船舶尾气净化技术研究进展

为减轻对大气和海洋环境的不利影响并满足环保法规,船舶行业积极探索和采用了各种船舶尾气净化技术。综述了该领域中脱硫、脱硝和减碳技术的研究进展和应用情况,包括干法脱硫、湿法脱硫、选择性非催化还原(SNCR)、选择性催化还原(SCR)、脱硫脱硝一体化等技术,以及碳捕集、利用与封存(CCUS)等减碳技术。总结了不同技术的原理、用途、特点、实施障碍和前景,以期为船舶尾气净化提供参考。

内河船舶尾气监测的多无人机路径规划研究

由于高、低硫油价格的较大差距,低硫油高昂的使用成本使得内河船舶高硫燃油使用的违规率依然较高,给有关部门的监管与防治工作带来了不小的挑战。为降低内河船舶活动产生的大气污染物排放对航道沿线地区的空气质量的影响,如何通过非接触式取样检测船舶燃油质量成为重要问题。针对内河船舶尾气排放监测的多无人机协同路径规划问题,构建了多无人机巡检路径规划模型,并提出基于K-means++和混合模拟退火遗传算法构成的两阶段算法进行求解。结果表明,该两阶段算法能够在不同条件下合理均衡地分配巡检任务,为内河船舶尾气排放监测的无人机巡检系统的建立提供理论支撑。

远洋船舶尾气碳捕集技术及发展趋势研究

二氧化碳(CO_(2))作为主要的温室气体,减排的迫切性日益凸显,一系列国际航运碳减排措施已逐步进入强制执行阶段。碳捕集技术被认为是最直接有效的碳减排技术。然而,船舶尾气碳捕集技术的研究和应用还处于起步阶段,亟需大量深入的针对性研究。因此,针对远洋船舶的尾气碳捕集技术及其发展趋势进行了探讨。首先,介绍船舶尾气碳捕集技术的背景及现状,对当前工业源尾气处理方案及主流的碳捕集技术进行分析和研究。其次,量化国际海事组织对航运业的碳排放要求,对比各种碳减排技术在船舶领域中的可行性和适用性,详细研究了远洋船舶使用碳捕集技术的影响因素与面临的挑战,包括技术要求、技术成本、设备可靠性、能源消耗、二次污染等。最后,结合历史数据和未来趋势预测,对远洋船舶尾气碳捕集技术的发展趋势做出展望,并提出改进方法,以帮助减少船舶排放的碳足迹。

无人机船舶尾气监测系统研究

我国在船舶工业、港口以及各种船舶的拥有数量方面居于世界前列,但目前船舶尾气排放实测研究严重缺乏。目前,海事部门在现场执法过程中主要对燃油质量、记录台账等要求的内容进行检查,并根据实际情况确定是否进行燃油抽样测试的方式实现对船舶燃油硫含量的监管,该方法存在检查目标比较随机、针对性不强的缺点,而且登船检查成本较高,检查数量较少、效率相对较低。因此,设计了基于无人机的船舶尾气监测系统。监测系统由旋翼无人机自主飞行系统、机载气体采样系统、地面通讯控制系统和无线传输系统组成。地面通讯控制系统使用LORA模块与PC端进行数据传输,地面通讯控制系统基于建立的排放数学模型,通过Labview软件编程进行数据处理。对两种型号的船用发动机进行排放监测,监测数据结果显示,该系统能够快速监测船舶尾气中的SO2浓度,并通过数学模型计算得出燃油中的含硫量和NOx比排放,与原有的燃油抽取检测方式相比,更具有针对性和实时性。

船舶尾气非硫主要污染物脱除技术分析与设计

船舶尾气污染物排放受到了越来越多的关注,我国对于船舶尾气氮氧化物(NOx)、颗粒物(PM)、碳氢化合物(HC)和CO等非硫主要污染物的排放要求也日趋严格。尾气后处理净化技术是对现有船舶较为有效的达标改造方式。该文对船舶尾气净化技术进行了技术分析,介绍了氧化催化剂(DOC)、颗粒捕集器(DPF)和选择性催化还原脱硝(SCR)3种针对不同污染物的净化技术,并对非硫主要污染物脱除系统的工艺布置以及催化剂选型提出了建议,并设计了1套DOC+催化型DPF(CDPF)+SCR工艺的船舶尾气非硫主要污染协同脱除装置。

基于多功能航标平台的船舶尾气监测系统研究

为使船舶大气污染防治检查更具针对性,创新利用多功能航标平台并采用嗅探技术监测船舶尾气中有害气体的浓度,从而实现对在航船舶大气污染的监管,提高海事执法效率。

船舶尾气处理技术研究综述

远洋船舶柴油机功率大,其尾气排放含有大量有害物质,该污染物已严重威胁沿海居民、海洋环境和海洋气候的健康与安全,是污染大气主要因素之一。远洋船舶一般使用的是低硫油,该油燃烧会释放大量的有害物质,其中NOx、SOx和PM所占比例很高,这三类污染物是严重危害全球空气质量以及海洋生态环境的主要物质,因此处理该污染物具有极大的意义。该文讨论如何处理这三类有害物质的方法,通过对目前船舶尾气的处理方法的对比分析,了解不同船舶尾气处理方法及优缺点,发现目前船舶尾气处理的方法很多,但是这些方法或多或少的存在局限性和缺点,需要继续研究更加行之有效的方法来减少船舶尾气排放对环境的污染,通过探究,发现船舶尾气处理存在局限性和缺点是去除污染物质比较单一,即使实现多种污染物也效果不佳。因此,研究高效、占用空间小、经济、环保、尾气处理的一体化装置是未来发展的方向。并通过对远洋船舶的分析,得出远洋运输的船舶应用海水脱硫法是更具有优势。本文通过对尾气处理方法的探究,以期为下一步研究提供一定的借鉴意义。

基于静电喷雾技术的船舶尾气脱硫脱硝一体化处理装置

针对船舶尾气产生的有毒物质及排放废水导致海水污染的问题,在现有船舶尾气脱硫脱硝一体化装置的的基础上设计了一套新的装置。该装置加入了静电喷雾技术,实验利用有限元分析软件进行荷电液滴仿真分析,得出静电后的液滴更加细小、均匀且带有荷电,能更好与船舶尾气中的污染物反应。实践证明,该处理装置能够提高船舶尾气有害物质的去除率,从而更好地提高了海洋的水质。

钠碱法应用于船舶尾气脱硫的要点分析

分析钠碱法脱硫在船舶尾气治理方面的主要化学反应过程和原理;详细设计废气清洗系统中洗涤液供应系统的工艺流程,包括主要设备、阀门及仪表,同时提出洗涤液pH的控制要点及适宜范围;总结在最新国际公约下,钠碱法船舶脱硫尾气技术的连续在线监测要点和燃油硫含量转化。

船舶尾气脱硫脱硝技术研究进展

远洋船舶燃烧低品质重油所释放的尾气中,NO_x与SO_x等有害成分比例高,严重威胁海洋的生态环境和沿海居民健康。本文介绍了现有国内外船舶尾气后处理技术的分类、原理及优缺点,综述了船舶尾气脱硫、脱硝和脱硫脱硝一体化处理技术的研究进展,认为现有的大部分船舶尾气后处理技术去除污染物成分单一,不能高效地实现船舶尾气污染物的减排,研究脱硫脱硝一体化处理技术是实现船舶尾气高效治理的发展方向,但是高效低能耗的一体化处理技术目前仍然处于探索与实验阶段。通过分析脱硫脱硝一体化技术面临的瓶颈问题,指出光催化技术和低温等离子体技术近年来虽得到了巨大的发展,但因成本高且安全问题难以保证尚无法在实船应用;改性海水法则凭借处理效率高、占用船舱面积小,成本较低等优势,未来在船舶尾气综合治理方面具有良好的发展前景。

基于Spark算法的船舶尾气排放实时计算方法研究

船舶尾气排放计算模型复杂,所需数据源种类多样,计算数据量巨大,传统的单机计算程序难以满足船舶尾气排放监测的实时需求。文中基于Spark算法,设计了一种高性能、可扩展的船舶尾气排放实时计算方法。该方法首先通过Spark Streaming将离散的船舶AIS轨迹点连接成连续地轨迹段,然后通过插值生成单船尾气排放量网格,再通过Spark reduce By Key工具将船舶尾气中具有相同网格索引的各类排放物总量进行叠加合并,生成区域排放量网格数据,实现区域船舶尾气排放的实时计算,并基于GIS平台构建了深圳港船舶尾气排放实时监测平台。

基于WebGIS的船舶尾气遥测数据分析系统设计

传统的船舶尾气检测方法存在盲目性和滞后性,已经无法满足海事管理部门全面、实时、高效地对船舶进行监管的需求。针对该问题,提出一种新的基于WebGIS、物联网、AIS、云数据库、MyBatis、EChart等技术的船舶尾气远程监测方法,并基于此开发了船舶尾气遥测数据分析系统。系统实现过程中,首先对系统的架构、功能及数据库进行了设计,其次利用Java、ArcGIS API for JavaScript、天地图API、MySQL等技术进行了系统实现,包括船舶尾气数据实时接入、监测尾气可视化、嫌疑船舶锁定、嫌疑船舶轨迹追踪等特色功能。系统应用结果表明,提出的方法可行、有效,可以大大提高船舶尾气监测的实时性与便捷性,有利于海事执法,推进生态文明建设。

船舶尾气计量检测系统开发研究

目前我国船舶尾气的计量检测技术处于起步阶段,计量结果的准确性与可靠性难以得到有效保证。简要介绍了三种不同环境下的船舶尾气检测方法。针对尾气浓度和流量两项计量性能指标,提出了相应的量值传递与溯源路线。阐述了尾气预处理流程、尾气分析原理和标准尾气的配制方法。基于以上计量检测技术与理论方法,形成了船舶尾气硬件检测装置与软件处理系统的平台设计方案。结合船舶运行特点,开展了CO、NOx、HC等尾气成分的实船排放测试,分析了船舶工况变化与尾气排放浓度之间的相关性,以期为船舶尾气计量检测系统开发与应用提供有利条件。

船舶尾气脱硫装置实船验证技术分析

针对脱硫装置在船舶上的新应用,目前在国内实际应用技术及经验相对缺乏的现状,介绍了船舶脱硫装置的原理、系统组成、安装试验技术及船级社检验技术,为未来的从业人员提供知识储备,避免走弯路,使我国船舶尾气治理技术有一个较快发展,适应未来市场需求。

NTP技术一体化处理船舶尾气装置的初探

低温等离子体技术(NTP)是一项全新的柴油机排气后处理净化技术,它能同时对柴油机的多种排放有害物进行净化。采用"等离子体+海水吸收"新思路处理船舶柴油机尾气,为等离子体技术在船舶柴油机尾气后处理的应用提供一个很好的方向。文章初步探讨了等离子体一体化净化装置的相关结构,并对反应装置排放物对环境有无二次污染进行了探讨。

船舶尾气净化一体化研究

低温等离子体技术是一项全新的柴油机排气后处理净化技术,它能同时对柴油机的多种排放有害物进行净化。文章结合船舶自身特点,提出了"等离子体+海水吸收"处理船舶柴油机尾气的新方法,重点探讨了"通气喷嘴电极+海水液流膜极板"新型电极系统及净化反应器,以实现以湿空气为自由基源物质,通过直流电晕放电自由基簇射,结合海水吸收脱除烟气中的NOX、SOX、HC、PM等物体的可行性。

船舶尾气净化一体化研究

低温等离子体技术是一项全新的柴油机排气后处理净化技术，它能同时对柴油机的多种排放有害物进行净化。文章结合船舶自身特点，提出了“等离子体＋海水吸收”新方法处理船舶柴油机尾气；还提出了“通气喷嘴电极＋海水液流膜极板”新型电极系统及净化反应器。从而实现以湿空气为自由基源物质，通过直流电晕放电自由基簇射，结合海水吸收脱除烟气中的NOx、SOx、HC、PM等物质。文章的重点是探讨这种方法的可行性。

船舶尾气后处理实用技术与发展趋势

船舶尾气中的污染物主要包括硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、温室气体及微粒等。通过比较国内外专家提出的多种尾气后处理方法并结合船舶实际发现,电解海水法脱硫和基于低温等离子体技术的还原单质法脱硝最适于处理船舶尾气。能够同时脱硫、脱硝、脱碳的三位一体化尾气处理技术将是今后船舶尾气后处理的发展趋势,具有广阔的市场前景。

基于无人机的船舶尾气检测系统设计

针对海事监管中常用的登船抽取燃油对船舶尾气排放进行检测的方法存在盲目性、滞后性问题,设计了基于无人机的船舶尾气检测系统。其中的移动式尾气吊舱系统以GPRS作为网络基础,通过IP数据流方式传输采集到的数据报文;数据处理层接收AIS报文和检测数据报文,融合两者信息确定尾气中SO2浓度并识别出对应的船舶,通过尾气燃烧实验确定燃油中的硫含量与尾气SO2浓度的定量关系;数据表示层利用Web GIS实时显示检测信息。试验结果表明,该系统能够快速检测船舶尾气中的SO2浓度并确定燃油中的硫含量范围,与原来的燃油抽取检测方式相比,更具有针对性和实时性。

通航隧洞船舶尾气排放扩散数值模拟研究

通航隧洞由于其特殊的半封闭结构,当通风条件不良时船舶尾气中的有毒有害成分大量积聚,可能危害船员生命安全,引发水上交通事故.目前我国尚未出台关于通航隧洞内船舶尾气体积分数的排放标准,工程中一般多引用公路隧道的设计标准,其适用性有待考证.通过选取内河某一典型通航隧洞为研究对象,建立船舶尾气排放的三维计算模型,应用计算流体动力学方法对通航隧洞在不同通风条件和不同通航水位下,船舶尾气中CO气体和NO_(2)气体的排放和扩散进行数值模拟,通过分析各气体体积分数的分布情况,结果显示,在自然通风条件下,人为设置纵向机械通风条件对于降低通航隧洞内船舶尾气的污染物浓度效果明显,且最高通航水位下虽通风条件较好但受隧洞空间减小等尾气体积分数反而有所增加.同时,无论在哪种通风模式下,隧洞内大部分区域均不能满足公路隧道标准中NO_(2)气体体积分数标准局部甚至超过标准10倍以上,公路隧道的设计标准对船舶通航隧洞具有一定的不适用性.