船舶烟气脱硫--含钼高性能不锈钢的潜力新应用

2018-08-29 12:09:52 作者：本网整理来源：钼和含钼材料的世界分享至：

海运仍是目前最为经济有效的全球运输方式之一，尤其是与空运相比。20世纪70年代以来，海运的快速发展和集装箱化紧跟全球经济发展的步伐，但是，这也对环境造成了更大的影响。新的公约对发动机燃料的硫含量做出了限制，这意味着船舶必须使用更清洁的高价燃油，或者安装废气脱硫装置。钼在废气脱硫中发挥着关键作用。

提到空气污染，人们首先想到的污染源是电厂、垃圾焚烧厂、飞机、轿车和货车，那么船舶带来的空气污染如何呢？

全球贸易货运的90%都是利用海运，2014年的总运输量接近100亿吨，是1970年货运总量的4倍。据估计，目前全世界正在运营的船舶超过10万艘。

海洋运输的稳步增长也意味着船舶尾气排放的持续增加。最近的一项研究显示，如果任其发展，到2020年船舶的尾气排放将成为欧洲最大的单一空气污染来源。

船舶的动力来自于柴油发动机，通常使用重质燃料油。它是原油炼制后剩余的重质油，粘度很大，在室温下粘稠度类似于花生酱，价格不高但杂质很多，硫含量特别高，可高达35000 ppm, 或者说是欧洲公路交通所使用的超低硫柴油硫含量的3500倍。这就是为什么海洋运输排放的二氧化硫占到全球排放总量的8%。

2014年海洋运输的货物量近100亿吨 ? iStockphoto/dan_prat

酸雨与早亡

燃料燃烧释放二氧化硫，以废气的形式进入大气中。根据环境条件的不同，二氧化硫很容易与微小的水滴发生反应生成硫酸，这就是酸雨的成因。酸雨的酸度是普通雨水的10-100倍，对树木、植物和建筑物造成损害。如果酸雨不能在大气中分解，则会造成多种危害，二氧化硫被吸入后会造成呼吸道疾病，引发炎症，甚至导致心肺衰竭。2011年丹麦的一项研究显示，欧洲大约有5万多个过早死亡与海运造成的空气污染有关。

人们正在采取什么措施应对这种环境威胁呢？国际海事组织制定和实施了排放控制规则，以减少船舶造成的污染。1997年通过了国际防止船舶造成污染公约（MARPOL）附则VI，对船舶废气中的主要空气污染物进行了限制。最新修订的规则将燃油中硫含量的全球上限从3.5%降为0.5%，2020年1月开始生效。

不过，2015年1月实施的修订版已经将波罗的海、北海、北美和美国加勒比排放控制区的硫含量上限降至0.1%。这意味着在这些海域行驶的400总吨以上的船舶必须或者使用更昂贵的低硫燃油，或者改造船上的烟气脱硫装置，去除废气中的硫，才能符合新公约的要求。

船舶烟气脱硫装置利用湿法洗涤工艺可去除发动机废气排放中99%的二氧化硫。液体喷在废气柱上，将硫转化为硫酸，类似于大气环境下酸雨的形成过程。

在可以安全排放洗涤液体的地方（中高度碱性的外海），可以采用开放系统，仅用海水洗涤废气。在碱性低的海域，如港口、海港、湖泊和运河，必须使用封闭系统，不对外排放洗涤液。封闭系统使用氢氧化钠水溶液对形成的硫酸进行中和去除硫。在实际应用中，许多排放控制装置采用开放和封闭两套系统，使用起来更灵活，工作效率更高。

海上FGD洗涤装置洗涤塔完工待发运 ?CR 海洋工程

钼的保护作用

FGD装置内部的腐蚀性非常强，钼在这里起到了关键性作用，它显着提高了不锈钢的耐腐蚀性。根据FGD设备环境腐蚀性的不同，一般要采用几种不同的不锈钢牌号。316L不锈钢用于不使用海水的封闭系统。开放系统和混合系统因为使用海水，腐蚀性更严重，需要采用耐蚀性更好的含钼双相不锈钢、超级双相不锈钢和超级奥氏体不锈钢及镍基合金。根据各制造厂的技术规范，泵、阀门及洗涤塔本身，尤其需要采用这些高牌号的含钼不锈钢和合金来制造。

许多新建和在建船舶都装备了FGD装置或燃烧清洁燃料的双燃料发动机。老旧船舶新增FGD装置比较容易，可以装在船舶的烟囱里。安装FGD装置脱硫所需的投资低于改造发动机使其可适应多种燃料（油气、天然气或LNG）或使用低硫燃料的费用，据制造商估算投资回收时间大约二年。人们担心实施全球0.5%硫含量上限可能会造成低硫燃料短缺，业内更多企业可能会在2020年前投资FGD装置。

钼对环保的贡献已经在多方面体现，从可再生能源技术到更清洁能源，再到更高效、更轻便、更安全的车辆。优化全球货物运输是确保运输行业对可持续发展作出全面积极贡献的关键。海运在这方面起着很大的作用，全球减少硫排放是一个非常重要的步骤，而钼在其中起着关键的促进作用。