控制船用柴油机中的氮氧化物
控制船上一氧化二氮排放的方法
船舶排放的废气也被称为海洋氮氧化物。这些排放可能对人类健康和环境有害;它们也是大气污染的主要来源。
近年来,工业和道路车辆的排放有所减少,国际海事组织于2008年通过在全球范围内降低所有新船舶的氮氧化物要求,对海洋氮氧化物排放实施了严格的限制。
瑞典环境经济学家进行的一项研究确定了三种可用于减少排放的技术:
- (SCR),
- 潮湿空气马达,
- 液化天然气(LNG)发动机
- 选择性催化还原
这是一种使用附加剂将NOx转化为无害气体来减少NOx的系统。
SCR的工作原理- SCR系统有四个主要组成部分:柴油排气液罐(DEF), DEF加药器,SCR催化剂和氨催化剂。上述四种组件都集成在排气系统中,少量的DEF被感染在催化剂中,它与排气中发现的氮氧化物混合和反应,产生氮气和水蒸气。这两种产品都不会对大气造成危害。
SCR的好处——除了对环境有益,SCR技术还提高了燃油经济性,提高了发动机的可靠性。带有可控硅的发动机将运行得更凉爽,燃烧燃料更清洁,更省油。
SCR是否有效——该技术已经过多年测试,并已被证明在世界上一些最恶劣的条件下有效;到2010年,超过50万辆汽车使用了SCR技术。
DEF-这是一种纯净水和尿素按以下比例混合的溶液,比例分别为67%至33%。该溶液是无毒的,尿素是由天然气生产的天然成分。
DEF使用-它的使用比例大大低于燃料,估计2/100将是使用比例,这意味着你将使用1加仑DEF 50加仑柴油燃料。
2.湿空气马达
这是另一项用于减少柴油发动机产生氮氧化物的技术。它可以减少发动机中高达65%的氮氧化物形成。
HAM是如何工作的——氮氧化物形成的数量取决于燃烧室内和周围的温度。较高的温度意味着更多的NOx产生,而较低的温度意味着更少的NOx产生。将热水注入压缩的燃烧空气中以保持温度较低的技术得到了发展。为降低NOx而注入的水量随着发动机温度的不同而不同。以下步骤简化了HAM的工作方式:
- 过滤后的盐水被抽到水箱中作为用水。
- 系统将水从水箱循环到HAM,然后再循环回来。
- 在循环过程中,发动机上的热源加热火腿和水箱中的水。
- 用于氮氧化物喷射的水是加热的盐水,它是雾状喷射到带电空气中。
- 带电荷的空气通过HAM容器时,像水中的盐这样的小颗粒被捕捉在集水区,加湿的冷空气被送到发动机。
- 然后,空气通过捕雾器收集尚未蒸发的微小水滴。
- 饱和空气被送入发动机。
3.液化天然气发动机
挪威十多年前就开始使用这项技术。从长期来看,这是一种实践和成本效益。唯一的主要成本是购买和安装液化天然气储罐和管道。这也不是一个大问题,因为节省的燃料成本相当高。据称,船只每年可节省高达100万美元的燃料成本。碳排放也减少了惊人的80%,使其成为可用于生产能源的最清洁燃料之一。
瑞典研究人员进行的研究发现,这是减少排放的最佳方法,但对应在海上船只上使用的排放控制机制的类型没有限制。
关于减少海洋氮氧化物排放还有其他建议,但它们似乎都没有产生令人满意的结果。例如,据说通过注水减少氮氧化物可以减少约25%的氮氧化物,但显然会产生腐蚀问题。
随着人们越来越关注人类活动对全球变暖的影响,只有最有效的方法才能被考虑。未来可能会有新的想法和方法来减少或逆转海洋氮氧化物排放对大气的影响。到目前为止,这些都是可以用来控制海洋氮氧化物数量的一些最好的方法。
参考文献
Osami NISHIDA等人,MARIENV ' 95,卷2,SNAJ
M.E.S.J,海洋空气污染抑制技术会议特别会议记录(1992- 1994)
图像的引用
国际海事组织网站(www.imo.org)
美国能源部替代燃料和先进车辆数据中心(https://www.afdc.energy.gov/afdc/vehicles/images/selective_catalytic_red.gif)