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船用柴油机氮氧化物排放规范、技术标准和控制技术
船用柴油机氮氧化物排放规范、技术标准和控制技术
随着全球经济的发展和贸易的增长，航运行业成为了全球最大的物流和海上贸易运输方式。然而，船舶的排放对环境的污染也越来越大，其中氮氧化物的排放成为了一个重要问题。本文主要讨论了船用柴油机氮氧化物排放的规范、技术标准和控制技术。
一、氮氧化物的排放
船用柴油机燃烧燃料时，会产生氧气、氮气等元素产生化学反应，产生氮氧化物。这些氮氧化物是一种有害气体，能够引发酸雨和光化学烟雾等环境污染问题。世界卫生组织（WHO）也将氮氧化物列为优先考虑的空气污染物之一，对人类的健康带来负面影响。
二、氮氧化物排放规范
国际海事组织（IMO）和欧盟都制定了有关船舶氮氧化物排放的规范，分别为IMOMARPOL公约附则VI和欧盟的“欧盟环保船舶规则”（EUMRV）。其中，IMOMARPOL公约附则VI是对船舶氮氧化物排放进行最为全面严格的管控；欧盟环保船舶规则是欧盟对船舶环保进行规范标准化的管控措施。
IMOMARPOL公约附则VI是对全球的海船排放标准进行了明确的要求。现在已经提出了四个不同的阶段，每个阶段的标准更为严格，直到2025年全部实施。具体阶段和标准如下表所示：
|序号|时间|NOx（克/千瓦时）|
|--------|------------------|----------------|
|一阶|2000年前|17|
|二阶|2011-2016|14.4|
|三阶|2016/01/01-2021/01/01|3.4|
|四阶|2021/01/01后|3.4(全球)/1.5(ECA)|
EUMRV是欧盟针对船舶排放的监管措施，主要针对船舶进行排放数据收集、审核和公示。2018年8月，欧盟也制定了NOx排放限制规则，规定从2021年1月1日起，所有在欧洲以外的新船和新引擎的排放限制值发电机组和主机将下调至6.0克每千瓦时，而在欧洲内航行的现有船和发电机组的排放将降至7.7克每千瓦时。
三、氮氧化物排放控制技术
目前，为了控制船舶氮氧化物排放，有几种技术被广泛的采用，其中包括换热器、SCR技术、EGR技术和水蒸汽喷射技术等。
1.换热器
换热器是将船舶机组排出的废气中的能量转换成水等其他形式进行排放。这种技术具有廉价、高效的特点，在许多低速柴油机上广泛的采用。
2.SCR技术
选择性催化还原（SCR）技术是一种广泛应用于陆上工业和柴油车辆的技术，不过在船舶中的应用较少。当废气通过SCR时，氮氧化物会转化为氮气和水，制造了更为环保的气体。
3.EGR技术
废气再循环（EGR）技术也是一种流行的控制船舶氮氧化物排放技术。在EGR技术中，一定量的废气被再引入到柴油机中，延缓了燃烧过程，降低了废气温度。这种技术具有成本低、易于维护等优点。
4.水蒸汽喷射技术
水蒸汽喷射（Washwater）技术是一种全新的氮氧化物控制技术，在日本、欧洲和美国等地已经在柴油机中得到广泛应用。该技术能够通过在进入冷凝器前使用水蒸汽来在废气中降低氮氧化物的含量。
四、结论
随着船舶运输的增加，氮氧化物的排放问题也越来越严峻，为了保护环境和人类的健康，各国纷纷制定了相应的规范和标准来约束船舶的氮氧化物排放。在船舶氮氧化物排放控制技术方面，换热器、SCR技术、EGR技术和水蒸汽喷射技术等技术都可以有效的控制氮氧化物的排放。