Доклад «Скрубберы». Доклад «Скрубберы». Доклад анализ негативных последствий для окружающей среды от использования на судах скрубберов

• Название: Доклад анализ негативных последствий для окружающей среды от использования на судах скрубберов
• Анкор: Доклад «Скрубберы
• Дата: 15.12.2022
• Размер: 1.06 Mb.
• Имя файла: Доклад «Скрубберы».docx
• Тип: Доклад; #847509

Аналіз негативних наслідків для навколишнього середовища від використання на суднах скруберів.

ДОКЛАД

Анализ негативных последствий для окружающей среды от использования на судах скрубберов

Судоходная отрасль является основным двигателем всемирной торговли, так как на неё приходится около 90% всех перевозимых товаров. Учитывая мировые тенденции перехода на производство энергии экологически чистых видов топлива, Международная морская организация (ИМО), начиная с 1960-х годов, разрабатывает мероприятия по уменьшению негативного воздействия судоходства на окружающую среду. Тяжелое судовое топливо, мазуты, содержат большое количество серы. Сгорая, сера загрязняет окружающую среду, образуя диоксид серы SO₂. С 1 января 2020 года начали действовать нормы Международной Морской Организации (IMO), направленные на уменьшение вредных выбросов с судов за счет сокращения содержания серы в судовом топливе до 0,5%. Чтобы не попасть под санкции, судовладельцам пришлось выбирать – перейти на более дорогое низкосернистое топливо (которое в итоге оказалось пока что не насколько уж и дорогим), переоборудовать двигательные установки под использование сжиженного природного газа или очищать выхлопные газы судов, продолжая использовать высокосернистое топливо.

Последний способ до недавнего времени представлялся наиболее рентабельным. Для очистки выхлопных газов на судах применяют специальные устройства – скрубберы.

Блок газоочистки (скруббер) (термин, применяемый к судовому оборудованию) – блок для удаления SO₂ из потока выхлопного газа с помощью рабочей воды.


Рис.1. Принципиальная схема газоочистного аппарата вихревого действия.
В ашему вниманию представлен общий принцип работы скрубберов мокрого действия.

Для нейтрализации выхлопных газов в индустриальной и энергетической промышленности, как правило, используются мокрые насадочные (пенные, барботажные) и безнасадочные скрубберы (орошаемые циклоны).

Для простоты на схеме изображена одна форсунка, хотя их число может доходить до десятка и выше. Туманоуловитель и контактный слой представлены лопастями вентиляторов, хотя их конструкции также могут быть очень разнообразны.

Морской судовой скруббер (marinescrubber), чье предназначение заключается в эффективной нейтрализации выхлопных газов от дизельтоплива или мазута, в целом, схож с гражданскими моделями устройств пылегазоочистки в базовом принципе действия.

1. 
   Выхлоп «дизеля» или турбины подается в скрубберную колонну, оснащенную жалюзийными ярусами, на которых уложены т.н. насадки – тела высокой удельной площади. Для замедления потока выхлопных газов в некоторых случаях может использоваться аэродинамическая труба, действующая по обратному принципу трубы Вентури. В целях первичного охлаждения выхлопных газов в конструкцию может быть внедрен т.н. блок впрыска (quench spray).
   
2. 
   Блок распылительных форсунок орошает внутреннюю полость аппарата или ярусы с насадками, на поверхности которых создается кипящий псевдоожиженный (межфазный) слой, эффективно реагирующий с загрязнителями. Нежелательные газообразные включения связываются с абсорбентом, образуя «тяжелые» капли шлама.
   
3. 
   Образующийся шлам под действием силы тяжести опадает в шламоприемник, а оставшаяся часть потока дополнительно проходит через туманоуловитель, после чего может быть как выброшена в атмосферу, так и направлена на другие нужды.
   
4. 
   Для снижения общего гидродинамического сопротивления и большей производительности скрубберы могут быть объединены. Крупные морские суда обычно используют ≥ 2 параллельно работающих фильтрационных установки.
   

Скрубберы различаются по строению: они могут быть с открытым и замкнутым циклом, гибридные, встроенные, пристроенного типа (U-type).

Скрубберы с открытым циклом

Рис.2. Скруббер с открытым циклом


Подходят для судов, работающих в открытых морях. Система берет воду с кингстонного ящика и качает ее через скруббер, очищая большую часть серы из выхлопных газов, а затем выливает воду за борт (в основном без загрязнения для окружающей среды).Система рассчитана на использование нейтрализующей способности забортной воды для удаления окислов серы. Процесс очистки основан на естественной буферной способности морской воды нейтрализовывать кислотные составляющие обрабатываемого газа, выделяемого в процессе сгорания. Буферная способность морской воды характеризуется термином «щелочность», которая определяется «соленостью» настоящей морской воды. Забортная вода закачивается в скруббер, где происходит поглощение продуктов сгорания, затем эта вода обрабатывается для удаления из нее твердых частиц (механические примеси), а затем сливается за борт; шлам задерживается на борту для отдельной утилизации.

Скрубберы закрытого цикла

Подходят для судов, которые заняты в районах контроля выбросов с судов или часто заходят в порты. Работа этой системы похожа на работу скруббера открытого цикла, только вода не уходит за борт, а эту воду можно перенаправлять из модуля контроля в буферный танк для последующего планового или периодического слива. В пресную воду, циркулирующую в установке, так же добавляют щёлочь для стабилизации кислотно-щелочного уровня. Щелочь автоматически добавляется в циркулирующую рабочую воду для поддержки необходимого технологического уровня pH и, соответственно, эффективности удаления SOX. Как правило, в качестве щелочи используется 50% раствор NaOH (гидроксид натрия), также известный как едкий натр или каустическая сода. В некоторых случаях может рассматриваться 20% раствор NaOH из-за его низкой точки замерзания.


Рис.3. Скруббер закрытого цикла
П озже в подходящем порту получаемый сладж (примесь, которая остается после очистки топлива) сдается.

Рис.5. Гибридная система.
Гибридная система

Рис.4. Гибридная система
С истема газоочистки, способная переключаться между режимами открытого и закрытого контура, а также работать в комбинированном режиме. Эта установка в перспективе удобнее и экономичнее.

Встроенные

У станавливается в главный двигатель вместе с трубой выхлопных газов. Часто используется на пассажирских судах и контейнеровозах.


Рис.5. Встроенные скрубберы

U-type

Газоочистители этого типа стали популярны, так как могут быть пристроены к выхлопной трубе и не требуют ее перепланирования. Этот тип устанавливается быстрее, чем встроенный, так как установка спроектирована и построена заранее.


Рис.6. Скруббер U-type


Несмотря на продолжающиеся споры вокруг скрубберов и выгоды от их установки для судовладельца, количество судов, на которые устанавливаются системы очистки, растет. По состоянию на июль 2018 года, в мире были заказаны или уже установлены скрубберы примерно на 1000 судах. Т.о. интерес к скрубберам достиг своего пика в 2018 и 2019 годах, в преддверии внедрения новых условий IMO 2020, которые вступили в силу в январе 2020 года.

Перегруженность судостроительных заводов заказами на установку скрубберов на морские суда послужило толчком в ИМО обсуждениям экологических угроз, связанных с выбросами отработанной скрубберами воды. В результате – запрет на скрубберы в ИМО лоббируют так называемые «зеленые» организации: Friends of the Earth International, World Wildlife Fund и Pacific Environment.

Средняя цена скруббера с установкой составляет $3-$5 млн в зависимости от класса судна, процесс установки длится до полугода. По оценке аналитиков окупаемость скруббера стоимостью $3,5 млн может занять около года при условии стабильной ценовой политики на рынке нефти. Окупаемость в течение года – это очень хороший показатель эффективности инвестиций в сравнении с другими альтернативами, такими как строительства судов по новым проектам для работы на альтернативных видах топлива, таких как сжиженный газ, метанол и т. п.

Тем не менее, вопрос об использовании скрубберов на морских судах, а именно последствия их использования для окружающей среды, с каждым годом становится более актуальным. И уже есть первые отголоски: так, администрация Суэцкого канала в конце 2019 года издала циркуляр (№8/2019), касающийся регламента IMO 2020 по сере, в который также включила запрет на сброс промывочной воды из скрубберов открытого контура при прохождении судном канала. Еще ранее аналогичный запрет ввели ряд портов мира (порты Бельгии, Латвии и Литвы, Калифорнии и Коннектикута (США), Малайзии, Абу Даби, Сингапур). Международная морская организация рассматривает возможные негативные последствия для окружающей среды от применения скрубберов. В частности, рассматривается угроза от выбросов отработанной воды для морских животных, таких как киты и другие млекопитающие.

В подготовленном «зелеными» организациями обзоре указывается, что скрубберы с открытыми контурами непрерывно сбрасывают теплую кислую промывочную воду, содержащую канцерогенные вещества, такие как полициклические ароматические углеводороды и тяжелые металлы. При выбросе в океан эти вещества представляют угрозу для водной флоры и фауны.

К сожалению, большое число судов, не смотря на стоимость системы, устанавливают скрубберы, чтобы обойти стандарты ИМО по содержанию серы в судовом топливе. Кумулятивное воздействие на морскую среду увеличивающихся объемов отходов от скрубберов, сбрасываемых в наши моря, не было должным образом учтено, прежде чем их использование разрешили. Подавляющее большинство этих скрубберов являются открытыми системами, которые эффективно трансформируют загрязнение воздуха в загрязнение воды», - приводятся в отраслевой прессе слова представителя экологической организации Stand.earth Кендры Ульрих.

Ввиду этого на рынке появляются системы с закрытым контуром и гибридные скрубберы, позволяющие работать как в открытом, так и в закрытом режимах. Данные скрубберы были рассмотрены выше. Однако такие системы существенно дороже скрубберов с открытым контуром: на 50-80%.  Это может снизить интерес судовладельцев к ним и еще более усугубить и без того непростую ситуацию на топливном и судоходном рынках.

Тем не менее, заказы на такие системы уже размещаются.

Однако очевидно, что гибридные и закрытые скрубберы – решение достаточно экономически спорное. Возникает открытый вопрос, что делать тем судам, которые уже оборудованы дорогостоящими системами с открытым контуром или находятся в стадии оборудования. Если такие скрубберы окончательно запретят, то это выведет с рынка огромное число судов, которые будут, либо вновь переоборудоваться закрытыми и гибридными скрубберами, либо еще больше увеличат спрос на достаточно дефицитное низкосернистое топливо.

Также необходимо учесть и на тот факт, что применение скрубберов никак не решает проблему аварийных разливов нефтепродуктов. Но это уже другой вопрос.

Спасибо за внимание!