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船舶煙氣脫硫--含鉬高性能不銹鋼的潛力新應(yīng)用

2018-08-29 12:09:52 作者：本網(wǎng)整理來源：鉬和含鉬材料的世界分享至：

海運仍是目前最為經(jīng)濟有效的全球運輸方式之一，尤其是與空運相比。20世紀70年代以來，海運的快速發(fā)展和集裝箱化緊跟全球經(jīng)濟發(fā)展的步伐，但是，這也對環(huán)境造成了更大的影響。新的公約對發(fā)動機燃料的硫含量做出了限制，這意味著船舶必須使用更清潔的高價燃油，或者安裝廢氣脫硫裝置。鉬在廢氣脫硫中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

提到空氣污染，人們首先想到的污染源是電廠、垃圾焚燒廠、飛機、轎車和貨車，那么船舶帶來的空氣污染如何呢？

全球貿(mào)易貨運的90%都是利用海運，2014年的總運輸量接近100億噸，是1970年貨運總量的4倍。據(jù)估計，目前全世界正在運營的船舶超過10萬艘。

海洋運輸?shù)姆€(wěn)步增長也意味著船舶尾氣排放的持續(xù)增加。最近的一項研究顯示，如果任其發(fā)展，到2020年船舶的尾氣排放將成為歐洲最大的單一空氣污染來源。

船舶的動力來自于柴油發(fā)動機，通常使用重質(zhì)燃料油。它是原油煉制后剩余的重質(zhì)油，粘度很大，在室溫下粘稠度類似于花生醬，價格不高但雜質(zhì)很多，硫含量特別高，可高達35000 ppm, 或者說是歐洲公路交通所使用的超低硫柴油硫含量的3500倍。這就是為什么海洋運輸排放的二氧化硫占到全球排放總量的8%。

2014年海洋運輸?shù)呢浳锪拷?00億噸 ? iStockphoto/dan_prat

酸雨與早亡

燃料燃燒釋放二氧化硫，以廢氣的形式進入大氣中。根據(jù)環(huán)境條件的不同，二氧化硫很容易與微小的水滴發(fā)生反應(yīng)生成硫酸，這就是酸雨的成因。酸雨的酸度是普通雨水的10-100倍，對樹木、植物和建筑物造成損害。如果酸雨不能在大氣中分解，則會造成多種危害，二氧化硫被吸入后會造成呼吸道疾病，引發(fā)炎癥，甚至導致心肺衰竭。2011年丹麥的一項研究顯示，歐洲大約有5萬多個過早死亡與海運造成的空氣污染有關(guān)。

人們正在采取什么措施應(yīng)對這種環(huán)境威脅呢？國際海事組織制定和實施了排放控制規(guī)則，以減少船舶造成的污染。1997年通過了國際防止船舶造成污染公約（MARPOL）附則VI，對船舶廢氣中的主要空氣污染物進行了限制。最新修訂的規(guī)則將燃油中硫含量的全球上限從3.5%降為0.5%，2020年1月開始生效。

不過，2015年1月實施的修訂版已經(jīng)將波羅的海、北海、北美和美國加勒比排放控制區(qū)的硫含量上限降至0.1%。這意味著在這些海域行駛的400總噸以上的船舶必須或者使用更昂貴的低硫燃油，或者改造船上的煙氣脫硫裝置，去除廢氣中的硫，才能符合新公約的要求。

船舶煙氣脫硫裝置利用濕法洗滌工藝可去除發(fā)動機廢氣排放中99%的二氧化硫。液體噴在廢氣柱上，將硫轉(zhuǎn)化為硫酸，類似于大氣環(huán)境下酸雨的形成過程。

在可以安全排放洗滌液體的地方（中高度堿性的外海），可以采用開放系統(tǒng)，僅用海水洗滌廢氣。在堿性低的海域，如港口、海港、湖泊和運河，必須使用封閉系統(tǒng)，不對外排放洗滌液。封閉系統(tǒng)使用氫氧化鈉水溶液對形成的硫酸進行中和去除硫。在實際應(yīng)用中，許多排放控制裝置采用開放和封閉兩套系統(tǒng)，使用起來更靈活，工作效率更高。

海上FGD洗滌裝置洗滌塔完工待發(fā)運 ?CR 海洋工程

鉬的保護作用

FGD裝置內(nèi)部的腐蝕性非常強，鉬在這里起到了關(guān)鍵性作用，它顯著提高了不銹鋼的耐腐蝕性。根據(jù)FGD設(shè)備環(huán)境腐蝕性的不同，一般要采用幾種不同的不銹鋼牌號。316L不銹鋼用于不使用海水的封閉系統(tǒng)。開放系統(tǒng)和混合系統(tǒng)因為使用海水，腐蝕性更嚴重，需要采用耐蝕性更好的含鉬雙相不銹鋼、超級雙相不銹鋼和超級奧氏體不銹鋼及鎳基合金。根據(jù)各制造廠的技術(shù)規(guī)范，泵、閥門及洗滌塔本身，尤其需要采用這些高牌號的含鉬不銹鋼和合金來制造。

許多新建和在建船舶都裝備了FGD裝置或燃燒清潔燃料的雙燃料發(fā)動機。老舊船舶新增FGD裝置比較容易，可以裝在船舶的煙囪里。安裝FGD裝置脫硫所需的投資低于改造發(fā)動機使其可適應(yīng)多種燃料（油氣、天然氣或LNG）或使用低硫燃料的費用，據(jù)制造商估算投資回收時間大約二年。人們擔心實施全球0.5%硫含量上限可能會造成低硫燃料短缺，業(yè)內(nèi)更多企業(yè)可能會在2020年前投資FGD裝置。

鉬對環(huán)保的貢獻已經(jīng)在多方面體現(xiàn)，從可再生能源技術(shù)到更清潔能源，再到更高效、更輕便、更安全的車輛。優(yōu)化全球貨物運輸是確保運輸行業(yè)對可持續(xù)發(fā)展作出全面積極貢獻的關(guān)鍵。海運在這方面起著很大的作用，全球減少硫排放是一個非常重要的步驟，而鉬在其中起著關(guān)鍵的促進作用。