柴油機有害排放物控制技術的研究

張龍

中海油田服務股份有限公司鉆井事業(yè)部湛江作業(yè)公司 廣東湛江 524057

柴油機具有良好的經(jīng)濟性、可靠性、動力性，所以在各行各業(yè)內得到廣泛應用。但以柴油機尾氣排放為主的大氣污染日益嚴重，破壞了自然的生態(tài)環(huán)境，危害人類健康，影響綠色可持續(xù)發(fā)展。在全球范圍內，船舶柴油機廢氣排放造成的大氣污染和溫室效應越來越受到各國政府的高度重視，在低經(jīng)濟性的前提下最大限度減少船舶柴油機污染物排放，已是當務之急，倡導節(jié)能減排、共建綠色地球，也是推進柴油機行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素[1]。

1 現(xiàn)狀分析

據(jù)可靠數(shù)據(jù)顯示，柴油機工作過程中排放的尾氣中具有上百種化合物，不僅對人們的呼吸系統(tǒng)有害，而且其中含有較多的多環(huán)芳烴，具有強致癌性，對人類的身體健康構成巨大危害。從世界范圍內各類工程中的實際情況可以看出，柴油機應用已經(jīng)是十分普遍的一件事情，已經(jīng)融入到我們的日常生活中，但是大量的柴油機尾氣排放，造成空氣質量下降，能夠加劇現(xiàn)階段的溫室效應，也使得周圍的空氣呈現(xiàn)出更加污濁的狀態(tài)。如何持續(xù)改善空氣質量、滿足民眾美好生活的期望，打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)已是全世界人民共同所關注的問題。

2 柴油機有害排放物控制技術

2.1 運用顆粒過濾的處理技術手段

顆粒再生與顆粒過濾的處理技術手段主要著眼于凈化有害顆粒，此項技術手段需要借助再生裝置才能得以完成。在顆粒過濾器的作用下，應當能夠確保全面濾除孔隙較小的顆粒物，尤其是對于可溶性煙塵以及固態(tài)顆粒而言。通常來講，運用顆粒過濾裝置可以達到80%左右的煙塵顆粒過濾比例。在整個過濾器的結構內部，濾芯構成了最關鍵的過濾部件，因此濾芯的性能將會直接決定整個過濾器裝置的運行年限以及運行可靠性。

2.2 運用氧化催化器進行處理

在柴油機系統(tǒng)的內部，氧化催化器對于有機質的可溶性成分以及燃氣都能做到全面進行濾除，因此體現(xiàn)了重要的作用。具體對于氧化催化器而言，其主要運用了稀有貴金屬的催化劑成分，并且在表面載體的特定部位附著二氧化硅與氧化鋁浸泡后的稀有金屬物質。在此基礎上，催化劑就可以促進有害物質實現(xiàn)全面的轉化，最終將其轉變成無毒害的物質。

2.3 運用廢氣清洗技術進行處理

目前使用的廢氣清洗系統(tǒng)有開式、閉式和組合式廢氣清洗系統(tǒng)。開式海水清洗系統(tǒng)，清洗后的洗滌水需要進行專業(yè)的處理并滿足排放要求后才能排海；閉式清洗系統(tǒng)采用添加了脫硫劑的水溶液進行清洗脫硫，經(jīng)過脫硫劑補充、補水、冷卻等處理后在循環(huán)進行廢氣清洗的系統(tǒng)；組合式是將兩個系統(tǒng)組合起來，在不同的海域航行時可根據(jù)需要選擇不同的處理模式，可以遵循經(jīng)濟有效性進行選擇。

2.4 柴油機燃料選擇

（1）選擇合適燃油。燃料的品質直接影響柴油機燃燒過程，嚴格把控燃油質量關，檢測柴油里硫、石蠟、十六烷值、閃點、凝點、雜質和水的含量?？墒褂糜土瞎庾V儀，檢測柴油雜質和十六烷值等添加劑的含量。選擇含十六烷值高、含碳量低的柴油，十六烷值高的燃油自燃性能越高，燃燒效果越好，污染物排放越少；含碳量較低的燃油可以減少降低二氧化碳排放。

（2）使用清潔燃料?；虿捎靡掖疾裼蜋C混合燃料或使用清潔氣體，采用小比例的乙醇柴油混合燃料，能夠有效的降低碳煙排放，改善柴油機燃燒性能，同時提高熱效率，降低經(jīng)濟支出；作為船舶柴油機可選擇使用天然氣等清潔能源，可以有效降低污染物排放，同時降低了生產(chǎn)成本。

2.5 調整柴油機參數(shù)及設備的定時保養(yǎng)

（1）燃油噴油器的定期保養(yǎng)。燃油燃燒的好壞，噴油器起到至關重要的作用。噴油器需按照柴油機廠家要求定期測試、清潔保養(yǎng)，按照廠家規(guī)定使用壽命及時進行更換，噴油器噴嘴的霧化效果直接影響柴油機燃燒效果。

（2）推遲噴油提前角。延遲噴油提前角，可以減少上止點前噴入氣缸燃油量，噴油提前加大，影響燃油的分布，由于氣缸內壓力溫度低，燃燒著火延遲時間延長，結果造成稀熄火區(qū)變大，噴到缸套壁上的燃油增加，造成燃油不完全燃燒，增大污染物排放。

（3）提高進氣壓力。采用廢氣渦輪增壓技術，提高進氣壓力，同時可以提高功率，降低油耗，通過提高進氣壓力，增大空燃比，燃燒更充分，可以有效降低柴油機污染物排放。

（4）燃油噴射系統(tǒng)控制技術。燃油噴射系統(tǒng)進行改進，使用電子控制技術，電子控制精準度和快速反應能力高，可以在任何工況下選擇最佳噴油量和最佳噴油時刻，可以有效改善柴油機燃燒效果，降低污染物排放；調整柴油機噴油系統(tǒng)技術參數(shù)及進氣系統(tǒng)參數(shù)，定期維護保養(yǎng)對于確保柴油機運行狀況良好運行及降低碳煙排放意義重大[2]。

2.6 加強技術方面的研發(fā)投入

通過機內優(yōu)化設計和電控技術，改變燃燒過程，可以降低最高燃燒溫度，從而降低柴油機污染物排放，如采用分割式燃燒室和優(yōu)化供油系統(tǒng)等措施或采用高壓共軌電噴技術，實現(xiàn)柴油機在不同負荷情況下優(yōu)化噴油提前角和噴油壓力，均可以降低污染物排放；

2.7 加強實際應用現(xiàn)場的管理

在柴油機實際應用的過程中，采取更加科學的措施和手段來提高利用率，盡量減少柴油機的使用?？梢酝ㄟ^在柴油機上安裝尾氣實時監(jiān)測系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)排放量超標，立即停工進行修理或改造，保證滿足排放要求。另外船舶柴油機操作和管理人員也應更加重視柴油機污染物排放控制的重要性，使機器各項性能參數(shù)和運行工況達到最佳狀態(tài)，從而減少柴油機污染物排放，也是積極參與藍天保衛(wèi)戰(zhàn)表現(xiàn)；

3 結語

隨著環(huán)保法律法規(guī)越來越健全，越來越嚴格，單純的使用機內和機外存在各自局限性，綜合利用機內和機外多種減排技術，是未來發(fā)展主要方面。目前針對柴油機尾氣排放方面的技術研究還有一定的欠缺性。近些年以來，如何在最低經(jīng)濟下減少柴油機污染物排放，是船舶柴油機設計人員和管理人員所面臨的問題。全球范圍內都在研究排放物凈化以及排放物控制的新型技術，從根源上降低或消除柴油機排出的各類污染物，對于民眾健康提供更多的保障[3]。