船舶大氣污染

第六章船舶大氣污染空氣污染的定義（ISO）：通常是指由于人類活動(dòng)和自然過程引起某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到足夠的時(shí)間，并因此而危害了人體健康、舒適感或環(huán)境。船舶造成的大氣污染：粉塵、石油及化學(xué)品蒸汽、尾氣、含CFCs及其他鹵化物的制冷劑和滅火劑、有毒有害氣體。國(guó)際公約：IMOMEPC于1997年通過了MARPOL73/78公約新增附則Ⅵ《防止船舶造成大氣污染規(guī)則》，預(yù)計(jì)2002年12月31日生效。P19。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》1997年開始實(shí)施。第一節(jié)粉塵污染及其防治措施一粉塵污染情況散貨船裝載的煤炭、散糧、礦石、散鹽、散化肥、砂石、散木材等，在裝卸—轉(zhuǎn)運(yùn)—儲(chǔ)存過程中產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染港區(qū)空氣。二防止粉塵污染的措施（一）濕法防塵1噴水除塵：除塵率80%，費(fèi)水、結(jié)冰、貨物流失、二次污染（煤炭附則Ⅷ？）2磁化水除塵：把水磁化，可提高除塵效率（２倍多）。3濕潤(rùn)劑除塵：在水中加入濕潤(rùn)劑，提高除塵效率（70%~90%）。

NO2會(huì)造成血液輸氧能力下降，在NO2含量超過一定標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境中停留時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)使人因肺氣腫而死亡；HCFC（R22）作為過渡冷劑，眼球受強(qiáng)紫外線輻射，可引起白內(nèi)障；第一節(jié)粉塵污染及其防治措施低速機(jī)降低50%，高速機(jī)降低70%。全球變暖潛能值（GWP—GreenhouseWarmingPotential）：表示氣體產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”影響的大小。眼球受強(qiáng)紫外線輻射，可引起白內(nèi)障；*儲(chǔ)液罐涂不吸光材料，減少“小呼吸”。d干式脫硫法：采用高比面積的活性炭作為吸收劑。NOX排放的減少量幾乎與水、油的相對(duì)比率成線性關(guān)系。溫室效應(yīng)：即將地球散發(fā)到大氣層的熱量反射回地球表面。b氫氧化鎂法:反應(yīng)式(6-14)(6-15)工藝流程圖6-5眼球受強(qiáng)紫外線輻射，可引起白內(nèi)障；臭氧消耗潛能值（ODP—OzoneDepletionPotential）:表示對(duì)臭氧層的破壞性的強(qiáng)弱。R12的光化學(xué)反應(yīng)：式（6-11）規(guī)定：R12的ODP和GWP為1.從2000年開始限制使用，到2030年全部廢止，我國(guó)定為2040年禁用R22。4泡沫除塵：98.2%水+0.2%泡沫劑+添加劑，體積數(shù)300多，降塵率98%，克服了水的缺點(diǎn)。（二）干式除塵1密閉塵源：最根本的措施。2集塵裝置：過濾、重力沉降、慣性分離、離心式、洗滌式、靜電式、超聲波集塵裝置。3粘結(jié)劑除塵：表面涂粘結(jié)劑。其他（長(zhǎng)期保存）：表面噴灑化學(xué)試劑，形成硬殼。（三）綜合防塵技術(shù)噴水+防塵網(wǎng)、綠化第二節(jié)散裝液體泄漏及其防止技術(shù)船舶運(yùn)輸?shù)娜笠后w散貨：石油、化學(xué)品、液化氣。散貨運(yùn)輸過程中對(duì)大氣的污染：“大呼吸”，“小呼吸”，跑、冒、滴、漏揮發(fā)。防止技術(shù)：*全密封裝卸技術(shù)，回收氣體；*采用浮頂罐，減少“大呼吸”；*儲(chǔ)液罐涂不吸光材料，減少“小呼吸”。眼球受強(qiáng)紫外線輻射，可引起白內(nèi)障；b氫氧化鎂法:反應(yīng)式(6-14)(6-15)工藝流程圖6-5散貨運(yùn)輸過程中對(duì)大氣的污染：“大呼吸”，“小呼吸”，跑、冒、滴、漏揮發(fā)。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署于1985年簽署了《保護(hù)臭氧層維爾納公約》，于1987年9月通過了《控制破壞大氣臭氧層物品的蒙特利爾議定書》。c堿性水溶液法：吸收劑—?dú)溲趸c、碳酸鈉、氨水。抵抗力，抑制人體免疫系統(tǒng)的功能，使許多疾病更易于發(fā)生。1噴水除塵：除塵率80%，費(fèi)水、結(jié)冰、貨物流失、二次污染（煤炭附則Ⅷ？）③排氣后處理分為：廢氣再燃燒；對(duì)生物有一定危害、波長(zhǎng)在295—320nm的太陽(yáng)紫外線大部分也被吸收。d干式脫硫法：采用高比面積的活性炭作為吸收劑。全球變暖潛能值（GWP—GreenhouseWarmingPotential）：表示氣體產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”影響的大小。*采用浮頂罐，減少“大呼吸”；全球變暖潛能值（GWP—GreenhouseWarmingPotential）：表示氣體產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”影響的大小。船舶排放的廢氣主要有：NOx、SOx、Cox、VOC等。2集塵裝置：過濾、重力沉降、慣性分離、離心式、洗滌式、靜電式、超聲波集塵裝置。低速機(jī)降低50%，高速機(jī)降低70%。第三節(jié)船舶CFCs對(duì)大氣的危害與環(huán)保冷劑的開發(fā)臭氧層：地球上90%的臭氧氣體分布在離地面15—50公里的大氣平流層（同溫層）中，其濃度并不大，但可以有效地吸收對(duì)生物有害的波長(zhǎng)小于295nm的太陽(yáng)紫外線；而對(duì)生物無害的波長(zhǎng)大于320nm的太陽(yáng)紫外線卻可以全部通過；對(duì)生物有一定危害、波長(zhǎng)在295—320nm的太陽(yáng)紫外線大部分也被吸收。所以臭氧層是人類和地球生物的一道天然屏障。臭氧每減少1%，可使對(duì)生物有害的紫外線輻射力增加1.5—12%。紫外線是皮膚癌的主要誘發(fā)病因；眼球受強(qiáng)紫外線輻射，可引起白內(nèi)障；強(qiáng)烈紫外線輻射，也損害人體的抵抗力，抑制人體免疫系統(tǒng)的功能，使許多疾病更易于發(fā)生。強(qiáng)烈紫外線輻射，使許多農(nóng)作物、海洋生物及微生物也受到一定損害。溫室效應(yīng)：即將地球散發(fā)到大氣層的熱量反射回地球表面。氯氟烴及鹵族化合物是造成全球溫室效應(yīng)的因素之一。據(jù)科學(xué)家估算，每一個(gè)R11和R12分子對(duì)地球可能造成升溫的影響，將是每個(gè)CO2分子的1萬倍。見圖6-1一、CFCs對(duì)臭氧層的影響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）臭氧與Cl的反應(yīng)：式（6-5）2氟利昂（FREON）對(duì)臭氧層的影響R12的光化學(xué)反應(yīng)：式（6-11）二、氟利昂替代品的開發(fā)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署于1985年簽署了《保護(hù)臭氧層維爾納公約》，于1987年9月通過了《控制破壞大氣臭氧層物品的蒙特利爾議定書》。公約規(guī)定，從1996年起禁止使用R12（發(fā)展中國(guó)家可推遲10年）。我國(guó)應(yīng)在2005年底完全淘汰CFC。HCFC（R22）作為過渡冷劑，從2000年開始限制使用，到2030年全部廢止，我國(guó)定為2040年禁用R22。臭氧消耗潛能值（ODP—OzoneDepletionPotential）:表示對(duì)臭氧層的破壞性的強(qiáng)弱。全球變暖潛能值（GWP—GreenhouseWarmingPotential）：表示氣體產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”影響的大小。規(guī)定：R12的ODP和GWP為1.0。CFCs的替代產(chǎn)品：氨（R717）：ODP=0、GWP=0第四節(jié)船舶廢氣排放與污染控制技術(shù)船舶排放的廢氣主要有：NOx、SOx、Cox、VOC等。NOX的危害：NO高濃度時(shí)會(huì)造成人和動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)障礙；NO2會(huì)造成血液輸氧能力下降，在NO2含量超過一定標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境中停留時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)使人因肺氣腫而死亡；酸雨；形成光化學(xué)煙霧。SOX的危害：酸雨。IMOMEPCMARPOL73/78公約1997年新增附則Ⅵ：防止船舶造成大氣污染規(guī)則（教材P19）。O2在高溫下分解成O，誘發(fā)了生成NO的連鎖反應(yīng)。規(guī)定：R12的ODP和GWP為1.柴油機(jī)NOX排放的控制措施：燃料預(yù)處理、工作過程處理、排氣后處理三類。③排氣后處理分為：廢氣再燃燒；圖6-6是船用低速柴油機(jī)SCR系統(tǒng)的布置示意圖。低速機(jī)降低50%，高速機(jī)降低70%。規(guī)定：R12的ODP和GWP為1.一、CFCs對(duì)臭氧層的影響SOX的危害：酸雨。1噴水除塵：除塵率80%，費(fèi)水、結(jié)冰、貨物流失、二次污染（煤炭附則Ⅷ？）第一節(jié)粉塵污染及其防治措施c堿性水溶液法：吸收劑—?dú)溲趸c、碳酸鈉、氨水。船舶排放的廢氣主要有：NOx、SOx、Cox、VOC等。一、控制SO2排放量的措施1、石油的脫硫技術(shù)：利用觸媒在高溫高壓的條件下，使石油中的硫分與氫反應(yīng)形成硫化氫來脫硫。2、排煙脫硫技術(shù)a石灰石膏法:反應(yīng)式(6-2)(6-3)工藝流程圖6-4b氫氧化鎂法:反應(yīng)式(6-14)(6-15)工藝流程圖6-5c堿性水溶液法：吸收劑—?dú)溲趸c、碳酸鈉、氨水。d干式脫硫法：采用高比面積的活性炭作為吸收劑。二、船舶NOX排放控制技術(shù)柴油機(jī)排氣中所含NOx包括NO、NO2、N2O4，其中以NO為主，NO2占5%，N204的濃度更低。NO和NO2對(duì)環(huán)境危害最大。主要研究NO。柴油機(jī)排氣中NO的產(chǎn)生機(jī)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）空氣中的N在高溫下氧化生成---主要，其氧化過程如式（6-16）(6-17)(6-18).O2在高溫下分解成O，誘發(fā)了生成NO的連鎖反應(yīng)?？梢?，柴油機(jī)燃燒過程促進(jìn)NO生成的三要素是：①高溫；②富氧；③氮與氧在高溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間停留。柴油機(jī)NOX排放的控制措施：燃料預(yù)處理、工作過程處理、排氣后處理三類。①燃料預(yù)處理分為：采用低氮燃油或甲烷（或LNG）；燃油乳化。②工作過程處理分為：廢氣再循環(huán)；噴油定時(shí)延遲；改變噴油器參數(shù)；燃油—水分層噴射。③排氣后處理分為：廢氣再燃燒；催化還原法。目前船上常用的措施：1燃油乳化：一般情況下，增加1%的水將減少1%的NOX。2廢氣再循環(huán)（EGR—ExhaustGasRe-circulation）：降低進(jìn)氣含氧量，從而降低NO的生成反應(yīng)速度（與氧濃度的平方根成正比）；廢氣中的CO2和水蒸氣能降低燃燒溫度，從而降低NO的生成速度（與燃燒絕對(duì)溫度成指數(shù)關(guān)系）。3延遲噴油定時(shí)：使燃燒溫度顛峰值降低。電控、智能噴射。4燃油—水分層噴射：使油和水分層噴入氣缸，以降低火焰溫度，給水量由一個(gè)控制器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載和NOX所需削減水平來控制。NOX排放的減少量幾乎與水、油的相對(duì)比率成線性關(guān)系。低速機(jī)降低50%