敏义船舶废气连续在线监测系统

—、系统背景

海上船舶排放的废气造成大气的污染占据整个大气污染源的10队已经成为大气污染重要的 来源之一。船舶柴油机排放废气中的SO, 和NO,严重影响了大气环境和气候变化，引起了国际社会的广泛关注。

近年来，国际海事组织(mo)推出了一系列新公约和新规范。比如引防止船舶造成大气污染规则》船舶在排放控制区航行时，船上使用的琉含滋需达到不超过0.10知/m,至2020年1月1日及以后，全球除以上区域外，－般要求船上使用的任何燃油的硫含噩不匝超过0.50 知／沁

{ Marpol 73/7的附则VI一一防止船舶迼成空气污染规则将对船舶排放废气SO中, 和的NO,的含噩进行限制并禁止损害臭氧物质的故意排放。但目前的技术水平还无法提供有效的检测手段，遵守公约完全霪船员和船东的自觉性。因，此开发新型的在线检测尾气装备，P协SC助监督船舶航行时的情况对于保护海洋环境很有必要。通过完善立法强制限制船舶的排放，并铺以有助于法规有效实施的政策手段和监测监管体系，是控制船舶废气排放的Zui有力措施。

我国交通运输部于2018年12月10日公布了“船舶大气污染物排放控制区实”施（方交案海发( 2018)  168号，以下简称”调整方案")'对排放控制区地理范围、污染物控制范围、排放控制标准、实施时间、要求等方面  进行了调整，船舶废气排放连续在线监测系统即将全面施行。

对于国内航行的船舶来说，由于历史以及船舶客观技术状况的原因，国内航行船舶废气排放的水平始 终较高，现行的针对国内航行船舶的排放控制法规并没有参照公约的要求，加之监管能力的不足等因素， 导致了目前在国内航行船舶的废气排放控制上与国外存在较大差距。

二、技术现状

2. 1 船舶尾气检测装贯的环境

1) 祧检测气体温度高。以船舶主机型肛号N B&W 7L58/ 64为例，其额定功率9 800 kW, 正常负荷运行时排气总管废气温度约达525二，废气涡轮增压器前废气温度大45约0'  480二，增压器后出口为375'  400 °  c ,废气锅炉前约为320 '350 c, 废气锅炉后约为260' 280 C。温度过 高会影响检测数据结果的正确性。

2) 尾气成分复杂。船舶的尾气排放物可分以为颗粒物和气态物。颗粒物主要包括炭粒尘和微烟，由炭烟、未燃的燃油和润滑油、硫酸盐等；组气成态物主要是NO,、SO, 、CO,、HC、足。N、和 过蛊的。2 等，其中NO,

包括NO、NO?、N204 等，SO, 包括S0 2 和S03, CO, 包括co和CO2等。

3) 船舶振动与吐声。由于柴油机的主要件机运动的往复性及工作的周期循环性，不免可避地导致整个柴油机产生整机性的振动及吐声。长时间的振动和吐声不但会使船员容易疲劳和损害键膜，还会使机器和仪表工作失常，寿命缩短，甚至失灵损坏。这就要求仪器不但要有良好的检测性能，还要拥有良好的抗振 性能。

2. 2 现行的烟气检测技术 

目前常规气体分析方法主要包括化学分析法、电化学分析法、色谱分析法、红外傅里叶变换分析法和吸收光  谱法。吸收光谱法包括原子吸收光谱法和分子吸收光谱法。原子吸收光谱主要是分析金屈元素，故其不能用于污染气体分子的在线测谧。分子吸收光谱法包括分子荧光分析法、紫外－可见分光光度法和红外光谱法。

对于目前市场上较为流行S的02 检测方法为紫外荧光法N，O,的检测方法则是化学发光法，但这些仪器通常只限于单点监测，烟气中的气体种类繫多、浓度比较高、测僅环境复杂，并随看对烟气排放提出更高的限制  和要求，传统的烟气监测技术已不能污足需要。

船舶尾气检测所需要的是一种简单的、能适应船舶恶劣检测环境的、能检测多种气体的检测技术。而基于差分吸收光谱法( di ff erent i al optical absorption spectroscopy, DOAS)的尾气排放检测系统仪器，灵敢度高、精密度好、分析范围广、分析速度快、可以连续自动测定、维护保养简单，可S0以2、同N时O、进N0行2等气体浓度的检测，是一种较理想的气体成分和浓度分析方法，在监控船舶柴油机尾气排放方面具有其它技术难 以比拟的优势。

3、敏义船舶废气连续在线监测系统

根据MARPOL 附则 VI 、GB15097-2016和GDO-l2011等国际、国内行业标准要求，敢义船舶废气连续在线测系统叮夭B-1000采用紫外差分光谱气体分析技术、非分光红外气体分析技术及长寿命电化学传感器技术    在线监测船舶排放废气及废气处理工艺过程S0中2、的NOX、co、CO2、HC、02等多组分气体体积浓度。该系统有如下特性：

· 预处理单元：系统采用抽气能力为6L/ 爪i n 的采样泵为系统提供样气的输送动；力采用一级过溃精度为s  µ   m的TF3000过洈器，过滤样气的分离样气中的液；态采水用一台电子冷凝器，内2含个蟋动泵，输出样气露点怨它 去除样气中含有的气态；水采用一级过洈精度为o.1µ  m的精密过滤器作为样气进入分析仪表前的Zui后一级过淀元件，保证样气达到船舶废气分析系统的分析仪表使用要求。

· 系统控制单元：系统采用主流PLC作为核心控制元件，中间继电器作为输出元件，自动完成采样、故障处理等操作。

·气体分析单元：系统可根据客户监测需求选配不同的气体分析技术：紫外差分光谱气体分析技术、非分光红外气体分析技术、长寿命电化学传感器技术S，02实、现N   OX、co、CO2、HC、02等多组分气体体积浓度的在线监测。

·适用于霞动、高温和清涅的监测环境。

·可实现多个采样点的循环监测。

·可通过多种输出接口将数据传输到上级集中控制系统，为远程监测、工艺调整提供实时依据。