内河船舶柴油机废气排放污染的控制措施探析

言守明

摘 要：近年来随着经济发展为生态环境造成的破坏逐渐扩大，节能减排问题的关注度日益增强，当前船舶航行主要依据柴油机，柴油机在运行中产生的废气排放会对生态系统产生较大的影响，做好船舶废气排放的控制对于维护生态环境具有较为积极的意义。本文主要从柴油燃烧过程和废气排放过程两个角度进行分析，为降低船舶的废气排放污染提供策略。

关键词：船舶柴油机;废气排放;节能减排

引言：

当前我国对于海洋资源的开发力度逐渐增大，引进了一些先进的技术，在海洋资源的开发与利用中，能源运输与货物运输都离不开船舶，船舶在航行过程中产生的废气对生态环境产生了较大的破坏，生态问题层出不穷，为了贯彻可持续发展理念，需要针对当前船舶废气排放的污染问题提出节能减排措施。

一、燃料选择中的改进措施

（一）选择清洁能源作为替代燃料

现阶段对于清洁能源的开发力度越来越大，选择绿色环保的二次能源作为燃料能够从源头上改善废气排放问题，在船舶航行中采用甲烷和燃料电池对柴油进行替换，能够降低燃烧之后的污染物排放，此外一些有机类燃料在生态环境保护中的运用也较为广泛，都能达到良好的减排效果，储量大、污染小，具有较高的实用性。

当前一些新技术对燃料燃烧的过程进行了改进，利用双燃料能源发动机能够利用液化天然气代替一部分柴油，通过两者的交替使用降低柴油的消耗，不仅能够提高柴油机的工作效率，还能提高其运作的活动性，减低污染物的排放量。气体燃料作为一中新型清洁能源，在发动机中的运用越来越广泛，加大气体燃料的普及力度符合新时期对节能减排的要求。当前船舶的气体燃料运输上存在一些安全问题需要改进，因此当前将一些新型能源作为补充能源能够降低船舶的废气排放[1]。

（二）选择品质较高的燃油

柴油的十六烷值是影响柴油质量的主要依据，对燃烧性能起到决定性影响，因此船舶柴油机使用的柴油需要经过严格挑选，使用质量较高的柴油能够做到对十六烷值进行控制。在控制燃油十六烷值时需要控制添加剂的数量，防止因为过氧化物添加过量导致十六烷值超过合理数值，发生提前燃烧的问题。燃油的品质是燃烧后污染物产量的关键影响因素，可能会造成二次污染，不利于节能减排目的的实现。

（三）对进气成分进行改善

柴油机工作中的进气量会影响到燃烧的速度和排放气体的构成，其中柴油的燃烧速度受到含氧量的影响，改变氮气的进气量能够使排放的氮氧气体含量发生改变。在进气流程中使用先进技术对空气结构进行改善，能够控制柴油机中的含氧量。当前应用较为广泛的是加湿技术，主要通过气化操作制造大量的水蒸气，将吸收大量热量的水蒸气排放到燃油机中，能够提升燃油机工作缸的温度，利用EDR技术由于将排放出来的气体收集起来，并将气体应用到进气中，释放气体温度后能够降低吸收烟雾，保护生态环境。

二、柴油燃烧过程的技术优化措施

（一）高增压技术的优化

高增压技术当前在柴油机中的使用较为广泛，通过增大压力的方式能够加大柴油机产生的动能，从而达到降低能耗的目的，现阶段使用的增压技术高压比能够达到5.2，将其运用到柴油机中时表现出的优势并不明显。根据船舶柴油机能耗和排放的现状，需要对高增压技术做出改进。

（二）高压共轨喷油技术的应用

在船舶航行中加大高压共轨喷油技术的使用能够在降低排放的基础上减小柴油机的噪声，有助于噪声污染的改善。高压共轨发电机主要采用高压油泵，提高燃油的壓力值，在燃油蓄压时借用共轨管，最后通过电磁阀对喷油进行控制。在船舶柴油机中采用这一技术可以降低脉动式特性因素对柴油机产生的影响，保证喷油与供油程序分别运行，使喷油程序达到较高的准确度，能够降低资源的浪费，提高柴油燃烧的效率，实现节能减排的目的，有效减低柴油机造成的环境污染[2]。

（三）加大新型燃气技术的开发

当前对于柴油机的污染物排放有着明确的规定，在柴油机运行的过程中需要对污染物排放量进行严格控制，针对这一问题，新型燃气技术正在逐渐完善普及。为了降低柴油机运行中的废气排放，可以加强对先进技术的应用，例如低温燃烧技术和均质压燃烧技术，其中均质压燃烧技术采用的是压缩方式实现自燃着火以及低温火焰技术，从而提高燃烧效率，降低废气和有害物质的排放。柴油具有较高的黏性，不易挥发且燃点较低，在燃油与空气进行混合时应该对技术进行创新与完善，降低燃烧的速度。

三、废气指标的控制措施

（一）硫氧化物的控制

在柴油的燃烧过程中会产生大量的二氧化硫和三氧化硫，作为两种有毒气体，如果在排放时得不到有效控制，会对海洋生态环境形成较大的影响，其中柴油中含有硫的比例是影响二氧化硫与三氧化硫排放的关键因素。为了降低有毒气体的排放，首要任务就是对燃烧中使用的柴油进行处理，降低柴油中的含硫量，能够进一步降低排放气体的毒性，减低对生态环境的破坏，而降低燃料中硫含量的主要手段就是柴油与天然气进行混合。除此之外还可以对燃烧后形成的物质进行处理，采用脱硫的手段能够有效降低最终排放废气中的硫氧化物含量。在对船舶柴油机排放物进行处理时可以利用海水的洗涤系统，通过吸收硫氧化物的形式对废气进行处理，海水中含有的物质会与硫氧化物进行结合，二氧化硫、三氧化硫与碳酸根结合后产生的硫酸盐不会对海洋生态系统造成破坏，在生态环境治理中发挥出重要的作用。

（二）PM颗粒物的处理

柴油在燃烧时产生的PM颗粒物在废气中占据着较大的比重，PM颗粒物对人体健康具有较大的威胁，需要重点进行处理。针对柴油机运行产生的PM颗粒物，可以在柴油燃烧过程和废气排放两个过程中采取处理手段。柴油燃烧中对PM颗粒物的而控制主要依靠机内控制，加大高压喷射技术的使用能够提高柴油的品质，从源头上降低PM颗粒物的产生。在废气的处理中主要有静电沉淀分离机、废气反应器、离心分离机、微粒捕捉器等，当前在废气处理中得到广泛运用的是微粒捕捉器，将其安置在柴油机中能够对废气进行过滤，捕捉到废气中的PM颗粒物，从废气中分离出来，对废气进行净化，微粒捕捉器在净化过程中采用的主要是燃烧器、氧化剂、催化剂等，在PM颗粒物的净化中有着良好的表现，能够降低废气中70%PM颗粒物的含量[3]。

结语：

综上所述，为了实现船舶柴油机节能减排的目的，需要从各方面进行技术的创新与改良。首先需要从源头上对燃料进行控制，选择品质较好的燃料或是用液态天然气作为替代燃料都能降低燃料燃烧后产生的有害物质，在燃料燃烧过程中加快技术的创新能够降低能源的消耗，此外采取机外净化的手段对废气进行处理，能够过滤掉其中的有害物质，减小排放气体对生态环境的破坏，实现节能减排和生态环境保护的目的。

参考文献：

[1]马宁，程小宾，孙国立，等.船舶柴油机减排防污染技术分析[J].中国机械，2020（14）：144-145.

[2]朱元清.船用低速柴油机SCR技术的发展与应用[J].船舶工程，2020，42（10）：前插3-前插9.

[3]吴锋.电控技术在船舶柴油机上的应用和发展[J].南方农机，2019，50（17）：109.