Research and development of effective technology for air basin protection while ship operation

Abstract

Currently, the marine area has two limited areas of special control – SECA and ECA, in which it is permissible to use only low-sulfur fuel, the content of sulfur compounds in which should not exceed 0.1% of the mass, and in the rest of the main part of the sea area it is permissible to use high-sulfur fuel containing no more than 3.5% S-compounds of the mass. The use of low Sulphur fuels is mainly stimulated by environmental concerns – reducing air basin pollution by reducing Sulphur dioxide emissions to the detriment of the economy as the cost of low Sulphur fuels is 2-5 times higher than that of high Sulphur fuels. By the decision of the International Maritime Organization since 01.01.2020 all sea trade and passenger transport are transferred to the low-Sulphur fuel (containing S-compounds no more than 0.5% of the mass.). Exceptions to this are only those vessels that are equipped with exhaust gas purijcation systems of ship power plants from sulfur compounds, as well as those vessels that conduct research on the development of effective methods of purijcation from sulfur compounds. The analysis of technical solutions for the treatment of waste gases of ship power plants from sulfur compounds and implemented technologies on some liners are conducted. As an alternative solution for the treatment of exhaust gases of ship power plants from sulfur compounds, a new complex technology is proposed by us, which is fundamentally different from the previously developed. Comparison of two technological schemes is performed by nine main parameters. Recommendations on the introduction of the system of waste gases purijcation of ship power plants from sulfur compounds on sea vessels when using cheap high-sulfur marine fuel on board vessels are developed. The alternative technology of exhaust gas of ship power plants purijcation from toxic compounds has undeniable advantages in comparison with the previously developed technology - in depth of purijcation, heat recovery, the value of prevented damage to the air basin, protection of the marine environment, continuity of the process regardless of the specijc situations of the sea crossing, management of the processes of purijcation and utilization of the heat of exhaust gases of ship power plants – automatic, autonomous from the navigational bridge. В настоящее время морская акватория имеет две ограниченные по площади зоны особого контроля: SECA и ECA, в которых допустимо использовать только низкосернистое топливо, в котором содержание сернистых соединений не должно превышать 0,1 % масс., а в остальной основной части морской акватории используется высокосернистое топливо , содержащее не более 3,5 % масс. S-соед. Использование низкосернистого топлива стимулировано главным образом экологическими аспектами — снижением ущерба воздушному бассейну за счет уменьшения эмиссии сернистого ангидрида — в ущерб экономическим, поскольку стоимость низкосернистого топлива в 2 – 5 раз выше стоимости высокосернистого. По решению Международной морской организации с 01.01.2020 г. весь морской торговый и пассажирский транспорт переводится на низкосернистое топливо (не более 0,5 % масс. S-соед.). Исключение из этого составляют только те суда, которые укомплектованы системами очистки отработанных газов судовых энергетиче-ских установок от сернистых соединений, а также суда, на которых проводятся исследования по разра-ботке эффективных способов очистки от сернистых соединений. Проведен анализ технических решений по очистке отработанных газов судовых энергетических установок от сернистых соединений и технологий, реализованных на некоторых круизных судах. В качестве альтернативного решения по очистке отработанных газов судовых энергетических установок от сернистых соединений нами предложена новая комплексная технология, принципиально от личающаяся от разработанной ранее. По девяти основным параметрам выполнено сравнение двух технологических схем, разработаны рекомендации по внедрению системы очистки отработанных газов судовых энергетических установок от сернистых соединений на морских судах при использовании на борту судов дешевого высокосернистого судового топлива. Альтернативная технология очистки отработанных газов судовых энергетических установок от токсических соединений имеет неоспоримые преимущества по сравнению с разработанной по глубине очистки, утилизации теплоты, величине предотвращенного ущерба воздушному бассейну, защите морской окружающей среды, непрерывности процесса, независимо от конкретных ситуаций морского перехода, управлению процессами очистки и утилизации теплоты отработанных газов СЭУ — автоматическому и автономному со штурманского мостика В даний час морська акваторія має дві обмежені по площі зони особливого контролю: SECA і ECA, в яких допустимо використовувати тільки низькосіркову паливо, в якому вміст сірчистих сполук не повинно перевищувати 0,1% мас., а в решті основної частини морської акваторії використовується високосірчисту паливо, що містить не більше 3,5% мас. S-соед. Використання низкосерністого палива стимульоване головним чином екологічними аспектами - зниженням шкоди повітряному басейну за рахунок зменшення емісії сірчистого ангідриду - на шкоду економічним, поскільки вартість низькосірчистого палива в 2 - 5 разів перевищує номінальну вартість високосірчаного. За рішенням Міжнародної морської організації з 01.01.2020 р весь морський торговельний і пасажирський транспорт перекладається на низькосіркову паливо (не більше 0,5% мас. S-соед.). Виняток з цього становлять тільки ті судна, які укомплектовані системами очищення відпрацьованих газів суднових енергетичних установок від сірчистих сполук, а також суду, на яких проводяться дослідження по розробці ефективних способів очищення від сірчистих сполук. Проведено аналіз технічних рішень з очищення відпрацьованих газів суднових енергетичних установок від сірчистих сполук і техногій, реалізованих на деяких круїзних судах. Як альтернативне рішення з очищення відпрацьованих газів суднових енергетичних установок від сірчистих сполук нами запропонована нова комплексна технологія, принципово яка відрізняється від розробленої раніше. За дев'яти основними параметрами виконано порівняння двох технологічних схем, розроблені рекомендації щодо впровадження системи очищення відпрацьованих газів судових енергетичних установок від сірчистих сполук на морських судах при використанні на борту судів дешевого високосірчаного суднового палива. Альтернативна технологія очищення відпрацьованих газів суднових енергетичних установок від токсичних сполук має незаперечні переваги в порівнянні з розробленою за глибиною очищення, утилізації теплоти, величиною відверненого збитку повітряному басейну, захисту морського, навколишнього середовища, безперервності процесу, незалежно від конкретних ситуацій морського переходу, управління процесами очищення і утилізації теплоти відпрацьованих газів СЕУ - автоматичному і автономному зі штурманського містка