內(nèi)河船舶柴油機(jī)廢氣排放污染的控制措施探析

言守明

摘 要：近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展為生態(tài)環(huán)境造成的破壞逐漸擴(kuò)大，節(jié)能減排問(wèn)題的關(guān)注度日益增強(qiáng)，當(dāng)前船舶航行主要依據(jù)柴油機(jī)，柴油機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生的廢氣排放會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響，做好船舶廢氣排放的控制對(duì)于維護(hù)生態(tài)環(huán)境具有較為積極的意義。本文主要從柴油燃燒過(guò)程和廢氣排放過(guò)程兩個(gè)角度進(jìn)行分析，為降低船舶的廢氣排放污染提供策略。

關(guān)鍵詞：船舶柴油機(jī);廢氣排放;節(jié)能減排

引言：

當(dāng)前我國(guó)對(duì)于海洋資源的開(kāi)發(fā)力度逐漸增大，引進(jìn)了一些先進(jìn)的技術(shù)，在海洋資源的開(kāi)發(fā)與利用中，能源運(yùn)輸與貨物運(yùn)輸都離不開(kāi)船舶，船舶在航行過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了較大的破壞，生態(tài)問(wèn)題層出不窮，為了貫徹可持續(xù)發(fā)展理念，需要針對(duì)當(dāng)前船舶廢氣排放的污染問(wèn)題提出節(jié)能減排措施。

一、燃料選擇中的改進(jìn)措施

（一）選擇清潔能源作為替代燃料

現(xiàn)階段對(duì)于清潔能源的開(kāi)發(fā)力度越來(lái)越大，選擇綠色環(huán)保的二次能源作為燃料能夠從源頭上改善廢氣排放問(wèn)題，在船舶航行中采用甲烷和燃料電池對(duì)柴油進(jìn)行替換，能夠降低燃燒之后的污染物排放，此外一些有機(jī)類燃料在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的運(yùn)用也較為廣泛，都能達(dá)到良好的減排效果，儲(chǔ)量大、污染小，具有較高的實(shí)用性。

當(dāng)前一些新技術(shù)對(duì)燃料燃燒的過(guò)程進(jìn)行了改進(jìn)，利用雙燃料能源發(fā)動(dòng)機(jī)能夠利用液化天然氣代替一部分柴油，通過(guò)兩者的交替使用降低柴油的消耗，不僅能夠提高柴油機(jī)的工作效率，還能提高其運(yùn)作的活動(dòng)性，減低污染物的排放量。氣體燃料作為一中新型清潔能源，在發(fā)動(dòng)機(jī)中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，加大氣體燃料的普及力度符合新時(shí)期對(duì)節(jié)能減排的要求。當(dāng)前船舶的氣體燃料運(yùn)輸上存在一些安全問(wèn)題需要改進(jìn)，因此當(dāng)前將一些新型能源作為補(bǔ)充能源能夠降低船舶的廢氣排放[1]。

（二）選擇品質(zhì)較高的燃油

柴油的十六烷值是影響柴油質(zhì)量的主要依據(jù)，對(duì)燃燒性能起到?jīng)Q定性影響，因此船舶柴油機(jī)使用的柴油需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格挑選，使用質(zhì)量較高的柴油能夠做到對(duì)十六烷值進(jìn)行控制。在控制燃油十六烷值時(shí)需要控制添加劑的數(shù)量，防止因?yàn)檫^(guò)氧化物添加過(guò)量導(dǎo)致十六烷值超過(guò)合理數(shù)值，發(fā)生提前燃燒的問(wèn)題。燃油的品質(zhì)是燃燒后污染物產(chǎn)量的關(guān)鍵影響因素，可能會(huì)造成二次污染，不利于節(jié)能減排目的的實(shí)現(xiàn)。

（三）對(duì)進(jìn)氣成分進(jìn)行改善

柴油機(jī)工作中的進(jìn)氣量會(huì)影響到燃燒的速度和排放氣體的構(gòu)成，其中柴油的燃燒速度受到含氧量的影響，改變氮?dú)獾倪M(jìn)氣量能夠使排放的氮氧氣體含量發(fā)生改變。在進(jìn)氣流程中使用先進(jìn)技術(shù)對(duì)空氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，能夠控制柴油機(jī)中的含氧量。當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的是加濕技術(shù)，主要通過(guò)氣化操作制造大量的水蒸氣，將吸收大量熱量的水蒸氣排放到燃油機(jī)中，能夠提升燃油機(jī)工作缸的溫度，利用EDR技術(shù)由于將排放出來(lái)的氣體收集起來(lái)，并將氣體應(yīng)用到進(jìn)氣中，釋放氣體溫度后能夠降低吸收煙霧，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

二、柴油燃燒過(guò)程的技術(shù)優(yōu)化措施

（一）高增壓技術(shù)的優(yōu)化

高增壓技術(shù)當(dāng)前在柴油機(jī)中的使用較為廣泛，通過(guò)增大壓力的方式能夠加大柴油機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)能，從而達(dá)到降低能耗的目的，現(xiàn)階段使用的增壓技術(shù)高壓比能夠達(dá)到5.2，將其運(yùn)用到柴油機(jī)中時(shí)表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)并不明顯。根據(jù)船舶柴油機(jī)能耗和排放的現(xiàn)狀，需要對(duì)高增壓技術(shù)做出改進(jìn)。

（二）高壓共軌噴油技術(shù)的應(yīng)用

在船舶航行中加大高壓共軌噴油技術(shù)的使用能夠在降低排放的基礎(chǔ)上減小柴油機(jī)的噪聲，有助于噪聲污染的改善。高壓共軌發(fā)電機(jī)主要采用高壓油泵，提高燃油的壓力值，在燃油蓄壓時(shí)借用共軌管，最后通過(guò)電磁閥對(duì)噴油進(jìn)行控制。在船舶柴油機(jī)中采用這一技術(shù)可以降低脈動(dòng)式特性因素對(duì)柴油機(jī)產(chǎn)生的影響，保證噴油與供油程序分別運(yùn)行，使噴油程序達(dá)到較高的準(zhǔn)確度，能夠降低資源的浪費(fèi)，提高柴油燃燒的效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，有效減低柴油機(jī)造成的環(huán)境污染[2]。

（三）加大新型燃?xì)饧夹g(shù)的開(kāi)發(fā)

當(dāng)前對(duì)于柴油機(jī)的污染物排放有著明確的規(guī)定，在柴油機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中需要對(duì)污染物排放量進(jìn)行嚴(yán)格控制，針對(duì)這一問(wèn)題，新型燃?xì)饧夹g(shù)正在逐漸完善普及。為了降低柴油機(jī)運(yùn)行中的廢氣排放，可以加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，例如低溫燃燒技術(shù)和均質(zhì)壓燃燒技術(shù)，其中均質(zhì)壓燃燒技術(shù)采用的是壓縮方式實(shí)現(xiàn)自燃著火以及低溫火焰技術(shù)，從而提高燃燒效率，降低廢氣和有害物質(zhì)的排放。柴油具有較高的黏性，不易揮發(fā)且燃點(diǎn)較低，在燃油與空氣進(jìn)行混合時(shí)應(yīng)該對(duì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與完善，降低燃燒的速度。

三、廢氣指標(biāo)的控制措施

（一）硫氧化物的控制

在柴油的燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化硫和三氧化硫，作為兩種有毒氣體，如果在排放時(shí)得不到有效控制，會(huì)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境形成較大的影響，其中柴油中含有硫的比例是影響二氧化硫與三氧化硫排放的關(guān)鍵因素。為了降低有毒氣體的排放，首要任務(wù)就是對(duì)燃燒中使用的柴油進(jìn)行處理，降低柴油中的含硫量，能夠進(jìn)一步降低排放氣體的毒性，減低對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，而降低燃料中硫含量的主要手段就是柴油與天然氣進(jìn)行混合。除此之外還可以對(duì)燃燒后形成的物質(zhì)進(jìn)行處理，采用脫硫的手段能夠有效降低最終排放廢氣中的硫氧化物含量。在對(duì)船舶柴油機(jī)排放物進(jìn)行處理時(shí)可以利用海水的洗滌系統(tǒng)，通過(guò)吸收硫氧化物的形式對(duì)廢氣進(jìn)行處理，海水中含有的物質(zhì)會(huì)與硫氧化物進(jìn)行結(jié)合，二氧化硫、三氧化硫與碳酸根結(jié)合后產(chǎn)生的硫酸鹽不會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，在生態(tài)環(huán)境治理中發(fā)揮出重要的作用。

（二）PM顆粒物的處理

柴油在燃燒時(shí)產(chǎn)生的PM顆粒物在廢氣中占據(jù)著較大的比重，PM顆粒物對(duì)人體健康具有較大的威脅，需要重點(diǎn)進(jìn)行處理。針對(duì)柴油機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的PM顆粒物，可以在柴油燃燒過(guò)程和廢氣排放兩個(gè)過(guò)程中采取處理手段。柴油燃燒中對(duì)PM顆粒物的而控制主要依靠機(jī)內(nèi)控制，加大高壓噴射技術(shù)的使用能夠提高柴油的品質(zhì)，從源頭上降低PM顆粒物的產(chǎn)生。在廢氣的處理中主要有靜電沉淀分離機(jī)、廢氣反應(yīng)器、離心分離機(jī)、微粒捕捉器等，當(dāng)前在廢氣處理中得到廣泛運(yùn)用的是微粒捕捉器，將其安置在柴油機(jī)中能夠?qū)U氣進(jìn)行過(guò)濾，捕捉到廢氣中的PM顆粒物，從廢氣中分離出來(lái)，對(duì)廢氣進(jìn)行凈化，微粒捕捉器在凈化過(guò)程中采用的主要是燃燒器、氧化劑、催化劑等，在PM顆粒物的凈化中有著良好的表現(xiàn)，能夠降低廢氣中70%PM顆粒物的含量[3]。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，為了實(shí)現(xiàn)船舶柴油機(jī)節(jié)能減排的目的，需要從各方面進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新與改良。首先需要從源頭上對(duì)燃料進(jìn)行控制，選擇品質(zhì)較好的燃料或是用液態(tài)天然氣作為替代燃料都能降低燃料燃燒后產(chǎn)生的有害物質(zhì)，在燃料燃燒過(guò)程中加快技術(shù)的創(chuàng)新能夠降低能源的消耗，此外采取機(jī)外凈化的手段對(duì)廢氣進(jìn)行處理，能夠過(guò)濾掉其中的有害物質(zhì)，減小排放氣體對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬寧，程小賓，孫國(guó)立，等.船舶柴油機(jī)減排防污染技術(shù)分析[J].中國(guó)機(jī)械，2020（14）：144-145.

[2]朱元清.船用低速柴油機(jī)SCR技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].船舶工程，2020，42（10）：前插3-前插9.

[3]吳鋒.電控技術(shù)在船舶柴油機(jī)上的應(yīng)用和發(fā)展[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（17）：109.