1、2020年9月28日1船舶与港口防污染技术船舶与港口防污染技术( (八八) )2020年9月28日2船舶在营运过程中造成空气污染主要有以下三个方面：船舶在营运过程中造成空气污染主要有以下三个方面：（1）燃料燃烧。燃料燃烧。排出硫氧化物（排出硫氧化物（SOx）、氮氧化物（）、氮氧化物（NOx）、二氧化碳）、二氧化碳 （CO2）、一氧化碳（）、一氧化碳（CO）等造成大气污染）等造成大气污染 。（2）船舶使用的）船舶使用的制冷剂、灭火剂、洗涤剂、发泡剂（隔热材料）等制冷剂、灭火剂、洗涤剂、发泡剂（隔热材料）等，产，产生氯氟烃等，对大气中的臭氧层产生了严重的危害。生氯氟烃等，对大气中的臭氧层产生了严重
2、的危害。（3）液货液货中的烃类气化物或有害气体，扩散到大气中造成大气污染。中的烃类气化物或有害气体，扩散到大气中造成大气污染。第五章第五章 船舶大气污染防治技术船舶大气污染防治技术第一节第一节 船舶大气污染来源与排放控制措施船舶大气污染来源与排放控制措施1 1、船舶大气污染物来源：、船舶大气污染物来源：2020年9月28日3防止船舶大气污染规则防止船舶大气污染规则:IMO第第37次环保会（次环保会（MPEC37）上，）上，MARPOL73/78 国际公约原有的国际公约原有的5条附则基础上，又增加了条附则基础上，又增加了附则附则-防止大气污染规则防止大气污染规则，并于，并于1997年正式通年正式
3、通过。过。2 2、船舶大气污染物排放控制要求：、船舶大气污染物排放控制要求：2020年9月28日4 限制船用柴油机氮氧化物（限制船用柴油机氮氧化物（NOx)的排放的排放限制硫氧化物（限制硫氧化物（SOx)的排放的排放 限制挥发性有机化合物（限制挥发性有机化合物（VOCs)的排放的排放 限制消耗臭氧层物质的排放限制消耗臭氧层物质的排放 船上焚烧的限制船上焚烧的限制控制船舶释放的要求控制船舶释放的要求2020年9月28日51）所有船舶在新装或更新设备时，禁止使用含有消耗臭氧层物质的装置禁止使用含有消耗臭氧层物质的装置，但在2020年1月1日以前含有氯氟烃的装置仍可使用；2）禁止故意排放消耗臭氧层物
4、质（包括在系统维修、检测或处置过程中发生的排放）；3）当消耗臭氧层物质从船上移出时，应送入合适的接收设施中。（1）限制消耗臭氧层物质的排放）限制消耗臭氧层物质的排放2020年9月28日6（2）限制船用柴油机氮氧化物（）限制船用柴油机氮氧化物（NOx)的排放的排放1）安装在2000年1月1日以后建造或经过重大改装的船舶上，输出功率为130kw及130kw以上的柴油机排气中，依其额定转速额定转速（n）不同，NOx含量不超过下列限值：A 17.0g/kw h n130rpmB 45.0 n(-0.2) g/kw h 130rpmn2000rpmC 9.8g/kw h n 2000rpm2)允许使用由
5、主管机关根据NOx的技术规则规定认可的废气滤废气滤清器清器或其他等效方法将柴油机NOx排放量将之上述1）规定的限制以下。2020年9月28日7（3）限制硫氧化物（）限制硫氧化物（SOx)的排放的排放1）船舶使用的任何燃料油，其硫含量不得超过硫含量不得超过4.5%；2）船舶的SOx排放控制区域排放控制区域内时使用的燃料油，其硫含量不硫含量不得超过得超过1.5%，3）船舶可采用经主管机关认可的废气净化系统或其他技术方法，将柴油机排气的SOx排放总量减少至6.0g/kw h以下。2020年9月28日8（4）限制挥发性有机化合物（）限制挥发性有机化合物（VOCs)的排放的排放1）驶往对挥发性有机化合物
6、排放加以控制的港口或装卸站的船船舶舶，应配备经主管机关根据IMO制定的关于蒸气排放控制系统标准认可的蒸气收集系统蒸气收集系统。2）指定为对液货船产生的挥发性有机化合物（VOCx）排放加以控制的港口、装卸站港口、装卸站，应配备经政府根据IMO制定的关于蒸气排放控制系统标准认可的蒸气排放控制系统蒸气排放控制系统；2020年9月28日9（5）船上焚烧的限制）船上焚烧的限制1）船上焚烧只允许在焚烧炉焚烧炉中进行，装在船上的焚烧炉应由主管机关根据IMO制定的焚烧炉标准技术条件给予认可；2）禁止下列物质在船上焚烧：禁止下列物质在船上焚烧：A 73/78防污公约附则、 和中的货物残余物以及有关的被污染的包装
7、材料；B 多氯联苯（PCBs）C 73/78防污公约附则定义的含有超过微量重金属的垃圾；D 含有卤素化合物的精炼石油产品。3）聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCs），），只能在持有IMO依据焚烧炉标准技术条件颁发的IMO型式认可证书的焚烧炉中焚烧。2020年9月28日10第二节第二节 船舶燃料燃烧废气排放与污染控制技术船舶燃料燃烧废气排放与污染控制技术船舶排放的废气中船舶排放的废气中NOx与与SOx对环境和人类的影响最大。对环境和人类的影响最大。SOx排放主要成分排放主要成分SO2 ，其与云中的水雾结合形成酸雨。其与云中的水雾结合形成酸雨。受酸雨伤害的水稻受酸雨伤害的水稻 石像已经彻底被酸雨毁坏了石像
8、已经彻底被酸雨毁坏了 2020年9月28日11NOx排放主要成分是排放主要成分是NO，直接危害不大，但在大气中被臭氧氧化成，直接危害不大，但在大气中被臭氧氧化成NO2，造成血液输氧能力下降，还会导致肺气肿死亡。，造成血液输氧能力下降，还会导致肺气肿死亡。NOx还是形成光还是形成光化学烟雾的起因物质。化学烟雾的起因物质。氮氧化物（氮氧化物（NONO和和NONO2 2）和碳氢化合物在大气）和碳氢化合物在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后发生光环境中受强烈的太阳紫外线照射后发生光化学反应而产生二次污染物，这种一次污化学反应而产生二次污染物，这种一次污染物和二次污染物的混合物所形成的毒性染物和二次污染
9、物的混合物所形成的毒性烟雾现象，称为光化学烟雾。烟雾现象，称为光化学烟雾。这种烟雾使这种烟雾使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。远离城市、头痛。远离城市100100千米以外的海拔千米以外的海拔20002000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产。仅产。仅1950195019511951年，美国因大气污染造年，美国因大气污染造成的损失就达成的损失就达1515亿美元。亿美元。19551955年，因呼吸年，因呼吸系统衰竭死亡的系统衰竭死亡的6565岁以上的老人达岁以上的老人达400400多人多人；19701970年，
10、约有年，约有7575以上的市民患上了红以上的市民患上了红眼病。眼病。洛杉矶光化学烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件 2020年9月28日12挪威向国际海事组织提供资料：船舶年排放挪威向国际海事组织提供资料：船舶年排放NOx达达602万吨，占世万吨，占世界排放总量的界排放总量的7%；SOx达达634万吨，占世界排放总量的万吨，占世界排放总量的4%，特别在，特别在港口、海峡和一些航线密集、船舶流量大的区域，船舶排放的废气港口、海峡和一些航线密集、船舶流量大的区域，船舶排放的废气甚至成为该地区的主要污染源。甚至成为该地区的主要污染源。船舶尾气污染不容忽视！船舶尾气污染不容忽视！2020年9月28日13一、
11、控制一、控制SO2排放量的措施排放量的措施目前，减少目前，减少SO2排放量的主要方法有：排放量的主要方法有：1）使用低硫燃料；）使用低硫燃料；2）石油脱硫；）石油脱硫；3）排烟脱硫）排烟脱硫方法方法1）受到了地球资源的限制，人类可以积极采取的对策是）受到了地球资源的限制，人类可以积极采取的对策是2）3）两种）两种方法。而现今大多数船舶采用的控制措施是使用低硫燃料和脱硫燃料。方法。而现今大多数船舶采用的控制措施是使用低硫燃料和脱硫燃料。船舶排烟脱硫处理将是今后防止船舶船舶排烟脱硫处理将是今后防止船舶SO2污染大气的主要发展方向。污染大气的主要发展方向。2020年9月28日141、石油的脱硫技术、
12、石油的脱硫技术氢化法。氢化法。利用催化剂（利用催化剂（Co-Mo和和Ni-W）在高温高压下，使石油中的硫）在高温高压下，使石油中的硫分与氢反应形成硫化氢来脱硫。早期只用在汽油和煤油等轻质馏分脱硫分与氢反应形成硫化氢来脱硫。早期只用在汽油和煤油等轻质馏分脱硫,随随着环境问题日益严重随随着环境问题日益严重,重质馏分、渣油的脱硫越来越受重视。重质馏分、渣油的脱硫越来越受重视。2020年9月28日152、排烟脱硫技术、排烟脱硫技术排烟脱硫分为排烟脱硫分为湿法和干法湿法和干法两种。两种。湿法包括：石灰石膏法、氢氧化镁法、碱性水溶液法等；湿法包括：石灰石膏法、氢氧化镁法、碱性水溶液法等； 湿法大约占湿法大
13、约占90%。干法指的就是活性炭法。干法指的就是活性炭法。2020年9月28日161）石灰石膏法）石灰石膏法排烟中的排烟中的SO2与石灰反应，最终与石灰反应，最终SO2被除去后以石膏的形式固定下被除去后以石膏的形式固定下来。脱硫率通常可以达到来。脱硫率通常可以达到95%。 SO2 +CaCO3+ 1/2 H2O CaSO3 1/2H2O+CO2CaSO3 1/2H2O+1/2O2 +3/2H2OCaSO4 2H2O吸收反应吸收反应氧化反应氧化反应2020年9月28日172020年9月28日182）氢氧化镁法）氢氧化镁法该方法是用该方法是用Mg(OH)2代替第一种方法中的石灰作为吸收剂吸收排烟中的
14、代替第一种方法中的石灰作为吸收剂吸收排烟中的SO2。 SO2 +Mg（OH）2+ 2 H2O MgSO3 3H2O吸收反应吸收反应氧化反应氧化反应MgSO3 3H2O+1/2O2MgSO4+ 3H2O吸收剂吸收剂Mg（OH）2的价格比的价格比CaCO3价格高，但价格高，但SO2吸收速度快。吸收速度快。2020年9月28日192020年9月28日203）碱性水溶液法）碱性水溶液法利用氢氧化钠（利用氢氧化钠（NaOH）、碳酸钠）、碳酸钠(NaCO3)以及氨水等作为吸收剂来以及氨水等作为吸收剂来进行脱硫的方法，处理方法基本相同。由于这些吸收剂的价格与进行脱硫的方法，处理方法基本相同。由于这些吸收剂的
15、价格与CaCO3相比较高，一般不用于排烟量较大场合的排烟中相比较高，一般不用于排烟量较大场合的排烟中SO2的吸收的吸收处理。处理。2020年9月28日214）干式脱硫法）干式脱硫法使用高比表面积的活性炭作为使用高比表面积的活性炭作为SO2的吸收剂来处理排烟中的吸收剂来处理排烟中SO2的一种的一种方法。与湿式法相比较，活性炭价格高是其经济性差以致使用受到方法。与湿式法相比较，活性炭价格高是其经济性差以致使用受到限制的主要原因。限制的主要原因。2020年9月28日22二、船舶二、船舶NOx排放控制技术排放控制技术NOx包括包括NO、NO2、N2O4等，在柴油机的排气中，等，在柴油机的排气中，NO2
16、的浓度仅为的浓度仅为5%，而，而N2O4的浓度更低，因此主要研究的氮氧化物便是的浓度更低，因此主要研究的氮氧化物便是NO。N2+O NO+NO2+N NO+ONO主要是由于主要是由于空气和燃料空气和燃料中所含氮在高温下氧化而成，其氧化过程如下：中所含氮在高温下氧化而成，其氧化过程如下：2020年9月28日23船舶柴油机船舶柴油机NOx排放的控制措施大体可分为排放的控制措施大体可分为燃料预处理燃料预处理工作过程处理工作过程处理排气后处理排气后处理低氮燃油或甲烷（或低氮燃油或甲烷（或LNG）等低氮燃料）等低氮燃料燃油乳化燃油乳化废气再燃烧处理废气再燃烧处理催化还原法处理催化还原法处理。废气再循环废
17、气再循环喷油定时延迟喷油定时延迟改变喷油参数改变喷油参数燃油燃油-水分层喷射水分层喷射2020年9月28日241、燃油乳化、燃油乳化燃油掺水乳化能较大幅度的减少燃油掺水乳化能较大幅度的减少NOx（在掺水量较大的情况下，柴油机燃烧在掺水量较大的情况下，柴油机燃烧室温度降低，从而使室温度降低，从而使NOx下降）。标准设计的发动机满负荷时可以加入下降）。标准设计的发动机满负荷时可以加入20%的水，从燃烧的角度来说，这并没有达到极限，曾有过油水比例为的水，从燃烧的角度来说，这并没有达到极限，曾有过油水比例为1：1的试的试验，但此时需要对机器做一些改造。使用乳化后的燃油将对验，但此时需要对机器做一些改造
18、。使用乳化后的燃油将对NOx的生成量和的生成量和燃油的消耗率产生一定的影响，其影响程度随机器型号的不同而不同，但在燃油的消耗率产生一定的影响，其影响程度随机器型号的不同而不同，但在一般情况下，一般情况下，增加一个百分点的水将减少一个百分点的增加一个百分点的水将减少一个百分点的NOx。2020年9月28日252、废气再循环、废气再循环废气再循环废气再循环EGR(Exhaust Gas Re-circulation)是指让发动机的是指让发动机的一部分排气引回进气管，与新鲜空气混合后作为工质参加气缸一部分排气引回进气管，与新鲜空气混合后作为工质参加气缸内的热循环。内的热循环。EGR作为控制作为控制N
19、Ox排放的一项有效措施，越来排放的一项有效措施，越来越受到重视。越受到重视。2020年9月28日26废气再循环使排气中废气再循环使排气中NOx的浓度下降，是因为：的浓度下降，是因为：1.柴油机排出的废气中，由于柴油机排出的废气中，由于含氧量少含氧量少，在其再循环回气缸内后，使，在其再循环回气缸内后，使燃烧时反应混合物中的氧含量与不循环时相比，有显著降低。而燃烧燃烧时反应混合物中的氧含量与不循环时相比，有显著降低。而燃烧或爆炸过程中或爆炸过程中NO的生成速度与氧浓度的平方根成正比，进而降低废气的生成速度与氧浓度的平方根成正比，进而降低废气中中NOx的浓度。的浓度。2.废气中含有较多的水蒸气和废气
20、中含有较多的水蒸气和CO2，在高温下，水蒸气和，在高温下，水蒸气和CO2的比热比的比热比空气大得多。进而引起空气大得多。进而引起燃烧火焰温度低燃烧火焰温度低。而在燃烧过程中。而在燃烧过程中NO的生成速的生成速度与温度成指数关系，燃烧温度的降低导致度与温度成指数关系，燃烧温度的降低导致NOx浓度下降。浓度下降。2020年9月28日273、选择性催化还原法、选择性催化还原法SCR用氨作还原剂对含用氨作还原剂对含NOx的气体进行催化还原处理，使氨能有选择的与气的气体进行催化还原处理，使氨能有选择的与气体中的体中的NOx进行反应，称为进行反应，称为选择性催化还原法选择性催化还原法。选择性催化还原法来降
21、。选择性催化还原法来降低废气中的低废气中的NOx是利用废气在通过一层特殊的催化剂之前与氨相结合，是利用废气在通过一层特殊的催化剂之前与氨相结合，温度为温度为300-400oC,使使NOx还原为还原为N2和和H2O。用选择性催化还原法净化。用选择性催化还原法净化NOx时的化学反应如下：时的化学反应如下：4NO+4NH3+O2 4N2+6H2ONO+NO2+2NH3 2N2+3H2O选择性催化还原法已作为一般技术用于近海平台固定柴油机装置。而在实选择性催化还原法已作为一般技术用于近海平台固定柴油机装置。而在实际船舶上处于试验应用阶段。际船舶上处于试验应用阶段。2020年9月28日28第二节第二节
22、船舶船舶CFCs对大气的危害与环保冷剂的开发对大气的危害与环保冷剂的开发(一一)对流层对流层 (二二)平流层平流层 (三三)中间层中间层 (四四)热层热层 (五五)逃逸层逃逸层 主要天气过程如雨、雪、雹的形成均出现在此主要天气过程如雨、雪、雹的形成均出现在此层。对流层和人类的关系最密切。层。对流层和人类的关系最密切。对流圈内的对流圈内的臭氧是形成光化学烟雾的有害物质之一。臭氧是形成光化学烟雾的有害物质之一。 有厚约有厚约20km的的层层臭氧臭氧层，因臭氧具有吸层，因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线的能力，因而，收太阳光短波紫外线的能力，因而，能防能防止地球上的生物免遭紫外线的危害。止地球上的生物免
23、遭紫外线的危害。第二节船舶氯氟烃排放与污染控制技术第二节船舶氯氟烃排放与污染控制技术2020年9月28日29氟利昂氟利昂是甲烷或乙烷等饱和烃中的氢原子被卤化物是甲烷或乙烷等饱和烃中的氢原子被卤化物Cl或或F等等置换后形成的卤化碳氢化合物，由于无毒无害和比较稳定，置换后形成的卤化碳氢化合物，由于无毒无害和比较稳定，被广泛用作制冷机的冷却剂等。被广泛用作制冷机的冷却剂等。尽管在尽管在对流层不分解对流层不分解，但，但进入平流层以后，受太阳紫外光的进入平流层以后，受太阳紫外光的作用就会发生分解反应作用就会发生分解反应。CCl2F2 Cl+CClF22020年9月28日30船舶泄露船舶泄露CFCs对臭氧
24、层的影响对臭氧层的影响Cl+O3 ClO+O2ClO+O Cl+O2O2 O+O 一个一个Cl离子造成数万个臭氧分子的分解！离子造成数万个臭氧分子的分解！2020年9月28日311987年年9月通过月通过有关破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书有关破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书，1989年年7月执行月执行2020年9月28日32破坏臭氧层物质所占比例破坏臭氧层物质所占比例2020年9月28日33替替代代产产品品开开发发2020年9月28日34第三节第三节 散装液体泄露及其防止技术散装液体泄露及其防止技术船舶运输的三大液体散货是：船舶运输的三大液体散货是：石油、化学品、液化气。石油、化学品、液化气。 万向首艘万向首艘“游神游神1”号海上化学品运输船启航号海上化学品运输船启航 35p 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly, And You Will Know Everything. The More You Know, The More Powerful You Will Be写在最后36谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
