海洋污染的原因——清洁燃料可能不是答案
重质燃料油概述
原油在海上石油生产平台上被部分净化，从那里通过海底管道泵送上岸。当原油到达炼油厂时，对其进行进一步脱水和过滤，然后将其加热至659°F。然后将其送入常压蒸馏装置，在该装置中，不同组分被抽出，并被送往进一步加工成石油和柴油等。这将在塔底留下残渣，被恰当地称为“底部”
剩余的燃料就是从这些底部抽出来的;剩余的底部被送入真空蒸馏装置，在那里它们被进一步在真空下处理。
该加工阶段的硫含量可高达6%m/m，必须进行进一步加工，以将含量降低至IMO 2010规定的4.5%。（测量值m/m表示二氧化硫气体占排放物总质量的百分比。）
船舶发动机废气排放管理法规
图片:Remih在Wiki Commons上拍摄的尼罗河上冒烟的游轮
由于船舶主机废气排放对大气的影响（如上所述），制定了新的法规，对船舶氮氧化物（NOx）和硫氧化物（SOx）废气排放进行更严格的控制和限制。
氮氧化物排放
这些限制是由国际海事组织(IMO)通过《国际防止船舶污染公约》(MARPOL 73/78)规定的。有关氮氧化物排放的立法分为三层，如下表所示;
作者指出:
1.根据发动机转速设定允许的NOx排放量；我选择了130转，因为低转速船舶主柴油发动机是最受欢迎的。
2.氮氧化物的排放是燃烧空气的产物，燃烧空气中含有氧气和氮气。因此，可以通过将发动机设计为以最佳效率运行、使用最现代化的部件以及在运行时保持发动机温度来控制发动机。
SOx排放
《防污公约》规定，排放物（SOx）的控制方法是从氢氟碳化合物中脱除硫，有效地生成低硫氢氟碳化合物，或者使用废气洗涤器作为替代方法。
HFO允许含硫量如下图所示;
- 2012年1月前4.5% /月(目前)
- 2012年1月后为3.3%m/m
- 2020年1月以后0.5% m/m
下表显示了欧洲和全球HFO中允许的硫水平。
图片：Pisco的维基共享空间中的MARPOLE 6硫磺目标。
一些发动机制造商倾向于使用洗涤器形式的烟气处理装置代替重质燃油的重新配制。为适应这些要求，MARPOL已将洗涤器后的SOx排放限制为6g/KWh（SO2）。但请记住，仍然有废水要排出！
下一节将从燃料改造期间的能源使用和排放方面论述HFO的处理。
重油加工的脱硫-能源和排放
在通过热交换器泵送之前，富氢循环气体被注入HFO。从这里，它被输送到一个燃烧的加热器，在那里它被加热到300-400°C @ 30 - 130巴，使它变成汽化。
该蒸汽现在通过固定床反应器，在催化剂存在下，发生加氢脱硫反应。
然后将生成的气体冷却至35°C和5 bar，然后再通过汽提塔，在汽提塔中去除任何剩余的H2S。在汽提塔底部聚集的液体是脱硫的重质燃料油。实现这一点的一种方法如下所示。
现在，这个过程是非常有效的，但由于循环和蒸发HFO所需的高温和压力，能源密集型。伴随而来的是向大气中排放的主要成分为二氧化碳的气体，二氧化碳是最显著的温室气体之一。
因此，我们必须权衡在脱硫过程中产生的这些气体所造成的损害和减少二氧化硫的好处，并决定这个过程是否值得。
根据一些在这些问题上是专家的顶尖科学家的说法，产生的二氧化碳将增加总排放量人为排放减少0.01%，但船舶发动机燃烧脱硫HFO产生的总SOx排放量减少6%。
作为一名船用工程师，我倾向于支持氢氟碳化合物的脱硫，这不仅是因为减少了大气中的SOx排放，而且还有利于使用低硫燃料的船舶发动机。
我看到过硫酸腐蚀对活塞、衬套、喷油器和泵造成的损坏，以及酸进入润滑油系统造成的问题。对船东的惩罚当然是重新配制燃料的成本。然而，在决定使用低硫燃料或安装气体洗涤器以缓解其船舶排气系统中的SOx之前，必须将其与发动机零件/维护和润滑油更换方面的节约进行比较。
参考网站：
- maritimejournal:船舶尾气排放的事实。
- dnv：IMO和MARPOL排放数据。
- ritmdl：比较重新制定的HFO排放量。
- ec.europa:HFO中SO2含量
- 科学日报：重新配方的燃料加工排放引起关注。
