船舶尾气处理技术研究现状及发展

氮氧化物、硫氧化物是船舶尾气的重点治理对象,目前针对船舶尾气的处理方法主要有脱硫、脱硝、脱硫脱硝一体化处理三种。分别介绍了主流的脱硫脱硝技术,其中脱硝包括了机内脱硝、机外脱硝,阐述了诸如选择性催化还原法、选择性非催化还原法、光催化法等技术的特点以及不足的地方,分析如何才能克服技术的弊端,使技术能真正在船舶上得到运用。     

船舶发动机尾气脱硫脱硝一体化技术分析

为开发船舶发动机尾气脱硫脱硝一体化系统产品,结合实船条件对几种尾气脱硫脱硝一体化技术的可行性进行分析,发现目前还没有非常适合实船应用的一体化脱硫脱硝技术,现有技术都存在一定的问题,需要继续改进或开发新的一体化脱硫脱硝工艺。通过中试试验对低硫油+低温选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)脱硝工艺进行验证和开发,初步发现该工艺可满足船舶尾气脱硫脱硝的要求。随着国际海事组织脱硫脱硝规范的生效,如果现有技术没有完善或没有新技术出现,发动机燃烧满足规范要求的低硫油并采用SCR技术脱硝的方法具有可行性。     

船舶尾气处理技术分析

分析船舶脱硝原理与方法，重点介绍选择性催化还原（SCR）系统工作原理、尿素系统设计、催化剂使用以及SCR系统的吹灰，并提出改进方案，即增加尿素系统日用药剂泵、在排烟管路正确安装尿素喷射器以及为SCR系统配备NO_X传感器等，使脱硝效果更加显著。此外，还分析了船舶脱硫方法及每种方法的优缺点，并介绍了当前船舶脱硫脱硝一体化技术，提出目前无论脱硫还是脱硝技术都存在污染海洋的可能，液化天然气（LNG）才是未来船舶尾气减排的发展方向。     

反馈控制技术在船舶废气SCR系统中的应用

船舶废气脱硝处理多采用选择性催化还原(SCR)技术将船舶废气中的氮氧化物转化为无污染的氮气和水。在SCR系统中利用控制器及监测设备对船舶废气脱硝处理过程实行自动监测及控制。结合船舶柴油机废气处理的特点,研究反馈控制技术在船舶废气脱硝系统中的应用,进一步提高船舶废气脱硝系统运行的控制精度及脱硝效率,增强了系统运行的稳定性及安全性。     

船舶尾气脱硫装置脱硫滞后性监测分析

2020"限硫令"的实施对航运业产生了重大影响,部分船舶采取安装尾气脱硫装置作为替代措施。为推动解决海事部门对安装脱硫装置船舶尾气排放合规性的监管难题,通过研究大型集装箱船舶"C"轮的脱硫装置和船舶尾气排放在线监测数据,验证了尾气在线监测数据的可靠性和规律性,发现脱硫装置存在脱硫滞后性。因此,可用船舶尾气在线监测数据验证外部遥感技术监测尾气排放数据的准确性,同时可用于指导尾气脱硫装置及尾气排放合规性的现场监管。     

基于三步法—船舶二级脱硝系统的控制设计

选择性催化还原(SCR)是一种被广泛应用于船舶柴油机尾气排放NO_x的后处理技术，但SCR脱硝系统具有大惯性、非线性以及不确定性的特点，使得常规控制方案不能较好地实现SCR脱硝系统的控制。以船舶柴油机的SCR脱硝系统为研究对象，搭建船舶二级脱硝系统模型，并设计三步法非线性控制器来跟踪氨覆盖率目标值；分析经济、标准、超载等3种工况下的脱硝率和氨逃逸量。结果表明：基于提出的三步法—船舶二级脱硝控制器，可进一步提高脱硝率、降低氨逃逸量。     

海水脱硫工艺在船舶上应用前景

文中主要介绍海水脱硫工艺的原理和优点。探讨海水脱硫应用在船舶上用于船舶柴油机尾气处理以达到国际海事组织的要求和满足相关国家法律所应解决的主要问题.指出对海水脱硫工艺在船舶应用进行研究的和应用前景。     

钠碱法应用于船舶尾气脱硫的要点分析

分析钠碱法脱硫在船舶尾气治理方面的主要化学反应过程和原理;详细设计废气清洗系统中洗涤液供应系统的工艺流程,包括主要设备、阀门及仪表,同时提出洗涤液pH的控制要点及适宜范围;总结在最新国际公约下,钠碱法船舶脱硫尾气技术的连续在线监测要点和燃油硫含量转化。     

船舶尾气计量检测系统开发研究

目前我国船舶尾气的计量检测技术处于起步阶段,计量结果的准确性与可靠性难以得到有效保证。简要介绍了三种不同环境下的船舶尾气检测方法。针对尾气浓度和流量两项计量性能指标,提出了相应的量值传递与溯源路线。阐述了尾气预处理流程、尾气分析原理和标准尾气的配制方法。基于以上计量检测技术与理论方法,形成了船舶尾气硬件检测装置与软件处理系统的平台设计方案。结合船舶运行特点,开展了CO、NOx、HC等尾气成分的实船排放测试,分析了船舶工况变化与尾气排放浓度之间的相关性,以期为船舶尾气计量检测系统开发与应用提供有利条件。     

PSO-BP神经网络在船舶二级脱硝系统中的应用

随着国际海事组织（IMO）标准Tier III标准的实施，船舶柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）的排放受到了更严格的限制。选择性催化还原脱硝技术因其高效、可靠等优势成为船舶柴油机NOx减排的主要选择。本文先根据SCR反应机理在MATLAB中搭建一级SCR脱硝系统和二级SCR脱硝系统模型，通过仿真结果对比，发现加入二级脱硝系统后，脱硝率可以得到提高。鉴于BP网络预测精度较低，本文将粒子群（PSO）算法加入到BP权值训练过程中，利用PSO-BP 神经网络预测 SCR-DeNOX系统出口处NOX浓度。结果表明：PSO-BP 神经网络不但可以预测SCR-DeNOX系统出口处的NOX浓度，而且与传统BP 神经网络相比可以提高预测结果的精度，为有效控制喷氨量、降低氨气逃逸量提供帮助。     

低温等离子体技术去除船舶尾气脱硫洗涤水中多环芳烃的研究

船舶运输因其载重量大、安全等优点作为全球交通运输的重要组成部分，但船舶排放尾气对大气环境造成了严重危害。国际海事组织对船舶排放的硫氧化物和氮氧化物制定了严格的规定。目前船用脱硫技术主要以湿法为主，产生的脱硫废液含有多种有害物质，其中多环芳烃因其毒性大，持久性强成为关注热点。本研究以萘为多环芳烃代表物，采用低温等离体技术对钠碱法脱硫后洗涤水进行处理，研究该过程萘降解的反应动力学参数，考察臭氧剂量、萘初始浓度、温度和pH对萘降解动力学的影响。结果表明，低温等离子体技术产生的臭氧降解萘符合假一级反应动力学，反应速率常数随着臭氧剂量、萘初始浓度和pH的增加而增加，随着温度呈现先增加后降低的趋势。     

基于电解海水法的船舶废气脱硫脱硝装置设计

设计一种利用海水淡化的生成物浓缩海水作为电解海水的原料,通过隔膜电解海水生成强氧化性溶液和强碱性溶液,利用强氧化性溶液与船舶废气中的SOX进行反应,强碱性溶液与船舶废气的NOX进行反应,从而达到废气的脱硫脱硝。为此,设计一套完整的基于电解海水的脱硫脱硝方案,将强氧化性溶液与强碱性溶液通过喷淋雾化的形式喷射出来,与船舶废气发生反应,从而达到废气脱硫脱硝的目的。     

柴油机烟气排放状况及减排技术

基于国际海事组织对船舶柴油机烟气中NOx、SOx等有害成份的排放控制要求,文章对这些要求以及目前正在研发和应用的技术进行了归纳和分析。SCR和EGR是2种有效降低船用柴油机氮化物的手段,根据柴油机的功率大小来选取SCR或EGR能有效平衡投资金额和解决机舱的安装问题。船舶安装脱硫装置将受到低硫燃油价格的影响,从长远看,燃用低硫燃油和各种清洁燃料将是今后的发展趋势。     

紫外强化有效氯对船舶尾气同时脱硫脱硝试验

为提高有效氯溶液对船舶尾气同时脱硫、脱硝的性能,将紫外光(UV)辐照与有效氯溶液相结合,开展脱硫、脱硝试验。基于UV-鼓泡光催化反应器搭建模拟实验平台,进行UV辐照和无UV辐照环境下氧化溶液脱硫脱硝的对比试验和UV灯的功率、有效氯的浓度等因素对脱除率影响的试验。结果表明:在40℃的气液反应温度下,UV辐照能大幅度提高浓度为250 mg/L[CL2]的有效氯溶液对模拟烟气中NO、NOX和SO2的脱除能力;UV灯的功率从5W增加到16W,NO和NOX的脱除率近乎线性上升;将有效氯的浓度从250 mg/L[CL2]升高至1 500 mg/L[CL2],NO和NOX的脱除率缓慢上升;有效氯溶液对SO2的脱除率始终为100%。此外,对可能的反应机理进行了分析。     

基于PLC的货油运输船舶尾气处理控制系统设计

为提高船舶尾气余热的利用率,降低尾气对余热回收装置的腐蚀作用,文章根据现有的一种货油运输船舶尾气处理系统,提出了基于PLC的货油运输船舶尾气处理控制系统设计,以实现船舶尾气处理系统的自动化。     

船舶脱硫改造工程分析

为适应2020年1月1日生效的新MARPOL公约中,有关船舶尾气排放的强制性要求,对公约生效前已建造的40万吨级油轮、散货船进行加装脱硫系统改造,使船舶达到新公约强制性要求,扩大船舶适航区域,为船东提升经济效益。文章介绍船舶脱硫系统组成、脱硫改装施工组织、施工过程与质量控制,特别是脱硫改装中玻璃钢管与新型超级双相不锈钢材料的工程应用,为船舶脱硫改造工程提供经验。     

脱硫洗涤塔和脱硝装置在38 000 DWT化学品船上的应用

主要阐述脱硫洗涤塔和脱硝装置的类别和工作原理,以及在38 000 DWT化学品船上组合应用。随着船舶废气排放标准日益严格,对新船设计建造也提出了更高要求,组合使用脱硫洗涤塔和脱硝装置,既能满足严格的废气排放标准,又能最大程度降低运营费用,在新造船上具有很好的应用前景。     

基于扩展卡尔曼滤波的船舶SCR脱硝系统状态估计

如今，选择性催化还原法(SCR)是船舶尾气脱硝的主流方法。为了实现SCR脱硝系统的闭环控制，准确获取系统各个状态变量的值十分重要。但是其中的氨覆盖率θNH3无法直接用传感器测量，即存在不可测的问题。并且，由于受到实际运行时的噪声影响，NH3和NOx浓度传感器的测量值并不精确。考虑到扩展卡尔曼滤波(EKF)算法能减弱噪声、实现状态变量的最优估计，设计了基于3状态SCR脱硝系统模型的EKF状态观测器。为了考察该观测器的性能，在船舶柴油机排气参数剧烈变化的工况下进行仿真试验。结果表明，该EKF观测器的估计值与参考值的吻合度十分良好。     

中国船级社绿色规范EGR指南通过评审

正为进一步推进绿色生态相关技术标准研究工作,完善CCS氮氧化物排放控制技术标准体系,近日,中国船级社(CCS)《废气再循环(EGR)技术船上应用指南》评审会在沪成功召开。会上对指南编写背景、编制过程、研究内容进行了详细介绍,并结合国内外EGR技术及产品研发的技术现状,对EGR系统及辅助系统船上安装和应用后对船舶重要设备、系统及人员安全产生的影响展开了深入的探讨。     

内河船舶减少尾气污染排放举措的比较分析

正受减排技术等因素影响,船舶尾气处理方法依然存在许多难点,如何提高尾气处理效率,切实做到降低船舶尾气排放造成的环境污染,实现绿色航运,是一个值得探索的问题随着以长江为代表的内河黄金水道的不断发展,我国内河港口吞吐量和货运量还将持续保持高位运行,内河船舶保有量居高不下。我国内河船舶排放控制技术相对落后,油品质量较差,给内河沿线区域的空气质量改善带来巨大压力。受减排技术等因素影响,