Τρόποι μείωσης εκπομπών οξειδίων του θείου από ναυτικούς κινητήρες

Ταλιάνης, Κωνσταντίνος

Sulfur oxide emissions reduction in marine engines

Διπλωματική εργασία

Author

Ταλιάνης, Κωνσταντίνος

Date

2021-03-03

Advisor

THEODORAKAKOS, ANDREAS

Διπλωματική εργασία (4.386Mb)

Keywords

Οξείδια του θείου ; Ρύπανση ; Ναυτικοί κινητήρες ; Καύσιμα ; Ατμοσφαιρικοί ρύποι ; Ατμοσφαιρική ρύπανση ; Μηχανές εσωτερικής καύσης

Abstract

Η ρύπανση της ατμόσφαιρας αποτελεί μεγάλο πρόβλημα σε παγκόσμια κλίμακα, έχοντας δυσμενείς επιπτώσεις στο περιβάλλον αλλά και στον άνθρωπο. Από τους κυριότερους παράγοντες της ρύπανσης αποτελεί η ναυτιλία και οι αέριοι ρύποι που εκλύονται από τους κινητήρες των πλοίων. Έτσι δημιουργήθηκε η ανάγκη να τεθούν σε ισχύ κανονισμοί για τον περιορισμό των επιπέδων εκπομπών βλαβερών ρύπων από τις καπνοδόχους των πλοίων. Για να επιτευχθεί η συμμόρφωση στους κανονισμούς αυτούς, η ναυτιλία στράφηκε σε συστήματα πρόωσης με ηλεκτρική ενέργεια, συστήματα υβριδικής πρόωσης, σε εναλλακτικά καύσιμα αλλά και στην εγκατάσταση ειδικών φίλτρων αφαίρεσης μεγάλου μέρους των αερίων και σωματιδίων που ευθύνονται για την ατμοσφαιρική ρύπανση. Στην παρούσα διπλωματική εργασία αρχικά παρουσιάζεται η αρχή λειτουργίας των μηχανών εσωτερικής καύσης, τα είδη και οι προδιαγραφές των καυσίμων των ναυτικών κινητήρων. Στη συνέχεια αναλύονται τα είδη των ρύπων, οι επιπτώσεις τους τόσο στον άνθρωπο όσο και στο περιβάλλον καθώς και το θεσμικό πλαίσιο που έχει τεθεί σε εφαρμογή για τον περιορισμό τους. Στο επόμενο κεφάλαιο εξετάζονται τρόποι μείωσης εκπομπών οξειδίων του θείου με χρήση ηλεκτρικής ενέργειας και ηλεκτρικών μηχανών καθώς και της πρόωσης με συνδυασμό ηλεκτρικών μηχανών και παραδοσιακών πετρελαιοκινητήρων. Επιπλέον περιγράφονται τα είδη, η αρχή λειτουργίας, τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ειδικών φίλτρων, που ονομάζονται πλυντρίδες. Στο επόμενο κεφάλαιο εξετάζονται εναλλακτικοί τρόποι μείωσης εκπομπών οξειδίων του θείου. Παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα χρήσης εναλλακτικών καυσίμων, χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την πρόωση των πλοίων. Τέλος παρουσιάζονται τα συμπεράσματα από όλους τους τρόπους μείωσης οξειδίων του θείου, που εξετάστηκαν στα προηγούμενα κεφάλαια.

Abstract

Air pollution is a major problem on a global scale, having disastrous effects on the environment and on humans. Gaseous pollutants emitted by ship engines are the main cause of pollution. Thus, there was the need to enact regulations on limiting emission levels of harmful pollutants from ship funnels. In order to comply with these regulations, shipping industry turned to electrical propulsion systems with electricity, hybrid propulsion systems, alternative fuels and the installation of special filters to remove much of the gases and particles responsible for air pollution. This dissertation presents the principle of operation of internal combustion engines, types and specifications of marine engine fuels. Then the types of pollutants are analyzed, their effects on humans and the environment as well as the institutional framework that has been applied to reduce them. The next chapter examines ways to reduce sulfur oxide emissions using electricity and electric motors as well as propulsion with a combination of electric motors and traditional diesel engines. Afterwards, there is a description of the types, principle of operation, advantages and disadvantages of special filters, called scrubbers. The next chapter examines alternative ways to reduce sulfur oxide emissions. It presents the advantages and disadvantages of using alternative fuels, using renewable energy sources for the propulsion of ships. In the end, the conclusions from all the ways of reducing sulfur oxides emissions, mentioned in the previous chapters are presented.