船舶废气高压SCR系统管路应力分析计算

船舶废气选择性催化还原技术(SCR)作为柴油机废气中高温氮氧化物处理的主要方法,近几年被广泛应用在海洋运输行业。SCR系统管路的合理设计对于保障船舶SCR系统安全稳定运行起到至关重要的作用。以MAN 7S50ME低速主机系统为例,在考虑高压SCR系统管路受内、外部载荷及工况等因素下,对高压SCR系统管路在不同工况载荷下对各个受力点进行管路膨胀量分析、应力分析,分析薄弱点,调整固定支撑点、滑动支撑点及膨胀节等局部的结构,最终确定满足台架试验的系统管路。

船舶废气清洗系统常见缺陷案例分析

作为船舶应对国际海事组织限硫令的等效替代措施之一,目前全球共有4 000多艘国际航行船舶已安装船舶废气清洗系统,该系统已成为港口国监督检查的重点。介绍船舶废气清洗系统工作原理,梳理港口国监督检查中船舶废气清洗系统的检查项目和常见缺陷,并分析典型案例,以期为海事管理机构、船舶检验机构、航运公司和船员提供参考。

疏水性PTFE膜在船舶废气脱硫中的应用

为解决目前船舶废气中SO_(2)排放不达标的问题,利用聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)中空纤维膜搭建船舶废气膜法海水脱硫系统,包括废气冷却除尘预处理单元和PTFE膜法脱硫单元。在船舶发动机功率为14、27、41 kW等3种工况下,研究其对废气中SO_(2)的脱除效果。结果表明:干净的冷却水能吸收废气中部分SO_(2),且系统在任一工况下运行30 min后冷却水对SO_(2)的吸收达到饱和;当冷却水水温控制在15℃,喷淋量大于4 m^(3)/h时,喷淋后的废气温度均可控制在40℃以下;只要控制模拟海水的pH在7.0以上,PTFE膜法脱硫单元对废气中SO_(2)的脱除率均可达到100%。

船舶废气SCR系统设计及应用

针对在船舶上设计及安装废气SCR处理设备及系统的需求,以85 000 DWT散货船SCR系统装船样式为例,分析船用废气处理技术的类型及特点,以及SCR技术的要求和实际组成要素,船舶废气SCR处理系统的实际应用和工作流程分析表明,SCR废气处理技术在船舶系统实际应用过程中,设备安装、系统管路长度及走向,排气温度及尿素溶液喷射量控制等会影响废气中NOx的实际处理效果,系统设计需遵循一定的设计原则、布置方法,以及管线设计要求。

基于船舶废气多向循环利用的优化设计

针对传统船舶排出的高温废气不仅会对环境造成污染,而且也是对热量资源的浪费等问题,以船舶废气多向循环利用为研究对象,从船舶排出高温废气多向循环利用和节能环保的设计角度出发,将船舶排出的高温废气中的热能转化为电能,用于船舶压载水处理装置。介绍了船舶废气多向循环利用装置的工作原理及主要组成。应用结果表明:通过能量的转化,即可达到船舶废气多向循环利用和节能环保的目的。

船舶废气处理系统排放监测取样管缺陷分析

介绍船舶废气处理系统(EGCS)的连续排放监测系统(CEMS)测量气体预处理原理,通过一起CEMS取样管缺陷的案例,分析EGCS废气排放监测的要求,就CEMS如何对废气进行取样防止SO2损失进行说明,为船东管理EGCS和安检员、验船师对EGCS的检查提供参考。

基于AIS信息的船舶废气排放测度模型

为定量计算船舶废气的排放量,研究我国沿海海域船舶废气排放的时空分布特征,提出一种基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)信息的船舶废气测度模型。首先,根据船舶AIS提供的航速、航时、船位等信息,以及英国劳氏海事数据库提供的船舶主机、副机等设备的参数信息,参考美国环保署的研究方法,建立船舶航行、锚泊及靠泊状态下的废气排放量测度公式。然后,以2艘姊妹船的3个航次为例计算其废气排放量,利用计算得到的结果反推该航次的油耗,并将其与实船航次报表数据对比,结果显示3个航次误差均在可接受范围内。最后,绘制船舶废气排放的时空分布图,为分析船舶废气排放分布规律提供参考。

臭氧对船舶废气中氮氧化物的氧化试验研究

用管式反应器试验研究了反应温度、[O3]/[NO]对臭氧氧化NO的影响。结果表明,O3/N2/O2体系在常温、200℃、275℃下均不发生反应,N2不能被O3氧化;在O3/NO/N2/O2体系中,NO主要氧化为NO2,只有1～6（10-6）其他氮氧化物生成,如N2O and N2O3。当[O3]/[NO]=1、反应温度分别为常温和200℃时,NO氧化率都达到100%,而在275℃时,NO氧化率只有72%,表明反应温度影响显著,其原因主要与较高温度下O3分解加快有关。O3在不同温度下的分解试验发现,O3在常温下分解很慢;200℃时分解加快,在反应器中停留9 s时,O3的分解率为59%,而275℃时分解更快,在反应器中停留9 s时,O3的分解率为80%。试验结果还表明,NO氧化率与[O3]/[NO]成线性关系。

区域船舶废气减排的系统动力学建模研究

随着航运业的发展,船舶废气排放引起的大气污染问题日益严重,开展针对区域船舶废气的减排研究已十分迫切。区域减排是一项复杂、综合、动态的系统工作,涉及到航运、能源、环境、经济、政策等各方面。文章首先分析了影响区域船舶废气排放的相关因子,借助因果关系图描述了各影响因子之间的相互关系。在此基础上,为构建区域船舶废气减排的系统动力学模型,设计了区域减排系统动力模型的系统流图,并对模型中各变量的方程和各参数的取值进行了描述。为检验模型的有效性和可用性,基于VENSIM软件进行了模拟。结果表明,该文提出的模型能有效模拟区域船舶废气减排相关因素间的动态变化,并可用于对不同情景下区域船舶废气排放和航运经济收益的变化趋势进行预测。

船舶废气脱硫塔内流场设计研究

研究船舶废气脱硫塔内流场优化设计,为提高脱硫塔脱硫效率及降低塔内压损,利用子域技术建立脱硫塔体网格模型,使用有限差分法进行数值运算,并采用CFD软件对塔内流场进行数值仿真。基于RANS湍流模型模拟废气流速分布,得到仿真结果与实际较符合,证明模型可靠。提出了多流体模型与分散型k-ε湍流模型并用来模拟气液两相流,研究发现塔内存在"壁流"现象、气液接触不均匀等问题。通过改变废气入口位置及喷嘴支撑臂长,对塔内流场进行优化设计,结果表明,废气沿切线方向进入利于流场均匀分布,延长喷嘴支撑臂长可降低塔内压损,为废气脱硫塔内流场优化设计提供了依据。

长江干线船舶废气排放核算模型

为加快推进长江航运废气排放控制工作,在充分借鉴国内外船舶排放清单有关研究的基础上,建立自下而上基于船舶引擎功率排放因子法的长江干线废气排放核算模型。运用长江干线船舶的船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)静态数据对船舶功率数据分船型及区段进行处理,确定长江干线不同船型和各船长区段船舶的代表功率,结合长江干线船舶航行分布特征引入断面积分方式对断面区间船舶废气排放进行核算。以长江干线某区段为例,根据该区段船舶流量统计数据及船舶AIS数据核算得到区段船舶废气排放清单,并对核算区段进行废气排放时空分布特征研究,结果表明:模型计算研究区段2015年度船舶各类废气的排放量,普通货船废气排放量约占研究区段各类排放量的80%,排放量相对较高的区段主要分布在港区河段。

船舶废气脱硝减排技术分析

国际海事组织(IMO)修订了MARPOL73/78公约附则Ⅵ,要求TierⅢ阶段NOx排放量比TierⅠ阶段减少80%。SCR控制技术是当前船舶废气脱销减排主流技术。本文基于国内外SCR技术研究现状及其系统组成、反应机理,对SCR尿素喷射系统进行设计分析,为优化SCR系统结构设计提供参考。

基于分形理论的船舶废气锅炉烟灰沉积分析

从船舶废气锅炉积灰的主要成分及其危害出发,分析了引起废气锅炉换热面积灰的主要原因,并对松散性烟灰的沉积进行了理论分析,最后利用Ultra Fractal 5.03软件在计算机上对松散性烟灰的沉积进行了二维模拟.认为废气锅炉松散性烟灰的沉积过程,在换热面空间符合分形理论的CCA模型;松散性烟灰沉积到换热面上的团簇仍是可以扩散的;要控制烟灰的沉积,在实船上可以从控制烟灰粒子的数目、粒子的粘结性以及粒子的运动速度着手.

考虑船舶废气排放的港口群协同泊位分配研究

为了减少船舶在港区的废气排放及促进港口群泊位资源的优化配置,本文建立了双港泊位分配协同优化模型,通过优化两港泊位分配和船舶在两港间的航速来降低燃油消耗量和总延误时间,并探讨了限速策略的影响.采用将船舶燃油消耗函数分段线性化的方法,将模型转化为混合整数线性规划模型.仿真实验表明,相比于传统的以计划延误时间最小化为目标的单港泊位分配模型,双港协同优化模型不仅能够进一步优化两港总的延误时间,而且能够明显减少船舶燃油消耗量.这从运作层面为提高港口群整体服务水平、建设绿色港口提供了理论支持.

船舶废气洗涤脱硫脱硝和脱PM细颗粒设备研究进展

综述了船舶废气洗涤脱硫设备的研究现状,通过阐述海水法、碱液法、改性海水法的优缺点,指出海水法联合碱液法的混合系统最具经济性和广泛适用性。列举了国际上几大主要厂商设计的洗涤塔,对比研究了各洗涤塔的参数及其结构特点,最后介绍了洗涤残液的排放标准及其处理方式。通过分析船舶废气中多种污染物联合脱除的研究现状,提出设计出高效、廉价的NOx氧化装置以及提高湿法对于超细颗粒物的捕集能力将是研究的重点和难点,采用湿法联合脱除SOx、NOx和PM是今后船舶废气洗涤净化设备重要的研究方向。

船舶废气脱硫系统电气控制方案研究

全球船舶废气排放造成大气污染问题日益严重,根据国际海事组织(IMO)通过的国际防止船舶造成污染公约(MARPOL)要求,我国船舶废气排放控制提上日程。本文针对目前船舶废气脱硫系统技术现状进行分析,并对船舶废气脱硫电气控制系统进行研究,设计一种新型船舶废气脱硫系统电气控制方案。

镁基—海水法船舶废气脱硫技术经济性分析

简要介绍了几种现有的船舶废气脱硫技术,着重对这几种技术的生命周期成本进行了核算,通过对比得出:镁基—海水法船舶废气脱硫技术设备的购置、运行费用比其他几种技术更低,且投资回报率更高,是一种非常经济的国际履约方式,其市场需求巨大,市场前景广阔。

海水脱硫技术在船舶废气处理上的应用

由于船舶运输载货量大,总体运输成本低等突出优点,海运成为国际贸易中的重要运输手段,占国际贸易总运量的2/3以上。由于船舶燃用劣质燃油,船舶废气排放对环境造成了很大的影响。本文首先介绍了IMO有关船用燃料油含硫量的相关规定,随后综述了船舶废气排放的控制方法,并详细介绍了海水脱硫技术的相关应用,最后总结了海水脱硫技术该领域的研究热点。

船舶废气采样技术研究与应用示范

船舶是大气污染物的重要来源,而目前国内对船舶废气的监测和研究还相对比较薄弱,缺乏必要的技术手段和设备。文章介绍了台架试验、烟羽实验、烟囱采样3种主要船舶废气采样方法的应用情况,分析了各自的优缺点和不足之处。在此基础上,设计了一套经济、灵活、实用的船舶废气采样系统。

船舶废气脱硫脱硝技术研究综述

船舶柴油机功率大、效率高、易于维护,但排放废气中携带大量污染物。IMO日益严格的排放法规对船舶废气后处理技术提出了更高的要求。首先详细介绍国内外主流的船舶柴油机废气脱硫、脱硝技术,并对脱硫脱硝一体化技术的分类、原理、优缺点以及工业化潜力进行论述。指出脱硫脱硝一体化技术虽然处于实验研究阶段,但其具有装置简单、占地面积小、脱除效率高等优点,是未来后处理技术的发展趋势。