КЛУБ СУДОВЫХ МЕХАНИКОВ

СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ С ВЫХЛОПНЫМИ ГАЗАМИ - МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ

С принятием дополнения к конвенции MARPOL и инициативами других международных организаций значительно ужесточаются требования к ограничению выбросов из судовых дизелей в атмосферу. Для достижения цели разработчики дизелей предлагают три категории методов снижения выбросов с выхлопными газами.

Первичные.

Самые простые. Тем не менее позволяют достигнуть 30%-(!) снижения выбросов NOx. Это регулировка топливоподачи и изменение системы впрыска топлива. Суть метода – в понижении температуры горения топлива, поскольку именно высокие температуры и приводят к окислению азота.

Следующий шаг – применение водо-топливных эмульсий.

Фирма BW работает в этом направлении вот уже 14 лет. Но и на Российских просторах был накоплен весьма богатый, и что самое ценное – практический опыт работы на водотопливных эмульсиях.

О самой системе - гомогенизация топлива с водой осуществляется механически или с помощью ультразвука. Добавлять в топливо можно по разным данным до 5-12% воды.

Эффект добавления воды тот же, что и перерегулировок – снижается температура горения. Метод не лишен и недостатков, из которых главный – катастрофическое ускорение ржавления во всех элементах топливной аппаратуры и цилиндропоршневой группы.
Тем не менее применение гомогенизации топлива и воды позволяет снизить содержание NOx на 30-50%.

Вторичные методы

– наиболее эффективные, но и одновременно сложные и дорогие.

Это химическая очистка отходящих газов с применением специальных реагентов.

Каталитическая очистка выхлопных газов производится в специальном реакторе, который устанавливается на выхлопе перед газотурбонагнетателями. (на рисунке слева) Такое расположение продиктовано необходимостью иметь достаточно высокую температуру газов для реакции. Реактивами являются мочевина или аммиак.
Эффективность метода – до 98% снижения выбросов NOx.

По этому пути пошла компания LPG (Liquidified Petroleum Gas) ее танкер - газовоз Navion Dania построеный в 2000 году в Корее (Hunday, Ulsan) для Norway's Navion Shipping AS Rasmussen Maritime Services AS в 2001 году оборудован системой Selective Catalitic Reduction (SCR) для снижения содержания Nox в выхлопных газах.

Судно изначально предназначалось для перевозок газа в Швецию, в портах которой введены чрезвычайно жесткие требования по составу выхлопных газов. Применение системы каталитической очистки позволило выполнять требования жестких Шведских законов и тем самым значительно сократить портовые сборы.

На судне установлен главный двигатель MAN B&W 6S35. Машинное отделение было спроектировано и построено с учетом последующей установки системы - были установлены танки для реактивов (мочевина), оборудованы дополнительные фланцы на коллеторах и установлены газодувки увеличеной мощности. Для ввода системы в рабочий режим открываются байпасные клапана реактора и турбонагнетателей, и по достижению рабочей температуры клапана закрываются и в реактор насосами подается мочевина.
Вся система управляется микропроцессорным контроллером, количество реактива дозируется исходя из нагрузки двигателя, внешних условий и сигнала датчика газоанализатора установленого на выхлопе.

Система позволяет снизить выброс NOX на нагрузках двигателя более 40%. При низких нагрузках система отключается, так как температура в реакторе становится низкой.

По предварительным оценкам выброс NOx снижается почти в 10 раз.

Marine Log, Nov. 2001

Recovering VOCs on tankers Converting oil vapour from a source of pollution to motor fuel

Разработана новая технология позволяющая конденсировать легкие соединения нефти испаряющиеся во время погрузки и перевозки на челночных танкерах. Принципиально практически все испарения могут быть собраны и сконденсированы этим методом. Собраная жидкость хранится в танках и направляется в механизмы в качестве замены обычному топливу. Это не только сокращает затраты на топливо но и улучшает ситуацию с выбросами, так как конденсатное топливо значительно чище традиционных тяжелых топлив.
Исследовательский центр компании Statoil в Trondheim разработал и испытал новую технологию в сотрудничестве с датскими дизелестроителями MAN B&W Diesel.
Все компании работающие сегодня в разработках норвежских месторождений и перевозках нефти объединили усилия по развитию концепции в рамках VOC Fuel project.
MAN B&W Diesel произведет конверсию дизелей на тх Polyviking, шаттл танкере под операторством Navion of Stavanger позволяющую работать на сконденсированном топливе с начала 1999 года.
После испытаний пилотного проекта партнеры примут решение о применении технологии на других танкерах.

Отдельный проект - VOC Absorption - испытания полноразмерной установки на различных танкерах призваной улавливать пары легких фракций и возвращать их в груз. Испытания на ранних стадиях показали что до 80% испарений может быть возвращено а на последних установках конструкторы хотят добиться 100% эффективности.

В мае 1998 г. Statoil совместно с MAN B&W Diesel учредили приз в номинации "инновации" в Seatrade awards.
Разработки VOC recovery ведутся также для сервисных станций и хранилищ нефтепродуктов.

http://www.statoil.com

Newly-developed technology makes it possible to condense the volatile organic compounds (VOCs) given off as vapour by crude oil during loading into shuttle tankers on an offshore field.
Virtually all the VOCs can be recovered by this method. The liquid is stored in a tank on the vessel and piped to the engines as fuel, replacing conventional bunkers.
Not only will spending on fuel be significantly reduced, but the recovered VOCs are also cleaner and considerably less polluting than the heavy fuel oil burnt in marine diesels today.
Statoil's research centre in Trondheim has conceived the new technology in collaboration with Danish engine-builder MAN B&W Diesel. All the oil companies involved in production and transport of Norwegian crude oil have now joined forces to develop the concept through the VOC Fuel project. MAN B&W Diesel will convert the engines on Polyviking, a shuttle tanker operated by Navion of Stavanger, to run on recovered VOCs from the first quarter of 1999. After trials with this pilot installation, the partners will decide whether the technology should also be installed on other shuttle tankers. A separate project - VOC Absorption - is to test a full-scale plant on a different shuttle tanker which recovers the oil vapour and returns it to the cargo. Earlier trials with a scaled-down version of this technology succeeded in recovering almost 80 per cent of the emissions, but the equipment now being tried out should recover all of them. In May 1998 Statoil and MAN B&W Diesel were awarded first prize for the innovation class in the Seatrade awards. See also the section on VOC recovery from service stations and tank farms.

---