMOMEPCMARPOL73 78公约1997年新增附则 防止船舶造成大气污染规则 教材P19 一 控制SO2排放量的措施 1 石油的脱硫技术 利用触媒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 2 排烟脱硫技术a石灰石膏法 反应式 6 2 6 3 工艺流程图6 4b氢氧化镁法 反应式 6 14 6 15 工艺流程图6 5c碱性水溶液法 吸收剂 氢氧化钠 碳酸钠 氨水 d干式脱硫法 采用高比面积的活性炭作为吸收剂 二 船舶NOX排放控制技术 柴油机排气中所含NOx包括NO NO2 N2O4 其中以NO为主 NO2占5 N204的浓度更低 NO和NO2对环境危害最大 主要研究NO 柴油机排气中NO的产生机理 1 燃料中所含N氧化生成 燃料NO 次要 因燃油含氮一般不到0 02 2 空气中的N在高温下氧化生成 主要 其氧化过程如式 6 16 6 17 6 18 O2在高温下分解成O 诱发了生成NO的连锁反应 可见 柴油机燃烧过程促进NO生成的三要素是 高温 富氧 氮与氧在高温环境下长时间停留 柴油机NOX排放的控制措施 燃料预处理 工作过程处理 排气后处理三类 燃料预处理分为 采用低氮燃油或甲烷 或LNG 燃油乳化 工作过程处理分为 废气再循环 喷油定时延迟 改变喷油器参数 燃油 水分层喷射 排气后处理分为 废气再燃烧 催化还原法 目前船上常用的措施 1燃油乳化 一般情况下 增加1 的水将减少1 的NOX 2废气再循环 EGR ExhaustGas Re circulation 降低进气含氧量 从而降低NO的生成反应速度 与氧浓度的平方根成正比 废气中的CO2和水蒸气能降低燃烧温度 从而降低NO的生成速度 与燃烧绝对温度成指数关系 3延迟喷油定时 使燃烧温度颠峰值降低 电控 智能喷射 4燃油 水分层喷射 使油和水分层喷入气缸 以降低火焰温度 给水量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 NOX排放的减少量几乎与水 油的相对比率成线性关系 低速机降低50 高速机降低70 5选择性催化还原法SCR SelectiveCatalyticReduction 用氨做还原剂 液氨