船舶靠泊过程中废气排放特征及控制措施
乔建哲，寿幼平，董世培
【摘 要】摘要：指出了船舶大气污染防治将是未来交通运输行业环境保护领域的重点，介绍了船舶废气污染控制技术发展现状，对船舶靠泊过程中的废气排放进行了分析，并对相应的污染控制措施及其实际应用现状进行总结。 【期刊名称】绿色科技 【年(卷),期】2024(000)014 【总页数】2
【关键词】船舶；污染；模拟
基金项目：船舶大气污染源排放特征及低排技术研究项目(编号：TKS160210)
1 引言
自2006年8月23日，《1973年国际防止船舶造成污染公约的1978年议定书》附则VI，即《防止船舶造成空气污染规则》正式对我国生效以来，船舶大气污染防治工作逐渐受到重视[1]。2013年9月国务院印发《大气污染防治行动计划》首次正式提出“移动源污染防治”的要求。2015年12月，交通运输部率先出台了《珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》，上述一系列规范要求预示着船舶大气污染防治将是未来交通运输行业环境保护领域的重点。
船舶大气污染主要集中体现在两个方面，一是装卸作业过程中由于船舱压力变化呼吸阀排放的挥发性有机气体，另一方面是船舶停靠和航行过程中燃料消耗烟囱排放的气态和颗粒态污染物。针对挥发性有机物减排问题，按照《大气污染防治行动计划》和《重点区域大气污染防治“十二五”规划》的要求，全国
各地港口正在积极推广码头油气回收装置的回用技术。而针对船舶自身排放的废气(简称船舶废气)，目前主要控制手段包括优化燃料组分(低硫)、燃料替换(LNG燃料)[2]、动力升级改造(岸电)和尾气处理。
本文以天津港码头为例，着重对船舶靠泊过程中废气排放及其污染过程进行分析，根据沿海港口调研结果，对污染防控制措施的实际应用情况进行总结。
2 船舶废气污染控制技术发展现状
2.1 国外控制技术进展
目前国际海事组织(IMO)的MARPOL73/78附则Ⅵ、美国环境署(EPA)的船机标准40 CFR PART 1042 Tier 3以及欧盟(EU)船机标准2004/26/EC，均不同程度对大气污染物排放限值、测量方法和燃料含硫量等方面进行了规定，标准相对较为灵活，船舶污染物排放清单相对较为全面，具有一定的借鉴意义[3，4]。在船舶废气综合治理领域，国外研究机构已经针对脱硫脱硝集成工艺，开展了相关理论和实验设计。 2.2 国内控制技术进展
目前国内船舶大气污染物的相关研究还处于起步阶段。珠三角、长三角、环渤海水域虽然划定了船舶排放控制区，但仅限于对燃料含硫量的控制，氮氧化物相关控制措施有待深入研究。非道路移动源大气污染物排放清单的征集工作正在试行，但数据量有限，全国普遍性、长效性的清单申报机制尚未形成。现有的试行指南和征求意见阶段的标准中，受多重因素影响，污染源排放特征不确定性有待全面分析和校正。国内针对脱硫脱硝除尘综合性处理工艺研究相对较少，主要集中在二氧化硫干法和湿法去除方面的理论研究。
3 船舶靠泊过程中废气排放情况分析
3.1 实例简介
已天津港某集装箱码头为例，进行船舶污染物排放分析。该项目布置4个泊位，可同时停靠3艘20万吨级集装箱船，或者停靠3艘15万吨级和1艘2万吨级集装箱船。设计码头年吞吐量300万TEU。 3.2 污染源估算
源强估算照废气排放量较大的3艘20万吨级集装箱船考虑。到港船舶停靠时按开启单发电机估算，根据船舶录查询，20万吨级集装箱船辅机发电机功率为2320 kW。
按照船舶耗油量150 g/马力估算，则同时停靠上述船舶每小时的耗油量为： 20万吨级集装箱船：M=150g/马力×3156.46马力(2320kw/0.735)=473.47 kg/h。
以重柴油为燃料(密度以0.86 t/m3计算)，根据《大气环境工程师使用手册》，燃烧1 m3重柴油其排放的SO2量为20A(A为含硫量，根据统计资料，重柴油含油量A照0.5计算)；根据《环境保护实用数据手册》，燃烧1 m3柴油其排放的NOx量为2.8 kg，其中有90%的NOx转化为NO2。20万吨级集装箱船单台船舶辅机废气SO2排放量为5.51 kg/h，船舶辅机废气NO2排放量为1.39 kg/h。
同时停靠3艘20万吨级集装箱船时，SO2排放总量为16.53 kg/h，NO2排放总量为4.17 kg/h。 3.3 模拟结果
采用screen3估算模式的计算结果表明，作业机械及运输车辆尾气SO2的最大落地浓度出现在下风向800 m处，浓度值为5.31 μg/m3，Pmax=1.06%，
船舶靠泊过程中废气排放特征及控制措施
