基于船舶轮机部亏染物排放措施的优化设计

基于船舶轮机部亏染物排放措施的优化设计

奚源芦甫鹿韬

扬州新大洋造船有限公司江苏扬州225000

摘要:为确认我国实施控制船舶大气污染物排放强制性政策措施的时机,在分析国际控制船舶大气污染物排放政策措施及其应用案例的基础上,借鉴欧盟和美国治理大气污染的经验,参照欧盟和美国采取控制船舶大气污染物排放强制性政策措施的时间和使用硫含量上限为0.001%车用汽柴油的时间关系,确认我国已经进入实施控制船舶大气污染物排放控制强制性政策措施的阶段。

关键词:船舶;大气污染;排放控制;强制性;硫氧化物排放控制区(SECA)

目前,随着当今世界经济多元化、多极化发展,世界各国贸易往来随之激增,由于船舶航运产业高效、低成本的运输,使得海运船舶的相互贸易越来越多,而随着贸易往来运输的增加,船舶海运所造成的海洋污染也愈来愈严重,据统计船舶每天产生的污染物总量约为船舶总吨位的0.02%~0.05%,如此大量的污染物不经合理的处理排放进入大海,将会对海洋环境造成非常严重的污染,而目前处理污染物的主要方法有焚烧、吸收方法等,但这些方法都存在着耗能大,部分可回收能源的浪费,以及会对环境造成二次污染等问题和不足[1-8]。

一、船舶轮机部控制污染物排放的改良措施的结果分析

1.1结构可行性分析

(1)油气处理分析。经过一、二级油气分离器13、14的回收处理后,为了使残余的废油气进一步处理以确保达到排放标准,采用多级废气处理装置15、17、20循环处理废油气。第一次经过废气处理装置15处理后的废油气通过浓度显示器16,观察经过废气处理装置15处理后的浓度,然后,第二次经过废气处理装置17处理后的废油气通过浓度显示器18,观察经过废气处理装置17处理后的浓度,可对两次经过废气处理后的浓度进行模糊计算,推测出两次废气处理装置处理废气浓度的效率比例,同时也可以进一步模糊地推算出第三次废气处理装置20处理后图1船舶轮机部控制污染物排放改良措施的原理系统图1,4,11.热交换器2,5,12.冷凝器3,6.预冷压缩机7.初级分离柜8,25.回收油箱9.压力调节阀10.膨胀压缩机组13.一级油气分离装置14.二级油气分离装置15,17,20.废气处理装置16,18.废气浓度显示器19.换向调节阀21.排气管22.进管道口23,24.管道的剩余的废油气浓度。通过浓度显示器18,观察经过废气处理装置17处理后的浓度是否低于35mg/L,如果低于35mg/L,则可以经过第三次废气处理装置20处理后直接排放出去,

(2)多级循环分析。若第二次废气处理装置17处理后,浓度显示器18仍然高于35mg/L,调节换向调节阀19,使废气处理装置17处理后的废油气经过换向调节阀19返还回流膨胀压缩机组10,再一次使剩余废油气通过热交换器11,冷凝器12的冷凝液化处理,进一步通过油气分离装置13、14油气分离,以及再次废气处理装置15、17、20的循环处理,多次循环,直至使经过废气处理装置17处理后的浓度达到国家有关环保部门发布的国家环保条例规定的油气、油气混合物以及废气污染物浓度能够降低到35mg/L的标准水平,然后通过再经过第三次废气处理装置20处理,通过排气管21排出。

1.2技术可行性分析

本装置采用物理分解吸收、化学反应分解的方法,以及不可回收利用废油气的加热雾化、冷凝液化,然后通过管道进入油气分离装置,通过油气分离器的油气分离,然后经过废气处理装置的废气处理。本文采用的油气、废气混合物物理分解吸收、化学反应分离分解方法不仅不会改变原物质具有的性质,更不会产生新的污染物,而且可以保证达到环保标准,同时经过多次循环的废气处理装置的废气处理,可以使最终排出的油气量极少,符合环保要求标准,且不会造成大气及海洋环境污染。

1.3操作及经济可行性分析

(1)操作分析。本装置中污染物排放的初分离、油气分离、废油气处理及多级循环,自动化程度高且操作简单,同时该装置的一些组成设备不但对相应设备起着自动控制作用,而且有效地减少了该系统装置操作的工作量,达到省时省力的效果。该装置也设有对压力调节阀、膨胀压缩机、换向调节阀等进行自动控制的部件,不但可以对本装置能够起到安全保护作用,而且还可以避免因压力过高、氧气浓度过高而发生火灾或爆炸等事故。

(2)经济分析。该装置运作简便,准备工作少,省时省力,且处理效果好,无二次污染。环保节能,经济划算,符合经济性要求。

二、实施控制船舶大气污染物排放强制性政策措施的时机选择

发达国家或地区按照经济有效性和先易后难的原则选择治理大气污染的路径,从容易管控的固定源(如工业、发电厂等)排放着手,待经济、有效的固定源排放治理措施实施后,才开始治理移动源(如机动车、船舶等)排放。在移动源排放治理过程中,同样先从相对容易且能有效控制的道路移动排放源(如机动车)开始,待经济、有效的道路移动排放源排放治理措施实施后,开始治理船舶大气污染物排放。在车用燃料消耗过程中,其所含的硫直接生成硫氧化物排放到大气中,车用燃料硫含量越高,使用过程中排放的二氧化硫以及二次生成的细颗粒物(PM2.5)越多。此外,车用燃料中的硫会影响尾气后处理技术的减排效果,并对一些技术的性能有不良的影响。因此,车用汽柴油的硫含量是表征车用油品质量的标志性指标。理论上讲,在硫含量控制方面,硫含量上限为0.001%的车用汽柴油是在当前技术条件下能够接受的车用燃料的最高标准。可以区域内机动车普遍使用这类车用汽柴油的时间,作为判断区域道路移动源排放治理达到较高水平的里程碑。欧盟和美国作为在治理船舶大气污染物排放方面走在全球前列的组织和国家,可以道路移动源排放治理里程碑时间作为基点,确定其实际实施控制船舶大气污染物区域强制性政策措施的时机。

结束语

本文分析了船舶轮机部中的油类和废气排放可造成部分可回收利用能源的浪费,以及会对环境造成二次污染,针对船舶轮机部的油类和废气污染的种类、特点以及污染物的特性,利用物理方法、化学方法等途径加以处理,并采用加热雾化、液化回收、多级循环、回收利用等措施来处理,并检测最终污染物排放后的指标,达标后即可以排放,最后从结构、技术、操作及经济等方面论证了该装置的可行性。本文在液化制冷的节能方面仍需要进一步完善和改进。

参考文献:

[1]彭传圣,赫伟建.我国减少船舶大气污染物排放政策工具选择[J].水运管理,2014(9):6-9,12.

[2]彭传圣,乔冰.控制船舶大气污染气体排放的政策措施及实践[J].水运管理,2014(2):1-5.

[3]李兆东,邓利锋.金华兰溪港未来发展问题探讨[J].中国港口,2010(12):32-34.

[4]张远.航运对重庆经济社会发展的影响研究[D].重庆:重庆交通大学,2008.

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