第三阶段 2020 年 1 月 1 日以后 0.50 2015 年 1 月 1 日以后 0.10
SECA 控制区燃油硫含量限值也即将生效。同时欧盟法令则 规定[1]：自 2010 年 1 月 1 日起，所有停靠欧盟港口的船舶， 其燃油含硫量不得超过 0.1%的最高限制。因此，控制船机 SOX 排放势在必行。
图 3 混合式系统结构图 2．喷雾干燥法 以石灰水为脱硫剂的喷雾干燥法脱硫工艺过程：石灰水 （浆）经雾化器雾化成雾滴 20~60um，在吸收器内与含硫热 烟气混合接触，SO2 和 Ca（OH）2 发生强烈的化学反应，生 成 CaSO3 和 CaSO4，烟气中的热量将雾滴水分逐渐蒸发，最 终得到 CaSO3和 CaSO4干粉，其中大部分经脱硫塔下部排除， 随气流排除的小部分细粉经除尘器收集[4]。反应方程式如下： 2Ca（OH）2+2SO2→2CaSO3H2O+H2O 烟气中含有 CO2，因此还有反应： Ca（OH）2+CO2→CaCO3+H2O 有氧气存在时，CaSO3 氧化成 CaCO4，反应如下： CaSO3H2O+O2+H2O→CaSO4 2H2O 反应流程图如下图 4。
进行研究与评价，在满足 MARPOL 公约相关规范的前提下，寻找一种脱硫效率高、造价低廉且适用于船舶的烟气
脱硫技术。
关键词：船用柴油机，SOx，脱硫
中图分类号：X736.3
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2013）11-0202-03
一、前言
SOX 对人体健康有极大的危害，对人体的呼吸器官有很 强的毒害作用，除此之外，SOX 引起的酸雨对森林，建筑物， 水生物都会造成破坏。SOX 作为船用柴油机的主要有害排放 物之一，随着国际船舶事业的飞速发展，据统计，以柴油机 为动力的船舶每年向大气排放硫化物约 600 万 t，国际海事 组织对 SOX 的排放控制越来越严格。
MARPOL 公约附则 VI 修正案要求从 2012 年 1 月 1 日 起，全球重质燃油的含硫量从现在的 4.5%降低至 3.5%，并 在 2018 年之前做出可行性评估.如果通过评估，则到 2020 年 1 月 1 日，将要求全球船用重质燃油的含硫量降低到 0.5%。对于硫氧化物（SOX）排放控制区（波罗的海、北海 等），从 2010 年 7 月 1 日开始，该区域船舶所使用的燃油含 硫量不得超过 1.0%；从 2015 年 1 月 1 日开始不得超过 0.1%；此外[1]，MEPC 第 58 次会议于 2008 年 10 月 6 日 至 10 日在英国伦敦 IMO 总部召 开，会 议一致通过了 MARPOL73/78 公约附则Ⅵ关于减少船舶排放废气的修正 案，对船舶大气污染物的排放提出了进一步的要求。该修正 案将于 2010 年 7 月 1 日默认生效。
综上所述，海水法和半干式喷雾干燥法烟气脱硫工艺较 适合在船上推广应用，但是具体在船舶上使用还需要对柴油 机的管道进行改造，如何形成与船用柴油机自身特点相符合， 经济性良好的成熟脱硫工艺，是今后柴油机烟气脱硫的重点。 改进现有工艺，提高脱硫效率，降低烟气脱硫费用，是以后 柴油机脱硫技术的发展趋势。探索新技术，开发新设备，降 低设备造价和运行成本是发展柴油机脱硫的关键。开发能同 时脱硫脱氮的烟气后处理技术，是适应未来发展的需要。
三、船用柴油机脱硫工艺的选择[5]
虽然脱硫方法很多，但就算其中较好的方法也有很多缺 陷和局限性，因此不能提出一种适合任何条件的脱硫方式。
船用柴油机烟气脱硫工艺选择应遵循经济有效，完全可 靠，资源节约，占地面积小的总体原则，前面总结了各脱硫 工艺的优缺点，在满足 MARPOL 排放标准的前提下，因地 制宜选择最优脱硫工艺。
表 1 MARPOL 附则 VI 的 SOX 排放法规
阶段
日期
SOX 排放等效燃油含硫（%mm）
全球上限
日期
SECA 控制区
第一阶段 2012 年 1 月 1 日以前 4.50 2010 年 7 月 1 日以前 1.50
第二阶段 2012 年 1 月 1 日以后 3.50 2010 年 7 月 1 日以后 1.00
表 2 不同温度船舱内空气中 TVOC 浓度（mg/m3）
温度
20
22
24
26
28
30
32
（℃）
A
0.61
0.94
1.05
1.45
1.83
2.03
2.51
B
0.79
1.04
1.21
1.75
2.06
2.57
2.91
C
0.56
0.81
1.01
1.34
1.62
1.90
2.04
D
0.46
0.62
0.83
1.03
1．海水脱硫技术
海水脱硫工艺是利用天然海水的碱度中和烟气中的酸性 气体二氧化硫。天然海水中含有大量的可溶盐，其主要成分 是氯化物、碳酸盐和硫酸盐。海水通常呈碱性，海水 pH 值 的正常范围在 7.3~8.6 之间，自然碱度为 1.2~2.5mmol/L， 海水所含碳酸盐对酸性物质有缓冲作用及吸收 SO2 能力。主 要反应机理：
1．自然环境和地理优势 结合船用柴油机的自然环境和地理位置的优势可以选择 符合自身的脱硫工艺，虽然石灰石-石膏法脱硫效率高，工作 可靠。但占地面积广，在船上副产物石膏和废水都很难处理， 不适合在船上推广。而以海水为吸收剂的工艺具有结构简单、 系统可靠、脱硫率高、不用加投化学品、投资小和运行费用 低等特点。在海水碱度符合条件，海域环境影响通过有关部 门的审查，可以考虑海水脱硫工艺。 2．吸收剂来源和副产物 船用柴油机脱硫工艺的选择，其中很重要的一个因素就 是脱硫剂的来源和成本，用氨作为吸收的氨法成本较高，且 副产物硫胺的处理过程复杂，对设备的防腐性能也有很高的 要求。石灰由于价格低廉，原料易得可以选择。但柴油机自 身载重量有限，不能携带大量的脱硫剂，所以可以考虑脱硫 剂能重复利用的脱硫工艺，如旋转喷雾法，系统占地面积都 比较小，脱硫剂循环利用，使得脱硫剂的利用率较高，一个 航行周期内不需携带大量脱硫剂和副产物。 3．初投资和年运行费用 另外一个需要考虑的问题是柴油机脱硫的经济性。柴油 机所用燃料含硫量不高的特点可以选择投资小，脱硫成本适 中的脱硫工艺，如喷雾干燥法，海水烟气脱硫法，具有投资 小、运行费用低等优点。根据实际船舶运行情况，对脱硫工 艺的经济性进行分析，选择更经济有效的脱硫工艺。 四、结语
（下转第 205 页）
第 11 期
丁 兵等：船舱中有害物质浓度改善措施分析
205
了 4 个船舱编号为 A、B、C、D，测试了 TVOC 体积分数在 不同温度的变化情况，温度变化范围采用 20.0℃~31.8℃。 在温度升高 2℃的时候进行采样分析，采样完成中间间隔 30min 开窗通风后再次进行升温检测，以便减少上一个采样 点对下一个采样点的影响。
船舶建筑装饰材料的选用外，还应加强船绿色制造技术在船
舶制造业的推广和应用。
（1）采用新型环保材料。选用重量轻、绝缘效果良好的
新型的聚氨酯风管或者酚醛铝箔风管代替传统的镀锌铁皮包
扎绝缘材料风管；对船舱内防火涂料采用新型的水性防火涂
料；对船舱内所使用的板材和家具采用环保性材料降低有害
物质挥发。（2）对人员相对比较密集、通风效果差、污染源
图 4 喷雾干燥法流程图 喷雾干燥法烟气脱硫技术在船舶上应用的最大限制因素
是脱硫剂的供给和反应副产物的堆积。喷雾干燥法大多使用 生石灰作为原料，经消化后再稀释至约 20%左右浓度，由于 石灰浆液稳定性较低，需要现场配置，增加了配置装置，减 少了船舶的可利用空间。喷雾干燥法的优点在于脱硫剂的利 用率高，通过除尘器捕集的一部分灰分含有未反应的脱硫剂， 可通过循环浆液罐泵入吸收塔循环使用。同时，喷雾干燥法 系统简单，操作简便，能使用低品质的石灰，不产生污水， 且可以用低品质的水，河水、海水等。投资小，运行成本低， 运行寿命也比较长等。目前，本方案还处于实验研究阶段， 还没有在实船上进行相关试验，但具有较好的应用前景。
二、船用柴油机烟气脱硫技术
烟气脱硫技术在火电厂的应用技术比较成熟，对柴油机 硫化物排放后处理还处于试验阶段，考虑到船上可利用空间 小、淡水资源缺少、烟气温度高（>200℃）、无法使用较大 体积的除尘设备、无法大量存储耗材和副产物等限定条件， 船用烟气脱硫不同于一般工业烟气脱硫，而具有其自身鲜明 的特点。在综合比较各脱硫技术和考虑船舶自身特点的基础 上，本文主要认为以下两种方法在船舶上较为可行：
网只能过滤去除空气中较大粒径的灰尘和杂质，而静电吸附
和电气集尘只可以去除空气中微小的杂质和尘埃。而现在开
发的负离子发生器、光触媒技术等净化方式，已经能够有效
的清除空气中的细菌及其它有害物质，大大提高了室内空气
净化效率。但是，在船舶的舱室内的异味和有害化学物质都
是以气体分子形式存在于空气中的，上述过滤设备无法对其
工艺流程图如图 2。
图 1 燃油硫含量标准 目前，船用燃油硫含量限值正处于第二阶段，第三阶段
图 2 海水脱硫流程图
收稿日期：2013-07-19 作者简介：陈章跃，长江武汉航道工程局设备管理处高级工程师，船舶轮机、设备专业。
第 11 期
陈章跃：漂卵砾石地层沉井下沉稳定及敏感性分析研究
203
对于船舶来说，应用海水烟气脱硫最大的优势在于海水 的来源非常广泛，VLCC、ULCC、万箱轮等长期航行于开放 海域的船舶，可以有充足的海水资源。但对于航行于内河河 口的船舶来说，水质碱度较低，甚至都是淡水，为满足脱硫 要求，可采用舷外水或自身淡水添加碱性化学添加剂，如氢 氧化钠或碳酸钠等，增加吸收剂的碱性，使脱硫效率提高。 海水烟气脱硫采用的是开式结构设计，吸收 SO2 后的海水需 要经过海水恢复曝气系统处理才能满足废水排入海洋标准， 对于船舶来说，可将船舶尾尖舱内部分上层空间改造为曝气 池，以类似压载水的溢流置换法，进行脱硫后海水的稀释和 曝气[2]，这样既可增加船舶可利用空间，又可节约尾甲板上 层空间，尤其适用于集装箱船。