11.6 Рециркуляция отработавших газов

Применение 10% рециркуляции выпускного газа может снизить NО_х приблизительно на 30% без существенного изменения расхода топлива, хотя дымность несколько возрастает.

Основным компонентом выпускных газов является азот, но кроме него здесь содержатся пары воды и двуокиси углерода. И вода и СО₂ имеют более высокие удельные значения теплоемкости и таким образом уменьшают температуру пламени внутри камеры сгорания и снижают NO_х. Кроме того, уменьшение концентрации кислорода в камере снижает концентрацию NO_х.

Однако существуют потенциальные проблемы:

- износ абразивными частицами выпускных газов и закоксовывание частицами камеры сгорания, турбо - нагнетателя и промежуточного охладителя. Это приводит к необходимости фильтрации ОГ;

- рост температуры нагнетаемого воздуха, при этом растут NO_х, поэтому выпускные газы необходимо охлаждать;

- повышенная дымность, из-за недостатка кислорода для полного сгорания топлива;

12. Судовые средства защиты окружающей среды (станции очистки нефтесодержащих и сточных вод).

Очистка подсланевых (нефтесодержащиих) вод

Для предотвращения загрязнения моря нефтепродуктами на всех транспортных морских судах устанавливаются системы очи­стки льяльных и других загрязненных вод. При использовании моторного и дизельного топлив плотностью до 0,95 г/см³ наибо­лее эффективными являются двухступенчатые системы грубой и тонкой очистки. Грубая очистка осуществляется в сепарирую­щих устройствах отстойного типа, в которых от воды отделяются грубодисперсные частицы нефтепродуктов. Тонкая очистка про­изводится в фильтрах коалесцирующего типа. В случае приме­нения моторного топлива и мазута плотностью более 0,95 г/см³ рекомендуется применять двухступенчатые системы очистки с сепараторами отстойного типа, а для тонкой очистки — сепара­торы флотационного типа.

Рис.12.1. Схема двухступенчатой очистки загрязненных вод

Современные двухступенчатые системы независимо от на­чальной концентрации нефтепродуктов способны очищать воды до конечной концентрации С_к 15 мг/л. На рис.12.1 показана схема системы двухступенчатой очистки загрязненных нефтепро­дуктами вод. Из сборных колодцев (льял) 1 насосы 2 (основной или резервный) подают загрязненные воды в фильтр грубой очи­стки 3 с вертикальным движением жидкости. Емкость этого филь­тра должна быть равна (или несколько больше) суточному объему поступающих загрязненных вод. Благодаря этому обес­печивается отстой нефтепродуктов между двумя периодическими откачиваниями. В фильтре 3 посредством змеевика 9 предусматривается обогрев смеси насыщенным паром низкого давления.

С ростом температуры смеси объем нефти увеличивается бы­стрее, чем объем воды, в результате чего возрастает подъемная сила, действующая на частицы нефти. Всплывшие нефтепро­дукты через клапанное устройство, отделяющее нефть от воды, проходят в нефтесборник 5, откуда удаляются в цистерну 4 сточ­ных нефтепродуктов. Температура подогрева может поддержи­ваться в пределах от 35 до 50°С.

После грубой очистки смесь поступает в сепаратор 6 тонкой очистки коалесцирующего типа. Принцип действия таких сепа­раторов состоит в укрупнении частиц нефти путем их слияния при прохождении через коалесцирующий материал и последую­щего их отделения от воды под действием массовых сил. В каче­стве коалесцирующих материалов могут применяться шерсть, стекловолокно, синтетические волокна и др. В настоящее время широко используется новый материал — полипропилен, значи­тельно превосходящий по коалесцирующим свойствам другие материалы.

Выделившиеся из смеси в сепараторе 6 нефтепродукты пере­текают в нефтесборник 5, откуда удаляются в цистерну 4 сточ­ных нефтепродуктов, а очищенная вода поступает в контрольную цистерну 8 и после проверки (при приемлемом значении С_к) сбрасывается за борт. Через трубку 7 из нефтесборника уда­ляется воздух, а через клапан 10 производится осушение системы. Нефтесборник 5 снабжен датчиками нижнего и верхнего уровня, автоматическим устройством для подогрева смеси, сброса нефти в цистерну 4 и выпуска воздуха.

Стоки из льял МО, за исключением стоков из льял, располо­женных в районе грузовых насосов нефтяного танкера, не дол­жны смешиваться с остатками нефтяного груза. Нефтяные ос­татки, которые по концентрации нефтепродуктов не могут быть сброшены в море, сохраняются на борту, сжигаются во вспомо­гательных парогенераторах, сливаются в приемные устройства на берегу или передаются на специальные суда.

Системы очистки с фильтрами коалесцирующего типа.

На рис.12.2 показана схема двухступенчатого сепаратора с коалесцирующими фильтрами типа СК. Такие сепараторы изготов­ляются семи типоразмеров производительностью от 0,6 до 10м³/ч.

Загрязненная нефтепродуктами вода через патрубок / по­ступает в однокаскадный фильтр грубой очистки 8. Перед сепа­ратором вода нагревается в теплообменном аппарате. В резуль­тате гравитационного отстоя укрупненные частицы нефти соби­раются в нефтесборнике 7 и через патрубок 6 сливаются в нефтесборную цистерну (на схеме не показана).

Тонкая очистка осуществляется при проходе воды через коалесцирующие фильтры 2. Коалесцирующий элемент представляет собой полый цилиндр из нетканого полипропилена. Наруж­ная и внутренняя поверхности элемента могут быть защищены перфорированным металлическим корпусом. Частицы нефти со­бираются на коалесцирующей поверхности и укрупняются. Когда гравитационные силы укрупненных частиц превышают силы сцепления, частицы отрываются, всплывают в отстойную полость 3, а затем собираются в нефтесборнике 7. Воздух из сепаратора выходит через патрубки 5, а очищенная вода сливается через патрубок 4.

Р ис.12.2. Схема двухступенчатого сепаратора типа СК.

В табл.12.1 приведены некоторые характеристики сепараторов типа СК. Рабочее давление смеси перед сепаратором р  0,4 МПа (гидравлическое сопротивление сепаратора обычно не превышает 0,35 МПа). Если основным видом топлива на судне является мазут, температура подогрева смеси составляет 45—50°С, если моторное топливо 35—40°С, если дизельное топливо, то смесь может не подогреваться. Из таблицы видно, что с увеличением производительности удельная масса сепаратора значительно сни­жается.

Срок службы коалесцирующих элементов зависит от степени загрязненности вод.

Таблица 12.1