船用柴油机尾气排放标准及控制技术
煤炭技术Ｖ０１．３０，Ｎｏ．１２ＣｏｓｌＴｅｃｈｎｏｌｏ胛Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２０］ｌ
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第３０卷第１２期２０¨年１２期
船用柴油机尾气排放标准及控制技术
康双琦，谢荣，马婷
（江苏海事职业技术学院，南京２１１１１２）．
摘要：研究了国内外船用柴油机尾气污染物的控制标准，阐述了船用柴油机尾气排放方面的主流技术措施，分析了国内柴油机尾气净化技术的研究现状，最后指出了未来我国船用柴油机技术的发展方向。关键词：船用柴油机；氮氧化物排放；排放控制；尾气净化技术中图分类号：Ｘ８３１；Ｘ８３０．５文献标识码：Ａ文章编号：１００８—８７２５（２０１１）１２４）２１６－－０２
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０引言
尽管柴油机具有效率优势，但其废气排放量却比与之相当的汽油发动机高出许多，烟雾的成分也更加复杂，因此对环境和人体健康的影响更大。根据危害程度，认为柴油机尾气中的污染物主要是颗粒物（ＰＭ）、氮氧化物（ＮＯ。）、硫氧化物（ｓｏ，）和一氧化碳（ＣＯ）ｔ“。其中颗粒物和氮氧化物
不仅危害极大，而且两者在燃烧过程中的成凶机理截然相
图１远洋船舶柴油机污染物排放限值时间表的限制将会更加严格。
１．２国内船用柴油机排放标准
反，降低一个含量的同时必然会增加另一个。因此，没有一种有效的技术使它们的排放含量同时降低。随着船舶运输业的飞速发展，船用柴油机排放污染物正日益影响环境质量及居民生活健康田。冈此，制定并且严格地执行国家级的船用柴油机尾气排放标准已经迫在眉睫。
为了与国际接轨，保证执行ＩＭＯ有关的公约、规则和指南等，我国远洋船舶的柴油机排放标准一直保持着较高的水准。最新的更新是国务院于２００９年９月９日公布的《防止船舶污染海洋环境管理条例》，该条例自２０１０年３月１日起施行。其中第三章第十五条规定在中华人民共和国海域内，船舶排放的垃圾、污水、废气等必须符合国际条约及相关标准的要求【７１。而我国对专门内河船舶排放的法规控制相对较晚，２００８年，《内河船舶法定检验技术规则修改通报》颁布实施，根据船舶的不同，对内河船舶造成空气污染有了强制性或者推荐性标准。法规中对ＮＯｘ排放限值参照了ＩＭＯ公约，例如对１０００ｄｍｉｎ的船舶柴油机，限值是１１．３∥ｋＷｈ。相比之下，我国的船用柴油机排放标准较为宽松。
Ｉ
国内外船用柴油机排放控制标准
国际上对于远洋船舶尾气污染物的排放有相应的规
Ｉ．Ｉ国际船用柴油机污染物排放标准
定，其中影响较为深远的是１９９７年９月在国际海事组织（ＩＭＯ）总部通过的《７３／７８防污染公约》（ＭＡＲＰｏＬ公约）附则ＶＩ。新附则中规定了船舶柴油机废气中ＮＯ。、ＳＯ。等污染物的排放限量，这些具体数值基本上反映了当时船用柴油
机生产制造的最高水平。２００８年２月初，国际海事组织进
一步修订了ＭＡＲＰＯＬ附则Ⅵ的部分内容，修订内容于２０１０年７月１日正式生效。图１是ＩＭＯ规定远洋船舶尾气中ＮＯＸ排放限值的实施计划。从图中可以看出，，Ｉ．３规定的
ＮＯＸ限值比Ｔｌ降低了８００／ｏ。显然，随着对海洋生态环境的
２尾气净化技术
目前控制船用柴油机尾气排放的方法主要有机内处理和机后处理２种。机内处理方法的关键是在柴油机内部调整进排气、喷油正时，改善燃烧过程，以控制排气中的有
进一步要求，今后国际上对船舶柴油机尾气排放中污染物
收稿日期：２０１ｌ埘＿０１；修订日期：２０１ｌ＿０８－０５
作者简介：康双琦（１９８１一），女，郑州人，讲师，在读博士，研究方向：流体传动与控制工程。
万方数据
第１２期康双琦，等：船用柴油机尾气排放标准及控制技术
・２１７・
害物成分。而机外净化即排气后处理．将柴油机排气引入柴油机尾气限排标准。为了更好地控制尾气中ＰＭ及ＮＯＸ专门的后处理装置中，消除其中的部分微粒后再排人大的含量，必须对其进行后处理。目前在各种机外处理技术气。目前，国际上在改善船用柴油机尾气排放方面的主要中，应用较为成熟的一项是选择性催化还原技术（ｓＣＲ），可
技术措施如图２所示。
以降低ＮＯｘ含量高达９０％。它是采用还原剂（一般为尿素
水溶液）对柴油机尾气进行催化还原处理，使之有选择地
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和尾气中的ＮＯｘ进行反应。安装ＳＣＲ处理系统的７缸
用ＳＣＲ技术与ＣＲＩ技术相结合的柴油机，其燃油消耗量会
更少，ＮＯＸ排放量会更低。
上废热回收技术（ｗＨＲ）的设计思路是将１船舶主机产生，，＾，“……ｏ………”Ｊ‘～’－’ｕ’ｐ¨＾【～Ｊ，川，１Ｈ—Ｌ
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的尾气同收入废气节热器，产生蒸汽推动涡轮发电机工作。该技术被认为是航运业减少燃料消耗和碳排放、提高………～’’…一…一……”………。…………’’
能量效率的最有效方法。采用Ｗａｒｔｓｉｌａ—ＮｅｗＳｕｌｚｅｒ公司研
发的ＷＨＲ装置，一艘由２，＾叫
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图２净化尾气排放的技术措施
２．１机内处理技术
我国埘柴油机尾气排放控制起步较晚，标准也相对宽
松，因此相应的净化技术水平与发达国家的相比存在一定
出于运营成本考虑，船舶柴油主机大多使用高硫、高差距。目前，国内在降低柴油机尾气排放方面的研究重点
粘度的劣质重油作为燃料。燃油品质较差，杂质含鼍高，因基本限于对车用燃油系统和尾气系统的改进。科研人员对此需要通过沉淀、使用化学添加剂等方式对船用重油燃料涂层材料及工艺技术、催化剂优化配方及制备技术、催化进行处理，提高柴油机性能的同时，也可以降低ＮＯｘ和剂生产中部分设备及整套工艺、技术规范、催化净化器总
成技术、柴油机消除烟尘和催化燃烧再生技术、尿素ＳＣＲＳＯＸ的生成。
从燃烧方面考虑，如果燃烧温度越高，高温的持续时后处理技术等进行了长期应用研究和部分产品的开发研间越长，则生成ＮＯｘ量越多。因此减少预混合燃烧、降低燃究，部分关键技术已接近国际先进水平。
随着排放控制标准的逐渐严格，柴油机尾气排放控制烧温度可以大大减少其含量。向燃烧室中注入液态水，不
仅降低了最高燃烧温度、稀释了气态燃烧产物；同时由于技术得到了长足的发展。但是，就船用柴油机而言，很多技引人大量的氢氧基，促进了碳烟的完全燃烧，可以降低ＰＭ术正处于发展中。为了达到更好的效果，以满足更加苛刻
产生。气缸直接喷水是在适当的时问（通常在喷油开始之的排放法规，诸多问题有待进一步解决。
氅２：慧娈曼孥譬仝竺竺享．：雀翌矍查蛩些孽则是苎＝塞些３结束语例的燃油和水混合后喷入燃烧室，两者减少ＮＯｘ效果可达
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５０％。而进气加湿法则是通过特殊的空气加湿马达，以淡水
为了应对日益恶化的生态环境，大力发展研究各种柴
蒸汽冷却的方式，将增压空气加湿，ＮＯｘ排放量可以减少油机尾气净化技术，研发多种净化技术集成的柴油机系
统，是未来大型船用柴油机技术的必然趋势。但是，无论是到７０％。
柴油机燃烧过程与燃油雾化质鼋紧密相关，如果燃油从对船用柴油机尾气排放标准的制定。还是对于控制船用雾化效果越好、油雾越迅速充满燃烧室，燃烧过程就会越柴油机尾气排放的技术研究来说，我国与世界柴油机发达
充分．由此产生的ＮＯｘ和ＰＭ就越少。共轨燃油喷射技术国家间的距离是很大的。因而，积极制定较严格的船用柴（ＣＲＩ）采用电子控制系统，允许燃油喷射压力随实际工况油机排放标准，建立可行的执行计划，研发与之相应的节改变，因此与传统的柴油机相比，燃烧更充分、机械效率更能减排技术，对于发展我国的船舶柴油机技术而言具有重
‘
高、尾气更清洁。超高压技术（ｘＰＩ）、变截面涡轮增压技术要的意义。（ＶＧＴ）与之相结合，不仅可以使喷人气缸的燃油一边运动、参考文献：
一边雾化、一边燃烧，还可以实现多段喷射，得到理想的靴【ｌ】中国海事局・（ＭＡＲＰＯＬ）７３／７８防污染公约２００６综合文本【ｓ】・形喷油率。ＭＡＮＢ＆Ｗ公司和Ｗａｒｔｓｉｌａ—ＮｅｗＳｕｌｚｅｒ公司均
２００６・
把高压共轨燃油喷慰苎奎赁銎婴堡．的要寰乙竺裂孽堂三口１茹】．Ｈ叭ｅａｌｐ：，，ｔｈ：：ｓ阻ｍｅ印ｎｔ咖Ｉ）以ｏｃｕ。。ｍ坩ｅｎｊ。ｔ。ｆｏｍｒ。三：盏Ｅ嚼舱Ｅ１ｈ“ｎＭＥ系列和ＲＴ－ｆｌｅｘ系列柴油机，取得了较好的燃烧效果和
较低的污染物排放。２－２机外处理技术
只采取机内处理技术已经不能满足日益苛刻的船用
（３）：３６－３７．
【３】磊华．；Ⅱ快萄定内河磊甬柴油机排放控制标蕹【Ｊ】．中国船检，２０ｌｏ
ｆ４】王凌，秦铮．船舶柴油机工作原理和防止空气污染对策忉．大连海
事大学学报，２０１０（６）：１２１—１２３．
万方数据
船用柴油机尾气排放标准及控制技术
作者：
作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
康双琦， 谢荣， 马婷， KANG Shuang-qi， XIE Rong， MA Ting江苏海事职业技术学院,南京,211112煤炭技术
Coal Technology2011,30(12)
参考文献(4条)
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4. 王凌;秦铮 船舶柴油机工作原理和防止空气污染对策[期刊论文]-大连海事大学学报 2010(06)
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