第六章 船舶大氣污染(6)_第1頁
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文檔簡介

1、空氣污染的定義(ISO):通常是指由于人類活動和自然過程引起某些物質進入大氣中,呈現出足夠的濃度,達到足夠的時間,并因此而危害了人體健康、舒適感或環境。船舶造成的大氣污染:粉塵、石油及化學品蒸汽、尾氣、含CFCs及其他鹵化物的制冷劑和滅火劑、有毒有害氣體。國際公約:IMO MEPC于1997年通過了MARPOL73/78公約新增附則防止船舶造成大氣污染規則,預計2002年12月31日生效。P19。我國標準:大氣污染物綜合排放標準1997年開始實施。第一節 粉塵污染及其防治措施一 粉塵污染情況 散貨船裝載的煤炭、散糧、礦石、散鹽、散化肥、砂石、散木材等,在裝卸轉運儲存過程中產生揚塵,污染港區空氣

2、。二 防止粉塵污染的措施(一)濕法防塵1 噴水除塵:除塵率80%,費水、 結冰、貨物流失、二次污染(煤炭附則?)2 磁化水除塵:把水磁化,可提高除塵效率(倍多)。3 濕潤劑除塵:在水中加入濕潤劑,提高除塵效率 (70%90%)。 4 泡沫除塵:98.2%水+0.2%泡沫劑+添加劑,體積數300多,降塵率98%,克服了水的缺點。(二)干式除塵 1 密閉塵源:最根本的措施。 2 集塵裝置:過濾、重力沉降、慣性分離、離心式、洗滌式、靜電式、超聲波集塵裝置。 3 粘結劑除塵:表面涂粘結劑。其他(長期保存):表面噴灑化學試劑,形成硬殼。(三)綜合防塵技術 噴水+防塵網、綠化第二節 散裝液體泄漏及其防止技

3、術 船舶運輸的三大液體散貨:石油、化學品、液化氣。 散貨運輸過程中對大氣的污染:“大呼吸”,“小呼吸”,跑、冒、滴、漏揮發。 防止技術: *全密封裝卸技術,回收氣體; *采用浮頂罐,減少“大呼吸”; *儲液罐涂不吸光材料,減少“小呼吸”。第三節 船舶CFCs對大氣的危害與環保冷劑的開發 臭氧層:地球上90%的臭氧氣體分布在離地面1550公里的大氣平流層(同溫層)中,其濃度并不大,但可以有效地吸收對生物有害的波長小于295nm的太陽紫外線;而對生物無害的波長大于320nm的太陽紫外線卻可以全部通過;對生物有一定危害、波長在295320nm的太陽紫外線大部分也被吸收。所以臭氧層是人類和地球生物的一

4、道天然屏障。臭氧每減少1%,可使對生物有害的紫外線輻射力增加1.512%。紫外線是皮膚癌的主要誘發病因;眼球受強紫外線輻射,可引起白內障;強烈紫外線輻射,也損害人體的 抵抗力,抑制人體免疫系統的功能,使許多疾病更易于發生。強烈紫外線輻射,使許多農作物、海洋生物及微生物也受到一定損害。 溫室效應:即將地球散發到大氣層的熱量反射回地球表面。氯氟烴及鹵族化合物是造成全球溫室效應的因素之一。據科學家估算,每一個R11和R12分子對地球可能造成升溫的影響,將是每個CO2分子的1萬倍。見圖6-1一、CFCs對臭氧層的影響 1、臭氧的生成和分解 臭氧的生成:式(6-1)(6-2)(6-3)。 臭氧的分解:式

5、(6-4) 臭氧與Cl的反應:式(6-5)2 氟利昂(FREON)對臭氧層的影響 R12的光化學反應:式(6-11)二、氟利昂替代品的開發 聯合國環境規劃署于1985年簽署了保護臭氧層維爾納公約,于1987年9月通過了控制破壞大氣臭氧層物品的蒙特利爾議定書。公約規定,從1996年起禁止使用R12(發展中國家可推遲10年)。我國應在2005年底完全淘汰CFC。 HCFC(R22)作為過渡冷劑, 從2000年開始限制使用,到2030年全部廢止,我國定為2040年禁用R22。 臭氧消耗潛能值(ODPOzone Depletion Potential):表示對臭氧層的破壞性的強弱。 全球變暖潛能值(G

6、WPGreenhouse Warming Potential):表示氣體產生“溫室效應”影響的大小。 規定:R12的ODP和GWP為1.0。 CFCs的替代產品:HCFC22(R22):ODP=0.055 、GWP=0.36 R134a(四氟乙烷):ODP=0 、GWP=0.28 氨(R717):ODP=0 、GWP=0第四節 船舶廢氣排放與污染控制技術 船舶排放的廢氣主要有:NOx、SOx、Cox、VOC等。 NOX的危害:NO高濃度時會造成人和動物中樞神經系統障礙;NO2會造成血液輸氧能力下降,在NO2含量超過一定標準的環境中停留時間過長,會使人因肺氣腫而死亡;酸雨;形成光化學煙霧。 SO

7、X的危害:酸雨。 IMO MEPC MARPOL73/78公約1997年新增附則:防止船舶造成大氣污染規則(教材P19)。一、控制SO2排放量的措施 1、石油的脫硫技術:利用觸媒在高溫高壓的條件下,使石油中的硫分與氫反應形成硫化氫來脫硫。 2、排煙脫硫技術a石灰石膏法:反應式(6-2)(6-3)工藝流程圖6-4b氫氧化鎂法:反應式(6-14)(6-15)工藝流程圖6-5c堿性水溶液法:吸收劑氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水。d干式脫硫法:采用高比面積的活性炭作為吸收劑。二、船舶NOX排放控制技術 柴油機排氣中所含NOx包括NO、NO2、N2O4,其中以NO為主,NO2占5%,N204的濃度更低。NO和N

8、O2對環境危害最大。主要研究NO。 柴油機排氣中NO的產生機理: 1)燃料中所含N氧化生成(燃料NO)-次要,因燃油含氮一般不到0.02%。 2)空氣中的N在高溫下氧化生成-主要,其氧化過程如式(6-16)(6-17)(6-18). O2在高溫下分解成O,誘發了生成NO的連鎖反應。可見,柴油機燃燒過程促進NO生成的三要素是:高 溫;富氧;氮與氧在高溫環境下長時間停留。 柴油機NOX排放的控制措施:燃料預處理、工作過程處理、排氣后處理三類。 燃料預處理分為:采用低氮燃油或甲烷(或LNG);燃油乳化。 工作過程處理分為:廢氣再循環;噴油定時延遲;改變噴油器參數;燃油水分層噴射。 排氣后處理分為:廢

9、氣再燃燒;催化還原法。目前船上常用的措施: 1 燃油乳化:一般情況下,增加1%的水將減少1%的NOX。 2 廢氣再循環(EGRExhaust GasRe-circulation):降低進氣含氧量,從而降低NO的生成反應速度(與氧濃度的平方根成正比);廢氣中的CO2和水蒸氣能降低燃燒溫度,從而 降低NO的生成速度(與燃燒絕對溫度成指數關系)。3 延遲噴油定時:使燃燒溫度顛峰值降低。電控、智能噴射。4 燃油水分層噴射:使油和水分層噴入氣缸,以降低火焰溫度,給水量由一個控制器根據發動機的負載和NOX所需削減水平來控制。NOX排放的減少量幾乎與水、油的相對比率成線性關系。低速機降低50%,高速機降低70%。 5 選擇性催化還原法SCR(Selective Catalytic Reduction)用氨做還原劑(液氨、

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