內河船舶柴油機廢氣排放污染的控制措施探析

言守明

摘 要：近年來隨著經濟發展為生態環境造成的破壞逐漸擴大，節能減排問題的關注度日益增強，當前船舶航行主要依據柴油機，柴油機在運行中產生的廢氣排放會對生態系統產生較大的影響，做好船舶廢氣排放的控制對于維護生態環境具有較為積極的意義。本文主要從柴油燃燒過程和廢氣排放過程兩個角度進行分析，為降低船舶的廢氣排放污染提供策略。

關鍵詞：船舶柴油機;廢氣排放;節能減排

引言：

當前我國對于海洋資源的開發力度逐漸增大，引進了一些先進的技術，在海洋資源的開發與利用中，能源運輸與貨物運輸都離不開船舶，船舶在航行過程中產生的廢氣對生態環境產生了較大的破壞，生態問題層出不窮，為了貫徹可持續發展理念，需要針對當前船舶廢氣排放的污染問題提出節能減排措施。

一、燃料選擇中的改進措施

（一）選擇清潔能源作為替代燃料

現階段對于清潔能源的開發力度越來越大，選擇綠色環保的二次能源作為燃料能夠從源頭上改善廢氣排放問題，在船舶航行中采用甲烷和燃料電池對柴油進行替換，能夠降低燃燒之后的污染物排放，此外一些有機類燃料在生態環境保護中的運用也較為廣泛，都能達到良好的減排效果，儲量大、污染小，具有較高的實用性。

當前一些新技術對燃料燃燒的過程進行了改進，利用雙燃料能源發動機能夠利用液化天然氣代替一部分柴油，通過兩者的交替使用降低柴油的消耗，不僅能夠提高柴油機的工作效率，還能提高其運作的活動性，減低污染物的排放量。氣體燃料作為一中新型清潔能源，在發動機中的運用越來越廣泛，加大氣體燃料的普及力度符合新時期對節能減排的要求。當前船舶的氣體燃料運輸上存在一些安全問題需要改進，因此當前將一些新型能源作為補充能源能夠降低船舶的廢氣排放[1]。

（二）選擇品質較高的燃油

柴油的十六烷值是影響柴油質量的主要依據，對燃燒性能起到決定性影響，因此船舶柴油機使用的柴油需要經過嚴格挑選，使用質量較高的柴油能夠做到對十六烷值進行控制。在控制燃油十六烷值時需要控制添加劑的數量，防止因為過氧化物添加過量導致十六烷值超過合理數值，發生提前燃燒的問題。燃油的品質是燃燒后污染物產量的關鍵影響因素，可能會造成二次污染，不利于節能減排目的的實現。

（三）對進氣成分進行改善

柴油機工作中的進氣量會影響到燃燒的速度和排放氣體的構成，其中柴油的燃燒速度受到含氧量的影響，改變氮氣的進氣量能夠使排放的氮氧氣體含量發生改變。在進氣流程中使用先進技術對空氣結構進行改善，能夠控制柴油機中的含氧量。當前應用較為廣泛的是加濕技術，主要通過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中，能夠提升燃油機工作缸的溫度，利用EDR技術由于將排放出來的氣體收集起來，并將氣體應用到進氣中，釋放氣體溫度后能夠降低吸收煙霧，保護生態環境。

二、柴油燃燒過程的技術優化措施

（一）高增壓技術的優化

高增壓技術當前在柴油機中的使用較為廣泛，通過增大壓力的方式能夠加大柴油機產生的動能，從而達到降低能耗的目的，現階段使用的增壓技術高壓比能夠達到5.2，將其運用到柴油機中時表現出的優勢并不明顯。根據船舶柴油機能耗和排放的現狀，需要對高增壓技術做出改進。

（二）高壓共軌噴油技術的應用

在船舶航行中加大高壓共軌噴油技術的使用能夠在降低排放的基礎上減小柴油機的噪聲，有助于噪聲污染的改善。高壓共軌發電機主要采用高壓油泵，提高燃油的壓力值，在燃油蓄壓時借用共軌管，最后通過電磁閥對噴油進行控制。在船舶柴油機中采用這一技術可以降低脈動式特性因素對柴油機產生的影響，保證噴油與供油程序分別運行，使噴油程序達到較高的準確度，能夠降低資源的浪費，提高柴油燃燒的效率，實現節能減排的目的，有效減低柴油機造成的環境污染[2]。

（三）加大新型燃氣技術的開發

當前對于柴油機的污染物排放有著明確的規定，在柴油機運行的過程中需要對污染物排放量進行嚴格控制，針對這一問題，新型燃氣技術正在逐漸完善普及。為了降低柴油機運行中的廢氣排放，可以加強對先進技術的應用，例如低溫燃燒技術和均質壓燃燒技術，其中均質壓燃燒技術采用的是壓縮方式實現自燃著火以及低溫火焰技術，從而提高燃燒效率，降低廢氣和有害物質的排放。柴油具有較高的黏性，不易揮發且燃點較低，在燃油與空氣進行混合時應該對技術進行創新與完善，降低燃燒的速度。

三、廢氣指標的控制措施

（一）硫氧化物的控制

在柴油的燃燒過程中會產生大量的二氧化硫和三氧化硫，作為兩種有毒氣體，如果在排放時得不到有效控制，會對海洋生態環境形成較大的影響，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鍵因素。為了降低有毒氣體的排放，首要任務就是對燃燒中使用的柴油進行處理，降低柴油中的含硫量，能夠進一步降低排放氣體的毒性，減低對生態環境的破壞，而降低燃料中硫含量的主要手段就是柴油與天然氣進行混合。除此之外還可以對燃燒后形成的物質進行處理，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。在對船舶柴油機排放物進行處理時可以利用海水的洗滌系統，通過吸收硫氧化物的形式對廢氣進行處理，海水中含有的物質會與硫氧化物進行結合，二氧化硫、三氧化硫與碳酸根結合后產生的硫酸鹽不會對海洋生態系統造成破壞，在生態環境治理中發揮出重要的作用。

（二）PM顆粒物的處理

柴油在燃燒時產生的PM顆粒物在廢氣中占據著較大的比重，PM顆粒物對人體健康具有較大的威脅，需要重點進行處理。針對柴油機運行產生的PM顆粒物，可以在柴油燃燒過程和廢氣排放兩個過程中采取處理手段。柴油燃燒中對PM顆粒物的而控制主要依靠機內控制，加大高壓噴射技術的使用能夠提高柴油的品質，從源頭上降低PM顆粒物的產生。在廢氣的處理中主要有靜電沉淀分離機、廢氣反應器、離心分離機、微粒捕捉器等，當前在廢氣處理中得到廣泛運用的是微粒捕捉器，將其安置在柴油機中能夠對廢氣進行過濾，捕捉到廢氣中的PM顆粒物，從廢氣中分離出來，對廢氣進行凈化，微粒捕捉器在凈化過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，能夠降低廢氣中70%PM顆粒物的含量[3]。

結語：

綜上所述，為了實現船舶柴油機節能減排的目的，需要從各方面進行技術的創新與改良。首先需要從源頭上對燃料進行控制，選擇品質較好的燃料或是用液態天然氣作為替代燃料都能降低燃料燃燒后產生的有害物質，在燃料燃燒過程中加快技術的創新能夠降低能源的消耗，此外采取機外凈化的手段對廢氣進行處理，能夠過濾掉其中的有害物質，減小排放氣體對生態環境的破壞，實現節能減排和生態環境保護的目的。

參考文獻：

[1]馬寧，程小賓，孫國立，等.船舶柴油機減排防污染技術分析[J].中國機械，2020（14）：144-145.

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

[3]吳鋒.電控技術在船舶柴油機上的應用和發展[J].南方農機，2019，50（17）：109.