行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
船舶尾气脱硫设备 第1部分 开式洗涤净化设备
建议项目名称
(英文)
Marine exhaust gas desulphurization equipment Part 1:Open loop washing purification equipment
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
13.020.40
中国标准分类号
J 88
牵头单位
浙江大学
体系编号
1390701010007045
参与单位
上海交通大学、中国船舶集团有限公司第七一一研究所、浙江天地环保科技股份有限公司、浙江浙能迈领环境科技有限公司、大连海事大学、中机生产力促进中心等
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

全球贸易的发展促进了船舶数量的持续增加和船舶大型化,全球商船船队规模在13年内翻了一番,2019年首次超过20亿载重吨,到2033年有望达到30亿载重吨。我国外贸进出口额占国民生产总值的80%以上,外贸进出口货物的90%是通过港口由海运完成的。伴随着货物贸易量的发展,我国商船船队的规模也在急剧扩张,在过去五年里,中国船东拥有的船队规模扩张了35%,在2018年总船队规模首次超过日本跃居全球第二,仅落后排名第一的希腊船队4650万载重吨。航运的发展促进了国民经济的快速发展与经济结构转型,但是也带来了环境污染等问题。国际海事组织(IMO)第4次温室气体研究报告指出,2018SOx排放量约为1050万吨。

为改善空气质量,尤其是沿海与港口地区的空气质量,IMO制定了《防止船舶造成大气污染规则》(MARPOL公约),法规规定在SOx排放控制区之外,自202011日起将燃料硫含量从3.5%降至0.5%201910月,国家海事局发布《2020年全球船用燃油限硫令实施方案》公告,主动应对全球船舶燃料油硫排放限值,规定在近海执行0.5%燃料油硫含量限值,自202011日起执行。为了应对国内外针对船舶SO2排放的最新要求,一些新的技术相继出现,主要分为燃烧前脱硫和燃烧后脱硫两类。燃烧前脱硫采用低硫油或天然气(LNG)作为燃料以满足法规要求,然而采用低硫油运行成本高,采用天然气能够降低运行成本,但初投资高,且天然气在船舶,尤其是远洋船舶应用的安全性有待进一步验证。船舶尾气脱硫属于燃烧后脱硫,对于安装有脱硫设备的船舶,需按照上述规范要求使得尾气中SO2的含量与燃烧0.5%硫含量的燃料油的排放相当。船舶尾气脱硫在投资与运行成本上达到了较好的平衡,使得这一产业近期得到了迅猛的发展。据统计,截至2018531日,在全球范围内,共计983艘船舶已经安装或订购了船舶尾气脱硫设备,全球已安装的或者计划安装的1561台船舶尾气脱硫设备中,采用开式的是988台,市场份额占比达到了63.3%。船舶开式洗涤净化设备结构简单,采用的吸收剂海水获取方便,比较适用于主要在开放海域航运的远洋船舶。

在船舶脱硫设备产业迅猛发展的过程中,也存在一些问题,主要表现在:船舶脱硫设备生产商生产规模小,成套供应能力弱,自主创新能力不强;脱硫设备故障率高、甚至威胁船舶航行安全;脱硫运行成本高、效果不稳定;脱硫设备适应性差,在不同航域、不同气象条件下运行难以稳定满足相关国内外法规。考虑到船舶脱硫产业中现有的脱硫设备种类繁多,没有统一、规范的技术标准,为规范和加强相关企业对脱硫设备设计、制造、安装及运行维护的管理,促进和引导我国船舶污染治理技术进步和可持续发展,提高企业的国际竞争能力,制定船舶脱硫设备的行业标准势在必行。本标准规定的各项技术指标和要求适应国家产业技术发展水平,符合国家节能减排产业政策,能指导设计和生产,使生产制作合理化,促进规模发展,在船舶污染治理技术应用方面具有推广意义,对推进绿色航运以及沿海、港口地区大气污染治理具有积极意义。


范围和主要
技术内容

本标准规定了船舶尾气脱硫设备中开式洗涤净化设备的术语和定义、工艺系统、要求(技术要求、性能要求等)、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。

本标准适用于以重质燃油为燃料的船舶主、辅机及锅炉,需要采用海水作为吸收剂的尾气开式洗涤净化设备,其他以海水为吸收剂的烟气脱硫设备可参照执行。


国内外情况
简要说明

1.国内外对该技术研究情况简要说明:国内外对该技术研究的情况、进程及未来的发展;该技术是否相对稳定,如果不是的话,预计一下技术未来稳定的时间,提出的标准项目是否可作为未来技术发展的基础;

Anders等人进行了海水吸收船舶废气中二氧化硫的实验研究,提出了一种用于预测海水中各参数对废气中二氧化硫吸收效率的影响模型,这些参数主要包括海水温度、碱度、盐度及二氧化硫分压等。Sh.Darake等人通过实验与理论相结合的方法研究喷雾塔中海水对SO2的吸收,研究了流速、初始SO2浓度及温度对脱硫效率的影响,同时考虑了脱硫塔内壁面处液膜对SO2吸收的影响。上述学者在理论方面取得一定的研究进展,但是湿法洗涤设备反应复杂,理论研究忽略脱硫过程中很多影响因素,因此众多学者通过实验的方法来优化设备的脱硫性能。Caiazzo等人建立了高约1.8m直径约0.16m的海水喷淋洗涤塔,使用真实的海水对船舶废气进行脱硫实验。实验针对不同的烟气流速、海水流速及SO2浓度进行了测试,同时在一定的液气比条件下对比了海水与蒸馏水的脱硫效果,研究表明海水的脱硫性能优于蒸馏水,通过增大海水流速和烟气在塔内停留时间以及降低烟气中SO2浓度等方法可以提高脱硫效率。Mi T等人开发了一种新型的文丘里洗涤器,通过压降、脱硫效率及除尘效率等参数评价洗涤器性能,结果表明文丘里洗涤器具有较高的除尘效率、脱硫效率以及较低的压降。Xiong等人建立了中试规模的湿法脱硫实验系统,主要研究了脱硫系统中运行参数对耗水量的影响,结果表明当SO2浓度、液气比及雾化效率相同时,入口烟气温度每上升10℃,耗水率将上升约5%。Zhen Chen等人建立了高约3m的脱硫塔实验系统,研究了空塔、导流板及托盘对脱硫的影响,结果表明脱硫塔内部结构对烟气流场有较大影响,但对于液滴分布影响不大,安装导流板后可以避免烟气高速流动,减小脱硫塔压降,同时提高脱硫效率。盖国盛等人对其所设计的一种新型脱硫塔进行研究,结果表明设置两层布气板的脱硫性能更优;当烟气入口流速从4m/s增加至12m/s,脱硫效率从原来的96%大幅度的降到了83%;液气比一定时, SO2浓度由700ppm增加至1500ppm,脱硫效率由93%下降到76%。在产业界,2012Wartsila公司收购Hamworthy公司,成为船舶废气洗涤脱硫技术的领军者。Wartsila公司开发的开式洗涤设备可以供应1-25MW的不同机型使用。Aalborg工业开发了船用废气洗涤设备,并在1MW柴油机上进行了测试,使用高硫燃油时,可以脱除98%SO280%PM,且工作时仅消耗1.5%的主机功率。除此之外BELCOAlfa LavalFSGEcoSpecNorwegian Co.OceanNOxViswaSti等公司均开发了相应的船舶废气洗涤脱硫设备。

船舶SO2气体对大气的危害已不容忽视,国际排放法规对SO2排放的限制越来越严格,对于废气洗涤设备的效率提出了更高的要求。目前船舶废气洗涤脱硫技术在国外已有应用,技术相对成熟,而国内针对于船舶废气洗涤脱硫的研究相对薄弱。因此开发具有自主知识产权的船舶脱硫设备具有重大的意义,而本标准的制订则可为船舶尾气开式洗涤净化设备设计、制造、安装与维护起到指导作用。

2.项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑:是否有对应的国际标准或国外先进标准,如有,阐述标准项目与之对比情况,以及对采标问题的考虑;

本标准拟不采用国际标准。

本标准未查到同类国际、国外标准,因此也无法与国际标准(国外先进标准)进行对比分析。

3.与国内相关标准间的关系:是否有相关的国家或行业标准,如有,阐述标准项目在标准体系中的位置,以及与相关标准的关系;

本标准项目与现有标准协调配套,本标准计划项目符合国家有关的现行法律、法规和强制性国家标准。

4.明确指出标准项目是否存在知识产权问题。

不存在知识产权问题。


备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
12.行业标准项目建议书(船舶尾气脱硫设备 第1部分 开式洗涤净化设备) (48.5KB)任务书(建议书)