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文檔簡介
1、廢氣排放與控制廢氣排放與控制近年來船用發(fā)動機設計師不得不解決更嚴格地控制有害廢氣排放實行區(qū)域的挑戰(zhàn),以及應對國家和國際機構對大氣污染的關注。船舶柴油機廢氣排放主要包括氮氣,氧氣,二氧化碳和水蒸氣,少量的一氧化碳,硫氧化物和氮氧化物,部分反應和未燃燒的碳氫化合物和顆粒物氮氧化物(NOx)——在高溫燃燒缸體生成的熱氮氣和氧氣被特別關注是因為他們被認為是致癌導致光化學煙霧形成的城市和酸雨(因此造成多余的土壤的酸化)的主要原因。內燃機產生的主要
2、是氮氧化物,但其作為排氣氣體而排出時低于10%氧化為二氧化氮。來源于燃料中的氧化硫會產生令人不愉快的氣味刺激粘液膜,并且是酸雨的主要來源之一(與水反應形成亞硫酸)。酸沉積是一個跨國界污染問題:一旦發(fā)出Sox可以在大氣中數(shù)百英里之前存入湖泊和溪流減少他們的堿度。硫沉積中硫酸鹽含量也會導致增加土壤培育形成不溶性鋁磷酸鹽造成磷缺乏癥。地下水酸化已經出現(xiàn)在歐洲的許多地區(qū)這可能會導致飲用水供應系統(tǒng)的腐蝕,造成溶解金屬給人類健康帶來危害。森林土壤的
3、污染也有可能高于正常水平的有毒金屬損壞歷史建筑和名勝古跡。碳氫化合物(HC)——來源于不完全燃燒的燃料和潤滑油,蒸發(fā)產生刺激性氣味部分致癌煙霧形成和刺激mucusmembrane(然而排放通常比現(xiàn)代柴油機更低)。一氧化碳(CO)——產生于因當?shù)厝狈諝庠斐傻牟煌耆紵投趸嫉姆蛛x——在高濃度的情況下是劇毒??晌腩w粒物(PM)是一個復雜的無機和有機化合物的混合物產生的不完全燃燒混合物包括:部分未燃的潤滑油熱分裂HC的燃料和潤滑油火山
4、灰的燃料和潤滑油硫酸鹽和水。超過一半的總顆粒物是煙塵(無機碳顆粒),其明顯的證據(jù)是煙。煤煙顆粒(未燃的元素碳)本身并不是有毒但他們可以引起水碳氫化合物的積累其中一些被認為是致癌物質。顆粒組成不超過周圍的發(fā)動機排氣0.003%。有害氣體排放量的0.25%0.4%的排氣量,取決于燃料的低熱值的硫的量,和發(fā)動機的類型,速度以及效率。由MANB瑞典也引入了一個系統(tǒng)分化的港口和航道費使附帶NOx排放支付更高的費用高于更環(huán)保相似規(guī)模的噸位。在國際海
5、事組織嚴格的控制計劃下對于關心的是確保環(huán)境可接受性的引擎設計者來說,減少氮氧化物的排放仍然是一個優(yōu)先級的問題,近年來,發(fā)動機燃油經濟性和可靠性取得了令人矚目的成果。(熱效率的進步具有諷刺意味的是直接導致了氮氧化物排放上升。)已取得相當大的進展(圖3.4)。影響氮氧化物形成的主導因素是溫度和氧氣濃度:在高溫缸內,溫度越高,停留時間越長產生的熱氧化氮量將會越多。延長燃燒時間間隔意味著低速二沖程發(fā)動機因此產生的氮氧化物排放量高于中、高速四沖程
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