摘要：柴油机具有非常多的优点，首先，它具有非常强的经济性，其次，他还有非常好的动力性。正是由于这些优点，所以在船舶上得到了非常广泛的应用，但是，船用柴油机尾气中有许多污染物，比如说二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮等，这些物质会对环境造成很大的危害，所以国内和国外的许多专家都对船用柴油机尾气控制与进化进行了许多探究，以期望能够解决这些污染物，本篇文章主要探究的是船用柴油机尾气控制与净化措施。
关键词：船用柴油机；尾气控制；净化措施
船舶使用最广泛的动力装置便是柴油机，但是柴油机的燃烧给环境带来了非常大的危害，柴油机工作时会产生碳氢化合物、二氧化碳，二氧化硫等，在这些气体中像碳氢化合物，二氧化氮，这些都会产生具有非常强的毒性的光化学烟雾。氮氧化物和二氧化硫是比较容易和水相溶的，并且能够生成酸雨，一氧化碳对人体会产生非常大的危害，可能会使人中毒，所以船用柴油机的使用会对环境和人体造成非常大的伤害，因此对船用柴油机尾气控制与净化措施的研究便迫在眉睫了。
一、国内外船用柴油机排放标准
1.1国际上的排放标准
在1997年9月，国际海事组织规定了船舶柴油机废气中氮氧化物，二氧化硫等污染物的排放标准，在2008年2月，国际海事组织进一步对MARPOL公约进行了修订，要求在2016年1月1日之后的船舶排放控制区内，低速柴油机氮氧化物的排放量要比3.4要低，高速柴油机排放量要比2.0要低，这和2011年颁布的相比，降低了75%，一些北美的区域自从2011年8月1日形成了第一个氮氧化物的排放控制区，也就是说在加拿大和美国两个国家的海岸线370千米范围内设置了排放控制区，而且在2013年的1月1日，加勒比海域也确定为氮氧化物的排放控制区，在这之后，像一些欧洲北海以及日本海等地区也确定为氮氧化物的排放控制区，如今，国际上对于海洋生态环境的要求越来越严格，所以会有越来越多的国家和地区对船舶柴油机尾气的排放提出控制措施与净化措施。
1.2中国的排放标准
我国在2009年9月颁布了《防止船舶污染海洋环境管理条例》，这个条例在2010年的3月1日开始实行，其中的第三章15条说到只要在中华人民共和国海域内，船舶柴油机排放的废气必须符合国际条约和相关标准的要求，船舶排放的垃圾以及污水等也要符合国际条约的相关标准的要求，在2008年的时候我们又制定了一个条约，就是《内河船舶法定检验技术规则修改通报》，在这个条约中主要强调了我们要依据船舶的不同，要对内河船舶所造成的空气污染有强制性，或者推荐性的标准，我国的排放标准与国际上的排放标准相比较而言，中国的对于柴油机排放废气的标准还是比较宽松的。
二、柴油机尾气排放控制与净化的措施研究
我国的柴油机尾气的控制方法主要包含两种。第一种是机内控制，第二种是尾气净化。第一种主要是通过采取一系列的措施来制止柴油机尾气中的有害物质的生成。第二种方式主要是通过采取一系列的技术将尾气中所产生的氧化物和颗粒物进行铲除的方法。
2.1机内控制方法
我国的船舶柴油机的使用燃料，是高粘度的一些劣质性的重油，这是由于成本因素所造成的，我们可以采取沉淀添加化学剂等方式来降低这些燃油中所含的杂质的含量，可以对燃油进行预先的处理工作，以此来提升柴油机的性能，从而使尾气中氮氧化物和二氧化硫的排放率降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此之外，我们还可以通过控制燃烧条件来进行机内控制，柴油都是烃类化合物，这一特性就使得柴油在氧气充足时，燃烧的过程中会释放出大量的热，而这些热又会聚集在一起，从而使机内的温度升高，在这些氧气充足，以及温度较高的区域就会生成大量的氮氧化物，所以我们可以通过将燃烧室中注入液态水，从而来降低机内的温度，进而制止氮氧化物的产生，我们可以通过运用气缸喷水法来降低温度，主要原理就是说在适当的时间将水喷入燃烧室内，以此来降低温度，我们还可以运用燃油喷水乳化法，这种方法的原理，也就是说将水和燃油进行一定比例的混合，然后将混合物喷入燃烧室内来降低温度，这两种方法都可以在一定程度上减少氮氧化合物的产生，大约可以减少50%的氮氧化物的排放量。除此之外我们还可以通过运用进气加湿法来控制燃烧的条件，该方法的原理主要是运用空气来加湿马达，通过运用石水蒸汽冷却的方式来增压空气加湿，如果运用这种方法可以。在很大程度上降低氮氧化物的排放量，可以减少70%的氮氧化物的排放量。我们还可以通过提升雾化质量来降低有害物质的排放，柴油机燃油的雾化效果越突出，柴油的燃烧就越充分，从而产生的氮氧化物和颗粒物等有害物质就越少，所以我们可以采用共轨燃油喷射技术来提升，雾化的质量，这种技术主要是运用电子控制系统来进行，允许燃油喷射压力随着实际工况的变化而发生改变，这样可以使燃油燃烧的更加充分，从而使得燃烧的效率提升，尾气也就更加的清洁。
2.2尾气净化的措施
目前在国际上我们已经研发出了许多用来降低船用柴油机尾气的控制技术，但是在目前应用的最多，研究最广泛的，最具有应用前景的便是选择性催化还原技术和颗粒物捕集技术。我们把选择性催化技术又称为SCR，这种技术主要是通过选择性催化还原来降低氮氧化物的排放率，这种技术在国际上是最有效的，这种技术的工作原理，主要是在催化剂的作用下，在大于300℃的温度时，让氨和尿素与废气中的氮氧化物来进行反应，从而生成对环境和人体没有任何伤害的氮气和水，这样可以在很大程度上降低尾气排放中的氮氧化物等有害物质，我们知道柴油机的排放气体的温度在300℃到500℃之间，这个温度对于上述的反应来说，足够满足催化剂对温度的要求，而且这种技术是有非常多的优点的，它可以在不改变柴油机的结构的基础之上降低氮的排放量，可以降低90%以上氮的排放量，所以目前最具有应用前景的便是这种选择性催化还原技术，这种技术主要包含喷氨系统、催化反应器、氧化物的分析单元装置、单元组成以及尿素存储器，这种技术的工作流程大致是首先要将水和固体尿素，搅拌均匀，他们的最终浓度比要为40%。然后将这种40%的水溶液入射到尿素的存储器中。然后我们要依据检测装置所测定的SCR系统前后的氮氧化物的浓度，通过计算机一系列的计算。得到尿素溶液的注入量并发出下一步的指令，接下来，尿素供给泵将存储器中的尿素溶液送达到计量模块，并且加入上一步给出的指令。这样，尿素溶液就有喷射装置雾化后与风机进入的热空气混合并进入柴油机的排气管路，由于柴油机的燃烧会形成300到500℃的高温，尿素在这种情况下就会分解成氨气和水，分解得到的氨气和水汇与排气一同进入催化反应器，并且在催化剂的催化作用下与氮氧化物反应，最终生成了氮气和水，这种选择性催化还原技术的关键部位便是催化反应器，这种技术可以在很大程度上降低氮氧化物的排放率。
另一种尾气净化措施便是颗粒物净化技术，这种技术主要是通过借助惯性碰撞、扩散、截留以及重力沉降原理将颗粒物进行分离，我们运用的最多的过滤材料是陶瓷基和金属基这两种，这种技术可以在一定程度上对颗粒物进行催化去除的工作，这种颗粒物净化技术的关键就是颗粒过滤器以及催化剂的设计。
三、总结
在本篇文章中我主要分析了国内外船用柴油机排放标准即分别阐述了国际上的排放标准和中国的排放标准，除此之外还对柴油机尾气排放控制与净化的措施研究进行了介绍。主要包括两种，一种是机内控制方法，另一种是尾气净化的措施，我相信，通过国内外学者的共同努力研究，一定能将船舶尾气污染物的排放量降到最低，对人们和环境的伤害也降到最低。
参考文献：
[1]游靖.SCR系统在高压共轨轻型车用柴油机上的应用研究[J].江苏大学.2017（05）
[2]马卢平.柴油机后处理装置的流场仿真分析与优化[J].西南交通大学.2017（05）
论文作者:薛国颂
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/23
标签：柴油机论文; 氧化物论文; 尾气论文; 技术论文; 船舶论文; 尿素论文; 排放量论文; 《基层建设》2018年第6期论文;