Система управления выбросами оксидов углерода с отработавшими газами судовых энергетических установок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Игнатенко Георгий Владимирович

• Игнатенко Георгий Владимирович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Игнатенко Георгий Владимирович

Введение

1 Современное состояние проблемы снижения выбросов оксидов углерода судовыми энергетическими установками

1.1 Актуальность задач повышения экологической безопасности судовых энергетических установок снижением выбросов оксидов углерода

1.2 Технологии извлечения оксидов углерода из отработавших газов

1.2.1 Краткая характеристика оксидов углерода

1.2.2 Современные процессы извлечения оксидов углерода из отработавших газов энергетического оборудования

1.2.2.1 Мембраны

1.2.2.2 Сорбенты для улавливания С02

1.2.2.3 Металлоорганические каркасы

1.2.2.4 Система на основе ферментов

1.2.2.5 Ионные жидкости

1.2.3 Абсорбция углекислого газа растворами карбоната калия

1.2.4 Улавливание С02 с помощью технологии аминной очистки

1.2.5 Технология адсорбционного извлечения молекул оксидов углерода из продуктов сгорания органического топлива

1.2.6 Выводы по анализу методов очистки газовой среды от загрязняющих веществ

1.3 Обзор научных публикаций по тематике снижения выбросов оксидов углерода с отработавшими газами энергетического оборудования

1.3.1 Обзор результатов зарубежных научных исследований

1.3.2 Обзор результатов отечественных научных исследований

1.4 Цель и задачи диссертационного исследования

2 Экспериментальное исследование снижения выбросов оксидов углерода адсорбционным методом

2.1 Теоретические основы проведения экспериментальных исследований

2.1.1 Расчет аэродинамического сопротивления пилотной установки

2.1.2 Механизм процесса очистки продуктов сгорания органического топлива

2.2 Технические средства проведения эксперимента

2.2.1 Конструкция и принцип действия экспериментальной установки

2.2.2 Изготовление и монтаж экспериментальной установки

2.2.3 Принцип действия экспериментальной установки

2.2.4 Пуск и останов экспериментальной установки

2.3 Проведение исследований на экспериментальной установке

2.3.1 Цель испытаний экспериментальной установки

2.3.2 Проведение экспериментальных исследований и анализ полученных результатов

2.3.3 Оценка погрешностей результатов экспериментов

2.3.4 Оценка времени до начала процесса регенерации шлака

2.4 Выводы по второму разделу

3 Оптимизация выбросов диоксида углерода моделированием рабочего процесса дизельного двигателя с использованием многозонной модели горения

3.1 Теоретические основы метода многозонной модели горения

3.2 Решение задачи оптимизации параметров дизельного двигателя с учетом ограничений по выбросам вредных веществ

3.2.1 Постановка задачи оптимизации

3.2.2 Оптимизация параметров цикла Миллера

3.2.3 Выбор чаши поршня и оптимизация угла наклона форсунки

3.2.4 8D оптимизация параметров двигателя на номинальной мощности

3.2.5 Оптимизация параметров двигателя при частичной нагрузке

3.3 Проверка соответствия моделирования рабочего процесса дизельного двигателя с использованием многозонной модели горения данным натурных инструментальных измерений

3.4 Зависимость эмиссии диоксида углерода от параметров сгорания и подачи топлива двигателя 6Б60МС

3.5 Зависимость эффективной мощности от параметров сгорания и подачи топлива двигателя 6Б60МС

3.6 Минимизация удельных выбросов диоксида углерода двигателя 6Б60МС при изменении его эффективной мощности

3.7 Выводы по третьему разделу

4 Судовая система мониторинга и управления выбросами оксидов углерода

4.1 Обоснование необходимости разработки судовой системы мониторинга и управлениями выбросами оксидов углерода

4.2 Основы лазерного зондирования

4.3 Исследование молекул диоксида углерода

4.4 Управление выбросами диоксида углерода с учетом требований правила энергоэффективности для судов

4.5 Судовая система управления выбросами оксидов углерода

4.6 Выводы по четвертому разделу

Заключение

Список литературы

Приложения

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВ - вредные вещества. Вещества, содержащиеся в небольших количествах в отработавших газах и придающие им неблагоприятные либо вредные для человека и окружающей среды свойства;

Выбросы - эмиссия парниковых газов и/или их прекурсоров в атмосферу над конкретным районом и за конкретный период времени; ВМТ - верхняя мертвая точка; ГД - главный двигатель; ГФУ - гидрофторуглероды (парниковые газы); ДВС - двигатель внутреннего сгорания; ЗВ - загрязняющие вещества;

Изменение климата - изменение климата, которое прямо или косвенно обусловлено деятельностью человека, вызывающей изменения в составе глобальной атмосферы, и накладывается на естественные колебания климата, наблюдаемые на протяжении сопоставимых периодов времени;

Источник - любой процесс или вид деятельности, в результате которого в атмосферу поступают парниковый газ, аэрозоль или прекурсор парникового газа; Накопитель - компонент или компоненты климатической системы, в которых происходит накопление парникового газа или прекурсора парникового газа; ОГ - отработавшие газы;

ПГ - Парниковые газы. Такие газообразные составляющие атмосферы - как природного, так и антропогенного происхождения, - которые поглощают и переизлучают инфракрасное излучение; ПКВ - поворот коленчатого вала;

Поглотитель - любой процесс, вид деятельности или механизм, который абсорбирует парниковый газ, аэрозоль или прекурсор парникового газа из атмосферы;

ПФУ - перфторуглероды (парниковые газы); САУ - система автоматического управления; ТНВД - топливный насос высокого давления; УОВТ - угол опережения впрыска топлива; ЦПГ - цилиндропоршневая группа; CO2 - диоксид углерода (парниковый газ); CH4 - метан (парниковый газ);

ЕСА = Emission Control Area - район контроля выбросов

EEDI = Energy Efficiency Design Index - конструктивного коэффициента энергетической эффективности (ККЭЭ);

EEOI = Energy Efficiency Operational Indicator - операционный показатель энергетической эффективности;

eCox - удельный выброс оксидов углерода, г/(кВтч);

IMO = International maritime organization - Международная морская организация (ИМО);

MARPOL 73/78 = International Convention for the Prevention of Pollution from Ships - Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 года, измененная Протоколом 1978 года к ней (МАРПОЛ 73/78);

MEPC = Marine Environment Protection Committee - Комитет по защите морской среды (КЗМС);

MCR = maximum continuous rating - максимальная длительная мощность;

NOX - оксиды азота. Смесь различных оксидов азота, образовавшихся в процессе

горения топлива в цилиндре двигателя;

N2O - закись азота (парниковый газ);

SF6 - гексафторид серы (парниковый газ);

SOX - оксиды серы;

SFC = specific fuel consumption - удельный расход топлива;

VIT = Variable Injection Timing - система регулирования угла опережения впрыска топлива.

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система управления выбросами оксидов углерода с отработавшими газами судовых энергетических установок»

Актуальность избранной темы.

Чтобы остановить увеличение выбросов в атмосферу вредных веществ, в том числе и основного парникового газа - диоксида углерода СО2, подписаны международные соглашения, приняты Российские программы защиты окружающей среды [10, 25, 34, 35, 52, 57, 61].

Международная морская организация (ИМО) в качестве специализированного учреждения Организации Объединенных Наций, ответственного среди прочего за предотвращение загрязнения моря и атмосферы с судов, официально приступила к работе по установлению всемирно признанных стандартов по ограничению выбросов парниковых газов (ПГ) водным транспортом после принятия 11.12.1997 года Киотского протокола. В 2003 году Ассамблея ИМО приняла резолюцию «Политика и практика ИМО, связанные с сокращением выбросов ПГ с судов», в которой содержится призыв к Комитету по защите морской среды (КЗМС) сделать одним из приоритетов разработку технических решения для сокращения выбросов ПГ водным транспортом [104].

После длительных дебатов между развитыми и развивающимися странами, в 2011 году, спустя почти 14 лет после принятия Киотского протокола, ИМО в конечном итоге добилась значительного прорыва, то есть принятия обязательных технических и операционных мер по ограничению или сокращению выбросов ПГ с судов путем внесения поправок и добавления новой главы 4 «Правила энергоэффективности судов», к Приложению VI к Конвенции МАРПОЛ, представляющей собой первые в истории юридически обязательные глобальные правила по контролю выбросов ПГ с судов [104].

Технические меры требуют, чтобы новые суда валовой вместимостью 400 брутто-тонн и выше соответствовали минимальному уровню энергоэффективно-

сти, известному как проектный индекс энергоэффективности (EEDI), в зависимости от типа и размера судна, в то время как эксплуатационные меры предписывают, чтобы все суда валовой вместимостью 400 брутто-тонн и выше применяли специфические для судовых операций с целью повысить энергоэффективность судна в море и иметь на борту План мониторинга энергоэффективности судна (SEEMP), в котором должно быть четко регламентировано применяемое управление операциями.

В 2016 году ИМО приняла поправку к МАРПОЛ, касающуюся обязательной системы сбора данных и отчетности о расходе топлива (DCS) для международного судоходства, которая вступила в силу с 1 марта 2018 года и требует, чтобы все суда валовой вместимостью 5000 и более представить в ИМО данные о годовом потреблении топлива и дополнительные уточненные данные через государство своего флага.

В 2015 году в Парижском соглашении не были указаны цели по сокращению выбросов ПГ водным транспортом. Впоследствии, чтобы интегрировать действия КЗМС в глобальную систему смягчения последствий выбросов ПГ, в 2018 году ИМО приняла резолюцию под названием «Первоначальная стратегия ИМО по сокращению выбросов ПГ с судов».

Первоначальная стратегия с целью принятия пересмотренной версии в 2023 году в основном состоит из видения, целей сокращения, руководящих принципов, списка потенциальных краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных мер для достижения целей, барьеров и мер поддержки. В частности, как один из уровней амбиций в Исходной стратегии призвано соответствовать температурным целям Парижского соглашения, что подразумевает, что глобальная цель сокращения, предусмотренная в Парижском соглашении, также охватывает сектор международных морских перевозок.

Первоначальная стратегия ИМО по выбросам парниковых газов от 2018 года устанавливает следующие цели для международного судоходства:

1. Цель ИМО по интенсивности: снизить интенсивность выбросов углерода (в расчете на одну транспортную работу) при международных морских перевозках на 40 % к 2030 г., стремясь к 70 % к 2050 г. по сравнению с уровнями 2008 г.

2. Абсолютная цель ИМО: как можно скорее начать сокращать выбросы ПГ сектором международных морских перевозок и сократить общие ежегодные выбросы ПГ не менее чем на 50 % к 2050 г. по сравнению с 2008 г., одновременно предпринимая усилия по их поэтапному отказу.

Парижское соглашение, являющееся юридически обязывающим международным договором об изменении климата, устанавливает температурные цели в ответ на угрозу изменения климата, но конкретно не включает международное судоходство. ИМО является регулирующим органом по борьбе с изменением климата, связанным с судоходством. Соответственно, ряд обязательных мер был добавлен в МК МАРПОЛ 73/78 [90].

Среди обязательных мер следует выделить следующие: требуемый индекс энергоэффективности (EEDI) и план энергоэффективности судна (SEEMP), которые вступили в силу в 2013 г. и применяются к судам валовой вместимостью 400 и более. В 2018 г. КЗМС была принята резолюция по первоначальной Стратегии ИМО по сокращению выбросов ПГ в секторе международных морских перевозок (Стратегия 2018), в которой излагается ряд возможных краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных мер, направленных на сокращение углеродного следа международного морского судоходства. Однако подвергается критике тот факт, что поставленная в Стратегии цель сократить выбросы менее чем на 50 % от уровня 2008 года к 2050 году не согласуется с достижением температурных целей Парижского соглашения. Эта Стратегия будет пересмотрена в 2023 году [90].

С 1 января 2019 года все суда валовой вместимостью 5000 и более обязаны предоставлять данные о потреблении мазута государству своего флага, а затем в ИМО. Кроме того, в 2021 году были приняты меры, требующие от всех судов расчета индекса энергоэффективности существующих судов (ЕЕХ1). Кроме того, суда валовой вместимостью более 5000 должны установить свой годовой эксплуатационный показатель углеродоемкости (СП) и рейтинг СП [90].

Исходя из изложенного выше, актуальность темы диссертационного исследования, направленного на разработку технических и технологических решений, способствующих сокращению выбросов ПГ от судового энергетического оборудования посредством непрерывного мониторинга и адсорбционной очистки отработавших газов (ОГ) от оксидов углерода, а также корректировки параметров сгорания и подачи топлива, подтверждается необходимостью исполнения следующих международных обязательств РФ:

1. Киотского протокола к Рамочной конвенции ООН об изменении климата (Подписан в г. Киото 11.12.1997);

2. Международной Конвенции МAРПОЛ-73/78 [37]. В Приложение VI «Правила предотвращения загрязнения воздушной среды с судов» вошли требования, направленные на снижение эмиссии парниковых газов с судов;

3. Парижского соглашения по изменению климата 2015 года. С 6 ноября 2019 года Парижское соглашение по климату вступило в силу для России;

4. Стратегии по сокращению выбросов ПГ, принятой ИМО в 2018 году.

Степень разработанности темы диссертационного исследования.

Существенный вклад в решение проблемы снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами транспортного энергетического оборудования внесли: Иванченко A.A., Живлюк Г.Е., Петров A.^, Решняк В.И., Покусаев М.Н., Дорохов A^., Хмельницкая A.A., Николаев Н.И., Зиненко H.H., Панамарев В.Е., Епихин A.R, Модина МА., Титов С.В., Ежов В.С., Кулешов A.C, Климова Е.В., Магаровский В.В., Марков ВА., Половинкин В.Н., Привалов В.Е., Пустошный A^., Савченко О.В., Шеманин В.Г., Щавелев Д.В., Abadie J., Abdolmalekia M.K., Adach W., Adjiman C.S., Akutsu N., Altmann М., Arshadia M., Bardow A., Bui M., Adjiman C.S., Bardow A., Blaszczyk M., Carpentie J., Cho S.H., Dohle U., Figueroa J.D., Fout T., Ehleskog М., Heim K., Hopmann U., Hountalas T., Hu G., Izumi J., Ishibashi M., Kabata T., Kageyama Y., Kentish S.E., Kikkinides E.S., Kj0lholt J., Leea M., McIlvried H., Nicholas N.J., Olas B., Ota H., Plasynski S., Saima W.H., Srivastava R.D,

Stevens G.W., Taghvaeib H., Tajika M., Umeda S., Webley P.A., Yang R.T., Yasutake A., и другие.

Анализ результатов научных публикаций перечисленных выше авторов показывает, что исследователями проведены глубокие теоретические и экспериментальные работы по вопросам снижения выбросов загрязняющих веществ при эксплуатации энергетического оборудования, как транспортного назначения, так и промышленных предприятий. Однако еще недостаточно разработаны вопросы использования адсорбционных методов очистки ОГ от оксидов углерода, являющихся основным парниковым газом. Также мало внимания уделено разработке математических моделей, учитывающих реальные условия эксплуатации судового энергетического оборудования, которые позволили бы предложить технические и технологические решения, направленные на управление выбросами оксидов углерода с отработавшими газами судового энергетического оборудования с целью соответствия требованиям Приложения VI «Правила предотвращения загрязнения воздушной среды с судов» Международной Конвенции МАРПОЛ 73/78.

Объектами исследования являются судовые энергетические установки.

Предмет исследования - технические и технологические решения, направленные на снижение выбросов оксидов углерода с отработавшими газами судового энергетического оборудования.

База исследования.

Исследования по теме диссертации осуществлялись на кафедр «Эксплуатация судовых механических установок» ФГБОУ ВО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф.Ушакова», а также прошли апробацию на судах морского торгового флота.

Цели и задачи исследования.

Целью диссертации является разработка система управления выбросами оксидов углерода с отработавшими газами судовых энергетических установок использованием непрерывного лазерного мониторинга, а также предложенной установки адсорбционной очистки продуктов сгорания и корректировки параметров сгорания и подачи топлива дизельных двигателей.

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:

1. Исследование механизма адсорбционной очистки продуктов сгорания органического топлива и разработка конструкции экспериментальной установки, позволяющей реализовать механизм адсорбционной очистки отработавших газов судового энергетического оборудования от оксидов углерода.

2. Проведение экспериментальных исследований пилотной установки с целью получения зависимости эффективности извлечения оксидов углерода от объемного расхода отработавших газов. Оценка погрешностей при проведении эксперимента.

3. Проведение с целью поиска конструктивных и эксплуатационных решений, влияющих на эмиссию диоксида углерода, имитационного моделирования рабочих процессов судового дизельного двигателя 6S60MC.

4. Получить математические модели зависимости эмиссии диоксида углерода и мощности судового дизельного двигателя 6S60MC от параметров сгорания и подачи топлива.

5. Разработать методику оптимизации параметров сгорания и подачи топлива для заданной эффективной мощности судового дизельного двигателя 6S60MC, позволяющую минимизировать эмиссию диоксида углерода с отработавшими газами двигателя.

6. Предложить алгоритм управления выбросами оксидов углерода с целью выполнения требований Приложения VI конвенции МАРПОЛ 73/78 к энергетической эффективности судна.

7. Разработать схему и состав судовой системы непрерывного лазерного мониторинга и управления выбросами оксидов углерода с отработавшими газами судового энергетического оборудования, посредством использование установки адсорбционной очистки продуктов сгорания и настройки параметров сгорания и подачи топлива двигателя 6S60MC.

Научную новизну представляют:

1. Математические зависимости эффективности извлечения оксидов углерода из отработавших газов двигателя от их объемного расхода в случае исполь-

зованием технологии адсорбционной очистки в предложенной экспериментальной установке.

2. Математические модели для оценки влияния на эмиссию диоксида углерода с отработавшими газами и эффективную мощность параметров сгорания и подачи топлива судового дизельного двигателя 6S60MC.

3. Алгоритм и методика поиска оптимальных значений параметров сгорания и подачи топлива для заданной эффективной мощности судового дизельного двигателя 6S60MC с целью выполнения требований Конвенции МАРПОЛ 73/78 к энергетической эффективности судна.

4. Система непрерывного лазерного мониторинга и управления выбросами оксидов углерода с отработавшими газами судового энергетического оборудования, посредством использование установки адсорбционной очистки продуктов сгорания и настройки параметров сгорания и подачи топлива судового дизельного двигателя 6S60MC.

Теоретическая и практическая значимость работы:

- полученные математические зависимости позволяет оценивать эффективность извлечения оксидов углерода из отработавших газов двигателя от их объемного расхода в случае использованием технологии адсорбционной очистки в предложенной экспериментальной установке;

- полученные математические модели позволяют оптимизировать параметры сгорания и подачи топлива с целью минимизации эмиссии диоксида углерода с отработавшими газами для заданной мощности двигателя 6S60MC;

- полученные значения постоянных молекул диоксида углерода могут быть использованы для выбора параметров работы системы лазерного измерения концентрации диоксида углерода в отработавших газах судовых установок;

- предложенная судовая система лазерного мониторинга позволяет осуществлять управление выбросами оксидов углерода с отработавшими газами судового энергетического оборудования;

- разработанные рекомендации могут быть использованы судоходными компаниями с целью минимизации выбросов оксидов углерода энергетическим оборудованием объектов водного транспорта;

- материалы диссертации внедрены в практику эксплуатации судовых главных двигателей танкера химовоза «Hafnia Violette» и танкера «Sti Rotherhitht», что подтверждается судовыми актами;

- результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе подготовки судовых механиков при изучении дисциплины «Судовое оборудование и процедуры предотвращения загрязнения окружающей среды», а также положены в основу изданного учебного пособия с одноименным названием.

Методология и методы диссертационного исследования.

В теоретических исследованиях использовались законы термодинамики, горения, аэродинамики, теплотехники. Для получения математических моделей использованы методы компьютерного программирования, имитационное моделирование, корреляционный анализ и математическая статистика, теория планирования эксперимента.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математические зависимости эффективности извлечения оксидов углерода из отработавших газов двигателя от их объемного расхода в случае использованием технологии адсорбционной очистки в предложенной экспериментальной установке.

2. Математические модели, позволяющие выбирать оптимальные значения параметров сгорания и подачи топлива, обеспечивающие минимальные значения эмиссии диоксида углерода с отработавшими газами для заданной эффективной мощности двигателя 6S60MC.

3. Алгоритм и методика поиска оптимальных значений степени сжатия, продолжительности впрыска топлива и угла опережения впрыска топлива для заданной эффективной мощности судового дизельного двигателя 6S60MC с целью выполнения требований Конвенции МАРПОЛ 73/78 к энергетической эффективности судна.

4. Система непрерывного лазерного мониторинга и управления выбросами оксидов углерода с отработавшими газами судового энергетического оборудования, посредством использование установки адсорбционной очистки продуктов сгорания и настройки параметров сгорания и подачи топлива дизельного двигателя MAN D&T серии MC.

Степень достоверности научных результатов обеспечивается:

- проведением натурных экспериментальных исследований и статистической обработкой результатов экспериментов, апробацией полученных результатов на судах морского торгового флота;

- использованием при проведении экспериментов приборов, обеспечивающих высокую точность измерений;

- проверкой адекватности полученных математических моделей результатам экспериментов по критерию Фишера.

Апробация результатов исследования.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались:

- на научно-технических конференциях «Механизмы обеспечения конкурентоспособности транспортного комплекса юга России», Новороссийск: ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова, 2019-2022 годы.

- на международных научных конференциях «Лазерно-информационные технологии», Новороссийский филиал Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова, 2019-2022 годы;

- на международной научной конференции: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021 International Symposium «Earth Sciences: History, Contemporary Issues and Prospects, ESHCIP 2021» (с публикацией доклада в изданиях, индексируемых Scopus и Web of Science);

- на международной научно-практической конференции «Actual Issues of Mechanical Engineering (AIME 2022)» с публикацией доклада в журнале Materials Science and Engineering, индексируемого Scopus и Web of Science.

Структура и объём работы. Диссертация объёмом 143 страницы состоит из: введения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 106 наименований, приложения, содержит 38 рисунков и 9 таблиц.

Публикации. Результаты диссертационного исследования опубликованы в 24 печатных работах, включая 8 публикаций в рецензируемых научных журналах из списка ВАК России, 2 публикации в изданиях, индексируемых в базе данных Scopus. Публикации выполнены в соавторстве, авторская доля от 50% до 80%.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ УГЛЕРОДА СУДОВЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ

УСТАНОВКАМИ

1.1 Актуальность задач повышения экологической безопасности судовых энергетических установок снижением выбросов оксидов углерода

Морской транспорт, потребляющий значительное количество топливных ресурсов, оказывает серьезное влияние на окружающую среду. Требование к экологической безопасности судового энергетического оборудования часто ставится на первое место в перечне основных направлениях развития судостроения [10].

Первые Международные нормы, ограничивающие выбросы вредных веществ с ОГ судовых дизельных двигателей были приняты в 1997 году ИМО в виде «Международной Конвенции по предотвращению загрязнения с судов» (МАРПОЛ 73/78), вступившей в силу 1 января 2000 г. [37].

Для решения задачи снижения эмиссии диоксида углерода (СО2) судовым энергетическим оборудование ИМО в 2013 году был введен индекс энергоэффективности [19, 22]. В 2018 году ИМО приняла новую стратегию сокращения выбросов ПГ с судов (стратегия ИМО), которая предусматривает снижение интенсивности выбросов СО2 на тонно-милю на 40 % к 2030 г. и на 70 % к 2050 г.

Стратегией был введен конструктивный коэффициент энергетической эффективности (ККЭЭ) - (Energy Efficiency Design Index - EEDI) как показатель уг-леродоемкости судна. EEDI указывает на энергоэффективность судна и измеряется в граммах CO2 (генерируемых) на тонну-миля (перевезенный груз). Снижение индекса EEDI разделено на три этапа: 2015-2019, 2020-2024, 2025 годы и далее. Величина снижения EEDI по сравнению с его исходным значением для указанных этапов составляет соответственно 10%, 20% и 30% [40, 64].

КЗМС Международной морской организации предлагают следующие направления действий с целью реализации плана по снижению выбросов СО2 до 50% к 2050 году [40, 64].

1. Для обоснования IV этапа по планам снижения выбросов СО2 до 50% к 2050 году создана рабочая группа по сокращению выбросов ПГ с судов, которой в октябре 2020 года были разработаны следующие поправки к четвертой главе приложения VI к конвенции MARPOL-73/78. Вводятся два новых показателя оценки энергоэффективности: индекс достигнутой энергоэффективности существующих судов (EEXI); и эксплуатационные требования к снижению выбросов на основе нового индикатора углеродоемкости (carbon intensity indicator, CII).

2. Рассматриваются новые виды топлива: водород, аммиак, биотопливо, этан, метанол, этанол, синтетическое топливо.

3. Рассматриваются возможные технологии дальнейшего снижения выбросов СО2 вплоть до нуля: топливные элементы, батареи, ветер, атомная энергия, солнечная энергия, поглощение СО2 на борту.

Исходя из существующих требований ИМО к энергоэффективности судов, а также с учетом дальнейших направлений по развитию требований к энергоэффективности, можно выделить следующие направления повышения экологических показателей судового энергетического оборудования:

- поиск новых видов топлива, при сжигании которых не образуются или образуются в гораздо меньших количествах вредные вещества;

- разработка методов физической и химической очистки отработавших газов двигателей от вредных веществ;

- разработка новых подходов в организации рабочих процессов двигателей, направленных на снижение токсичности отработавших газов.

В диссертации предлагаются следующие направления повышения экологических показателей судового энергетического оборудования посредством снижения выбросов оксидов углерода:

- разработка технических решений, направленных на извлечение оксидов углерода из отработавших газов судового энергетического оборудования;

- разработка технологических решений, способствующих минимизации выбросов диоксида углерода с отработавшими газами организацией рабочих процессов судовых дизельных двигателей.

1.2 Технологии извлечения оксидов углерода из отработавших газов

Увеличение выбросов оксидов углерода (СОх) при сжигании ископаемого топлива считается основной причиной глобального потепления. До промышленной революции концентрация С02 в атмосфере составляла ~280 ррт, а в настоящее время она составляет около ~400 ррт. Чтобы смягчить последствия изменения климата, крайне важно контролировать количество С02 в атмосфере. Это означает не только сокращение выбросов за счет снижения нашей зависимости от ископаемого топлива, но и разработку эффективных методов улавливания и хранения С02 [68].

Существующая связь между кислородом и углеродом в С02 делает его очень термодинамически и химически стабильным газом, и в результате его молекула трудно разлагается. В настоящее время методы улавливания CO2 включают методы, основанные на мембранах, адсорбции, криогенных методах, абсорбции и химическом петлеобразовании. Основные методы, используемые для улавливания С02 у источника в крупномасштабных промышленных предприятиях основаны на процессах химической и физической абсорбции, в которых в качестве абсорбентов используются различные растворители, такие как диэтаноламин (ДЭА) , полиэтиленоксид (ПЭО), метанол, этанол и вода. Тип используемых растворителей является важным компонентом для оценки эффективности поглощения С02 [68].

1.2.1 Краткая характеристика оксидов углерода

Монооксид углерода или угарный газ (СО) - бесцветный газ без запаха, легко воспламеняется и легче воздуха. Хотя в настоящее время в результате развития цивилизации в атмосферу поступает все больше СО, он присутствовал всегда, в основном в результате вулканической деятельности. К сожалению, из-за

большого разнообразия природных источников атмосферного СО не представляется возможным сделать точную оценку его общих скоростей выбросов [66].

В городских районах высокие концентрации вдыхаемого СО могут оказывать негативное влияние на здоровье жителей. Часто образуется в результате неполного сгорания углеродосодержащих соединений, прежде всего в двигателях внутреннего сгорания. Его также можно хранить и транспортировать в сжатом виде, а длительный контакт с огнем или высокой температурой может привести к взрыву тары. СО является высокотоксичным соединением, вдыхание больших количеств которого обычно приводит к патологиям центральной нервной системы и сердечно-сосудистой системы. Интенсивность симптомов зависит от дозы вдыхаемого СО и колеблется от легкой головной боли до быстрой смерти: концентрации выше 1000 ррт считаются опасными для жизни [66].

Диоксид углерода (СО2) - парниковый газ (ПГ).

Международная морская организация (ИМО) уже давно занимается рассмотрением выбросов ПГ с судов, начиная с 1997 года с резолюции о выбросах СО2 с судов (Резолюция 8) и продолжая до настоящего времени [75].

Важными этапами стали принятие Проектного индекса энергоэффективности для новых судов и Плана управления энергоэффективностью судов в 2011 году, а также принятие Исходной стратегии ИМО по сокращению выбросов ПГ водным транспортом в 2018 году.

В принятой КЗМС 28 октября 2016 года резолюции (МЕРС 70/18МЖ1) среди прочего содержится график первоначальной и пересмотренной стратегии, завершение так называемого трехэтапного подхода и четвертого исследования ИМО по выбросам парниковых газов. Четвертое исследование ИМО по выбросам парниковых газов было начато в соответствии с Дорожной картой на 74-й сессии КЗМС, на которой было принято Техническое задание [75].

В четвертом исследовании ИМО приводится инвентаризация выбросов ПГ водным транспортом за период с 2012 по 2018 годы; представлен анализ углеро-доемкости международного судоходства за 2008 и 2012-2018 годы; а также разработаны прогнозы выбросов на период 2018-2050 годов. Так, согласно исследо-

ванию, в 2012 г. выбросы С02 морским транспортом составили 962 млн. тонн, а в 2018 г. этот показатель вырос на 9,3% до 1 056 млн. тонн выбросов С02. Доля выбросов от судоходства в глобальных антропогенных выбросах увеличилась с 2,76 % в 2012 году до 2,89 % в 2018 году. Углеродоемкость водного транспорта в 2018 году, измеренная как Эксплуатационный показатель энергоэффективности в граммах С02/тонно-милю (ЕЕ01), была на 29% выше, чем в 2008 году [75].

За период исследования доминирующим источником выбросов парниковых газов в международном судоходстве остаются три типа судов: контейнерные перевозки, сухогрузы и нефтяные танкеры. В сочетании с танкерами-химовозами, судами для перевозки генеральных грузов и танкерами для перевозки сжиженного газа эти типы судов составляют 86,5 % от общего объема выбросов при международных перевозках, если рассчитывать их распределение на основе рейсов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Игнатенко Георгий Владимирович, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Автономная тепловая пушка: патент №2611700 (Российская Федерация), МПК F24H3/04. Ежов В.С, Емельянов С.Г, Добросердов О.Г, Березин С.В; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет». - №2015145456; заявл. 22.10.2015; - опубл. 28.02.2017, Бюл. №7. - 2 с.

2. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк, 1985. - 327 с.

3. Богословский В.Н., Новожилов В.И., Симаков Б.Д., Титов В.П. Отопление и вентиляция. Учебник для вузов. В 2-х частях. Часть 2. Вентиляция. Под ред. В.Н Богословского. - М.: Стройиздат, 1976. - 439 с.

4. Варбанец Р.А. Влияние системы VIT на характер рабочего процесса малооборотных дизелей MAN B&W серии MC / Р.А. Варбанец, Ю.Н. Кучеренко, А.И. Головань, Н.И. Александровская // Авиационно-космическая техника и технология. - 2013. - № 10. - С. 161-165.

5. Возницкий И.В. Современные малооборотные двухтактные двигатели. -Одесса: Изд-во ООО «Моркнига», 2007. - 121 с.

6. Воронина Э.И. Лидарная система управления качеством над промышленным районом / Э.И. Воронина, В.Е. Привалов, В.Г. Шеманин // Экологические системы и приборы. - 2002. - № 4. - С. 13-15.

7. Воронина Э.И. Лидарная система определения аварийных выбросов углеводородов в атмосферу / Э.И. Воронина, В.Е. Привалов, В.Г. Шеманин // Безопасность жизнедеятельности. - 2003. - № 9. - С. 30-33.

8. Гедгаудас А. Определение выбросов оксидов азота двигателей морского парома в условиях эксплуатации / А. Гедгаудас, В. Смайлис, Р. Страздаускене // Двигателестроение. - 2005. - №4. - С.33-38.

9. Голуб Е.С., Мадорский Е.З., Розенберг Г.Ш. Диагностирование судовых технических средств: Справочник. - М.: Транспорт, 1993. - 150 с.

10. Голубев И. Р. Окружающая среда и транспорт: Учебное пособие/ И.Р. Голубев, Ю.В. Новиков. - М.: Транспорт, 1987. - 96 с.

11. ГОСТ 31967-2012 Государственный Стандарт Российской Федерации. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения. - М.: Стандартинформ, 2014. -28 с.

12. ГОСТ Р 52517-2005 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Национальный стандарт Российской Федерации. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Стандартные исходные условия, объявление мощности, расхода топлива и смазочного масла. - М.: ФГУП Стандартинформ, 2008. - 35 с.

13. Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей / Учебник для ВУЗов. - М: Легион-Автодата, 2004. -344 с.

14. Динамическое устройство для очистки выхлопных газов судового двигателя: пат. 2608094 Рос. Федерация: МПК Б0Щ 3/08 / Туркин А.В., Туркин В.А., Ежов В.С.; заявитель и патентообладатель Гос. морской ун-т им. адм. Ф.Ф. Ушакова. - № 015134787; заявл. 18.08.2015; опубл. 13.01.2017, Бюл. № 2 . - 2 с.

15. Домокеев А.К. Строительные материалы. - М.: Высшая школа, 1989. -

495 с.

16. Ежов В.С. Механизм процессов окисления оксидов азота при синхронной очистке и утилизации газообразных выбросов теплогенерирующих установок / В.С. Ежов // Энергосбережение и водоподготовка. 2008. № 3. С. 48-58.

17. Ежов В.С. Об использовании инновационного метода адсорбционной очистки сбросных газов и вентиляционных выбросов / В.С. Ежов, А.П. Бурцев, Н.С. Перепелица, М.Е. Попова // Ресурсосбережение и экология строительных материалов, изделий и конструкций: Сборник научных трудов 2-й Международной научно-практической конференции (1октября 2019 года) / редкол.: Бакаева Н.В.

(отв. ред.); в 2-х томах, ТОМ 1. - Курск: Юго-западный государственный университет, 2019. - С. 147-152.

18. Ежов В.С. Повышение экологической безопасности теплогенераторов систем индивидуального теплоснабжения в жилых массивах / В.С. Ежов, Н.С. Со-коленко // Безопасность жизнедеятельности. - 2013, № 12. - С. 33-34.

19. Живлюк Г.Е. Перспективные технологии водного транспорта для ограничения парникового эффекта / Г.Е. Живлюк, А.П. Петров // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2021. Т. 13. № 5. С. 730-743.

20. Зиненко Н.Н. Совершенствование эксплуатации судовых малооборотных двигателей на основе контроля параметров и концентрации вредных веществ в отработавших газах: дисс. ... канд. техн. наук: 05.08.05. Новороссийск, 2013. 133 с.

21. Зиненко Н.Н., Николаев Н.И., Панамарев В.Е. Методика контроля состава отработанных газов судовых малооборотных двигателей в эксплуатации // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2014. - №5(27). - C. 108-117.

22. Иванченко А.А. Энергетическая эффективность судов и регламентация выбросов парниковых газов / А.А. Иванченко, А.П. Петров, Г.Е. Живлюк // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - №3(31). - C. 103-112

23. Игнатенко Г.В. Анализ возможности работы судовых дизельных двигателей на режиме с улучшенными экологическими характеристиками / Г.В. Игнатенко, Р.Ю. Атласов, В.А. Туркин // Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии, геоэкологии и транспорте: труды XXVII Международной Конференции (9 - 14 сентября 2019 г.). - Краснодар: ФГБОУ ВО «КубГТУ», 2019. -С. 146-147.

24. Игнатенко Г.В. Мониторинг выбросов загрязняющих веществ при эксплуатации судовых дизельных двигателей / Г.В. Игнатенко, В. А. Туркин, А.В. Щербина // 45 лет НВИМУ-НГМА-ГМА-ГМУ: материалы национальной научно-

практической конференции 30-31 октября 2020 года. В 3 ч. Ч 1. - Новороссийск: РИО ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова, 2021. - С. 153-155.

25. Игнатенко Г.В. Обеспечение экологической безопасности судовых энергетических установок снижением токсичности отработавших газов / Г.В. Игна-тенко, А.С. Ревинский, В.А. Туркин // Механизмы обеспечения конкурентоспособности транспортного комплекса Юга России: мат. 11-ой (XVI) национальной науч.-практ. конф. 15-16 ноября 2018 г. В 2 ч. Ч 2. -Новороссийск: РИО ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова, 2018. - С. 98-99.

26. Игнатенко Г.В. Повышение экологических показателей судовых дизельных двигателей совершенствованием процессов топливоподачи / Г.В. Игнатенко, Р.Ю. Атласов, В.А. Туркин, А.В. Щербина // Научно-технические, экономические и правовые аспекты развития транспортного комплекса: материалы III национальной научно-практической конференции 14-15 ноября 2019 года. В 2 ч. Ч 1. - Новороссийск: РИО ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова, 2019. - С. 114-115.

27. Игнатенко Г.В. Система мониторинга выбросов вредных веществ с отработавшими газами судовых двигателей / Г.В. Игнатенко, В. А. Туркин, Ю.В. Письменская, А.В. Щербина // Комплексные проблемы текущего состояния транспортного комплекса: материалы международной научно-практической конференции 16-17 июня 2020 года. - Новороссийск: РИО ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова, 2020. - С. 148-152.

28. Игнатенко Г.В. Снижение выбросов парниковых газов судовыми энергетическими установками методом их адсорбции твердым веществом / Г.В. Игнатенко, В.А. Туркин // Труды XXV Международной конференции «Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии, геоэкологии и транспорте -2017». Новороссийск: РИО ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова, 2017. - С. 151-152.

29. Игнатенко Г.В. Судовая система очистки отработавших газов двигателей от оксидов углерода, серы и азота / Г.В. Игнатенко, В.А. Туркин, В.В. Беляев, О^. 8у1ёегвкауа, С.С. Зубко // Эксплуатация морского транспорта. - 2022. - № 4(105). - С. 85-93.

30. Климова, Е.В. Методы дескриптивной статистики в анализе токсичных составляющих отработавших газов судовых дизелей // Вестник АГТУ, сер. Морская техника и технологии . - 2010. - № 2. - С. 88-95.

31. Комплексное устройство для очистки выхлопных газов судового двигателя: пат. 2536749 Рос. Федерация, МПК Б0Ш 3/08 / Туркин А.В., Туркин В.А., Ежов В.С.; заявл. 15.04.2013; опубл. 27.12.2014, Бюл. № 36. 8с.

32. Кравченко Н.С. Методы обработки результатов измерений и оценки погрешностей в учебном лабораторном практикуме: учебное пособие / Н.С. Кравченко, О.Г. Ревинская. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 88 с.

33. Кулешов А.С. Программа расчета и оптимизации двигателей внутреннего сгорания ДИЗЕЛЬ-РК. Описание математических моделей, решение оптимизационных задач. - М.: МГТУ им. Баумана, 2004. - 123 с.

34. Либефорт Г.Б. Судовые двигатели и окружающая среда. - Л.: Судостроение, 1979. - 141 с.

35. Лозановская И.Н. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. пособие. - М.: Высшая школа, 1998. - 287 с.

36. Магаровский В.В., Половинкин В.Н., Пустошный А.В., Савченко О.В. Новое в международной политике снижения эмиссии парниковых газов судами и необходимые мероприятия в морском секторе. Часть 1. Анализ руководящих документов, определяющих новую политику снижения эмиссии парниковых газов. Труды Крыловского государственного научного центра. 2022. 4. 141-156.

37. Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов (МК МАРПОЛ-73/78), Книга III, - СПб.: АО «ЦНИИМФ», 2017. - 412 с.

38. Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М.: Мир, 1987. 550 с.

39. Миронов Э.Г. Методы и средства измерений: учебное пособие. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2009. - 463 с.

40. Может ли человек влиять на климат. http://www.proatom.ru/ шоё-ules.php?name=News&file=article&sid=9049 (Дата обращения 14.11.2022).

41. Морозов В.В. Методы обработки результатов физического эксперимента / В.В. Морозов, Б.Е. Соботковский, И.Л. Шейнман. - Санкт-Петербург: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2004. - 64 с.

42. Мультиблочное устройство для очистки выхлопных газов судового двигателя: пат. 159648 Рос. Федерация: МПК Б0Ш 3/08 / Туркин А.В., Туркин В.А., Ежов В.С.; заявл. 25.06.2015; опубл. 20.02.2016, Бюл. № 5. 2 с.

43. Нгуен Х.Х. Оценка эмиссии отработавших газов дизелей эксплуатирующихся судов смешанного (река-море) плавания // Материалы конференции «Технические науки в России и за рубежом». - М.: Ваш полиграфический партнер. - 2011. - С. 103-110.

44. Николаев Н.И. Теплотехнические и экологические параметры современных дизельных и котельных установок морских судов в эксплуатации: монография / Н.И. Николаев, Н.Н. Зиненко, В.Е. Панамарев. - Новороссийск: РИО ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова, 2017. - 154 с.

45. Новиков Л.А. Основные направления создания малотоксичных транспортных двигателей // Двигателестроение. - 2002. - №3. - С. 32-34.

46. Новиков Л.А. Современные и перспективные технологии для организации малотоксичной работы двигателей // Двигателестроение. - 2005. №4. С. 8-15.

47. Покусаев М.Н., Букин В. Г., Абачараев И. М., Ермолаев В. П. Влияние вида судового топлива на энергоэффективность судовой энергетической установки танкера-газовоза // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. 2019. № 1. С. 78-88. Б01: 10.24143/2073-1574-2019-1-78-88.

48. Привалов В.Е., Шеманин В.Г. Параметры лидаров для дистанционного зондирования газовых молекул и аэрозоля в атмосфере. Учебное пособие. - СПб.: Балтийский ГТУ «ВОЕНМЕХ», 2001. - 56 с.

49. Резолюция МЕРС.308(73) (принята 26 октября 2018 года). Руководство 2018 года по методу вычисления фактического конструктивного коэффициента энергоэффективности (ККЭЭ) для новых судов.

50. Резолюция МЕРС.322(74) (принята 17 мая 2019 года). Поправки к руководству 2018 года по методу вычисления фактического конструктивного коэффициента энергоэффективности (ККЭЭ) для новых судов (Резолюция МЕРС.308(73)).

51. Рублева, О. А. Методика определения рациональных значений режимных параметров процесса торцового прессования шипов / О.А. Рублева, А.Г. Гороховский, Е.Е. Шишкина // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века: труды XV Международного евразийского симпозиума 6-8 октября 2020 г. / [под научной редакцией В.Г. Новоселова]; Министерство науки и высшего образования РФ, Уральский государственный лесотехнический университет. - Екатеринбург, 2020. - С. 48-54.

52. Соловьев А.К., Михеев В.О, Пуликов П.С. Очистка дымовых газов от оксидов серы // Вестник Сибирского государственного индустриального университета (СГИУ). 2014. № 3. С.33-36.

53. Способ и устройство для комплексной очистки выхлопных газов судового двигателя: пат. № 2644601 Рос. Федерация: МПК Б0Щ 3/08 / Туркин А.В., Туркин В.А., Ежов В.С.; заявл. 31.05.2016; опубл. 05.12.2017, Бюл. № 34. 2 с.

54. Строительные материалы: Справочник / А. С. Болдырев и др. Под ред. А.С. Болдырева, П.П. Зотова. - М.: Стройиздат,1989. - 567 с.

55. Титов С.В. Методы и способы снижения выбросов судовыми дизельными энергетическими установками: дис. ... д-ра техн. наук. - Новосибирск, 2022. - 245 с.

56. Тойберг П. Оценка точности результатов измерений; перевод с немецкого В.Н. Храменкова; под ред. Е.И. Сычева. - М.: «Энергоатомиздат», 1989. - 89 с.

57. Туркин А.В., Шеманин В.Г., Туркин В.А. Лазерная система дистанционного зондирования концентрации загрязняющих веществ в выбросах судовых энергетических установок // Проблемы эксплуатации водного транспорта и подготовки кадров на юге России. Материалы 8-й региональной научно-технической конференции. - Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф. Ушакова, 2010. - С. 29-31.

58. Туркин А.В. Моделирование рабочих процессов малооборотного судового двигателя для снижения эмиссии оксидов азота / А.В. Туркин В.А. Туркин, А.Ю. Самойленко // Морские интеллектуальные технологии. 2018. - № 1 (39). -T.1. - С. 106 - 110.

59. Туркин В.А. Снижение выбросов вредных веществ судовыми дизельными двигателями настройкой регулируемых параметров / В.А. Туркин, А.Ю. Самойленко, Р.Ю. Атласов, Г.В. Игнатенко // Морские интеллектуальные технологии. 2019. № 4 (46), Т. 3. С. 59-66.

60. Уайлз Д. Вперёд на всех парах. Международный журнал компании Альфа Лаваль Here. 2012. 30. 11-12

61. Фомин Ю.Я., Никонов Г.В., Ивановский В.Г. Топливная аппаратура дизелей: справочник. - М.: Машиностроение, 1982. - 168 с.

62. Шадрина Н.И. Решение задач оптимизации в Microsoft Excel 2010: учебное пособие / Н.И. Шадрина, Н.Д. Берман; [науч. ред. Э. М. Вихтенко]. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеанского государственного ун-та, 2016. - 101 с.

63. Шеманин В.Г. Лидар комбинационного рассеяния света для зондирования молекул оксидов в атмосфере / В.Г. Шеманин // Лазеры. Измерения. Информация. - 2021. - № 1(1). - С. 14-22.

64. Шурпяк В.К., Толмачев С.А., Мусонов М.В. Новые требований ИМО по уменьшению выбросов углекислого газа с морских судов, совершающих транспортную работу // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. 2021. № 64/65. С. 4-18.

65. Abadie J., Carpentie J. Generalization of the Wolfe reduced gradient method to the case of nonlinear constraints, in: R. Fletcher (Ed.), Optimization, Academic Press, New York, USA, 1969, pp. 37-47.

66. Adach W., Blaszczyk M., Olas B. Carbon monoxide and its donors - Chemical and biological properties. Chemico-Biological Interactions. 2020., V. 318. 108973.

67. Ahmed I., Jhung S.H. Applications of metal-organic frameworks in adsorption/ separation processes via hydrogen bonding interactions. Chem. Eng. J. 2017. 310.197-215.

68. Arshadia M., Taghvaeib H., Abdolmalekia M.K., Leea M., Eskandarlooa H., Abbaspourrad A. Carbon dioxide absorption in water / nanofluid by a symmetric amine-based nanodendritic adsorbent. Applied Energy. 2019. № 242. Pp. 1562-1572.

69. Budiyanto M. A., Adha A., Prayoga P.H.N. Distribution of energy efficiency design index for tankers in Indonesia. Energy Reports. Volume 8, Supplement 15, November 2022, Pages 170-176.

70. Bui M., Adjiman C.S., Bardow A., et al. Carbon capture and storage (CCS): the way forward. Energy Environ. Sci. 2018. № 11. Pp. 1062-1176.

71. Chue K.T., Kim J.N., Yoo Y.J., Cho S.H., Yang R.T. Comparison of activated carbon and zeolite 13X for CO2 recovery from flue gas by pressure swing adsorption. Ind. Eng. Chem. Res. 1995 34. 591-598.

72. Dohle U. MTU solutions for meeting future exhaust emissions regulations. Paper No. 284, CIMAC Congress 2010, Bergen, 8 p.

73. Ehleskog M., Gjirja S., Denbratt I. Effects of High Injection Pressure, EGR and Charge Air Pressure on Combustion and Emissions in an HD Single Cylinder Diesel Engine. SAE Technical Paper 2009-01-2815, 2009, 14 p.

74. Figueroa J.D., Fout T., Plasynski S., McIlvried H., Srivastava R.D. Advances in CO2 capture technology - The U.S. Department of Energy's Carbon Sequestration Program. International journal of greenhouse gas control. 2008. № 2. Pp. 9-20.

75. Fourth IMO GHG Study 2020: Full Report. International Maritime Organization. 2021. 524 p.

76. Heim K., Troberg M., Ollus R., Vaarasto M. Latest developments in Wärtsilä's medium-speed engine portfolio. Paper No. 206, CIMAC Congress 2010, Bergen, 14 p.

77. Hopmann U. Development of the new Caterpillar VM32C LE low emission engine. Paper No. 302, CIMAC Congress 2010, Bergen, 7 p.

78. Hu G., Nicholas N.J., Smith K.H., Mumford K.A., Kentish S.E., Stevens G.W. Carbon dioxide absorption into promoted potassium carbonate solutions: A review. International Journal of Greenhouse Gas Control. 20165. № 3. Pp. 28-40.

79. Intersessional meeting of the working group on reduction of GHG emissions from ships 12th - 16 to 20 May 2022. Marine & Offshore Division Management. Regulatory & Institutional.

80. Ishibashi M., Ota H., Akutsu N., Umeda S., Tajika M., Izumi J., Yasutake A., Kabata T., Kageyama Y.: Technology for removing carbon dioxide from power plant flue gas by the physical adsorption method. Energy Convers. Manag. 1996. № 37. Pp. 929-933.

81. Kikkinides E.S., Yang R.T., Cho S.H. Concentration and recovery of carbon dioxide from flue gas by pressure swing adsorption. Ind. Eng. Chem. Res. 1993. 32. 2714-2720.

82. Kj0lholt J., Aakre S., Jurgensen C., Lauridsen J. Assessment of possible i m-pacts of scrubber water discharges on the marine environment. Environmental Project № 1431. Danish Environmental Protection Agency. 2012. 93 p

83. Koch F., Seidl T., Schnitzer O., Oehler G., Loettgen A., Loeser S. Development strategies for high speed marine diesel engines. Paper No. 248, CIMAC Congress 2010, Bergen, 9 p.

84. Kuleshov A, Grekhov L. Multidimensional Optimization of DI Diesel Engine Process Using Multi-Zone Fuel Spray Combustion Model and Detailed Chemistry NOx Formation Model, SAE Paper No 2013-01-0882, 2013.

85. Kuleshov A.S. Model for predicting air-fuel mixing, combustion and emissions in DI diesel engines over whole operating range. SAE Technical Paper 2005-012119, 2005.

86. Kuleshov A.S. Multi-Zone DI Diesel Spray Combustion Model for Thermodynamic Simulation of Engine with PCCI and High EGR Level. SAE Technical Paper 2009- 01-1956, 2009.

87. Kuleshov A.S., Kozlov A.V., Mahkamov K. Self- Ignition Delay Prediction in PCCI Direct Injection Diesel Engines Using Multi-Zone Spray Combustion Model and Detailed Chemistry. SAE Technical Paper 2010-01-1960, 2010.

88. Lasdon L.S., Fox R.L., Ratner M.W. Nonlinear optimization using the generalized reduced gradient method, Revue française d'informatique et de recherché operationnelle, Recherche operationnelle 3 (1974) 73-103.

89. Lee J.W., Torres Pineda I., Lee J.H., Kang Y.T. Combined CO2 absorption/regeneration performance enhancement by using nanoabsorbents. Appl Energy. 2016. 178.164-176.

90. Ling Zhu. A questionnaire based study on the status quo and future action over the regulation of marine greenhouse gas emissions in Hong Kong. Marine Policy. 2022. № 145. 105278.

91. Ludu A., Engelmayer M., Pemp B., Foelzer Karl Heinz, Bouche T., Lustgarten G. Large high speed diesels, quo vadis? Superior system integration, the answer to the challenge of the 2012 - 2020 emission limits. Paper No. 313, CIMAC Congress 2010, Bergen, 2010, 14 p.

92. Mirza N., Kearns D. State of the Art: CCS Technologies 2022. Global CCS Institute. 2022. 160 p.

93. Montgomery David T., Reitz Rolf D. Optimization of Heavy-Duty Diesel Engine Operating Parameters Using a Response Surface Method. SAE Technical Paper 2000- 01-1962, 2000, 21 p.

94. Oh S-Y., Yun S., Kim J-K. Process integration and design for maximizing energy efficiency of a coal-fired power plant integrated with amine-based CO2 capture process. Applied Energy. 2018. 216. 311-322.

95. Saima W.H., Mogi Y., Haraoka T. Development of PSA System for the Recovery of Carbon Dioxide and Carbon Monoxide from Blast Furnace Gas in Steel Works. Energy Procedia. 2013. № 37. Pp. 7152-7159.

96. Schlemmer-Kelling U. The Environment Friendly Medium Speed Engine. Paper No. 32, CIMAC Congress2007, Vienna, 10 p.

97. Sharma R., Glemmestad B. On Generalized Reduced Gradient method with multi-start and self-optimizing control structure for gas lift allocation optimization. Journal of Process Control 23 (2013) 1129-1140.

98. Shaukat A.M., Brahim S.A., Badrul M.J., Idris M.S., Nizamuddin S. An overview of solvent management and emissions of amine-based CO2 capture technology. International Journal of Greenhouse Gas Control. 2015. 34. Pp. 129-140

99. Turkin V.A., Pismenskaya Yu.V., Ignatenko G.V., Aleksandrova V.V. Carbon dioxide extraction from marine engine exhaust gases by the method of adsorption. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. № 872. 012007.

100. Wang D., Li S., Liu F., Gao L., Sui J. Post combustion CO2 capture in power plant using low temperature steam upgraded by double absorption heat transformer. Applied Energy. 2018. 227. 603-612.

101. Webley P.A. Adsorption technology for CO2 separation and capture: a perspective. Adsorption. 2014. 20. 225-231.

102. Wilde D.J., Beightler C.S. Foundations of Optimization, Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ, 1967.

103. Wolfe P. Methods of nonlinear programming, in: R.L. Graves, P. Wolfe (Eds.), Recent Advances in Mathematical Programming, Mcgraw-Hill, New York, 1963. Pp. 67-86.

104. Yuli Chen. Reconciling common but differentiated responsibilities principle and no more favourable treatment principle in regulating greenhouse gas emissions from international shipping. Marine Policy. 2021. № 123. 104317.

105. Sicong Tian, Jianguo Jiang, Xuejing Chen, Feng Yan, Kaimin Li. Direct Gas-Solid Carbonation Kinetics of Steel Slag and the Contribution to In situ Sequestration of Flue Gas CO2 in Steel-Making Plants. ChemSusChem. 2013. 6. 2348-2355.

106. Wang J., et al. Study of calcium-based CO2 sorbent with high cycling stability derived from steel slag and its anti-sintering mechanism. Journal of CO2 Utilization. 2022. 66. 102279.

ПРИЛОЖЕНИЯ

УТВЕРЖДАЮ

Капитан т/х «Hafnia Violette»

МТ "HAFNIA VIOL

Коровкин.С

C.IM9» V71H3 МО «9082S 08 декабря 2022 г.

АКТ

использования результатов, выводов и рекомендаций диссертации Игнатеико 1 В. на тему: «Система управления выбросами оксидов углерода с отработавшими газами судовых энергетических установок»

Мы, члены экипажа т/х «Hatnia Violette» подтверждаем, что научные результаты и выводы диссертации Игнатенко Г.В., целью которой является понышению экологической безопасности эксплуатации судовых дизельных двигателей посредством использования предложенных рекомендаций по снижению выбросов оксидов углерода с отработавшими газами корректировкой регулировочных параметров дизелей, влияющих на их экологические характеристики, используются в процессе эксплуатации главного двигателя танкера химовоза «Hatnia Violette» при корректировке угла опережения впрыска топлива главного двигателя.

Использование результатов диссертационного исследования Игнатенко Г.В также будет способствовать реализации Политики компании в области охраны окружающей среды, которая предусматривает, среди прочего: повышение компетенции и осведомленности персонала в области охраны окружающей среды; управление экологическими рисками, куда входят идентификация, оценка, реализация природоохранных мер, а также мониторинг и анализ их достаточности.

èàr

Второй механик т/х «Hafnia Violette»/^ Пожаров.А.В

Организация внедрения: j^j »HAFNIA VIOLETTE"

Танкер «Hafnia Violette»

ООО «ТВ Marine Shîpmanagcmcnt imo 9690626

Paul-Dessau Strasse 6-22761 Hamburg

Телефон : -t-4940897209 messages.fax : [phone] Email : Tb.crewingfttbmarine.de

УТВЕРЖДАЮ

Капитан TI Ш RI ПТНЕ>.

08 декабря 2022 г.

Шульгин И.К.

АКТ

использования результатов, выволов и рекомендаций диссертации Ипшенко

Г,В. на тему: «Система управления выбросами оксидов углерода с отрабогавшими теми судовых эиерг ешчсских установок»

Мы, члены экипажа i>'x «ST1 RO I НЫШ1ТНЕ» подтверждаем, что научные результаты и выводы диссертации Мгнатснко Г.В., целью которой является повышенно экологической безопасности эксплуатации судовых дизельных двшателей поередсгвом использования предложенных рекомендаций по снижению выбросов оксидов углерода с отработавшими гаэамн корректировкой регулировочных параметров дизелей, влияющих на их экологические характеристики. иепояьзуются в процессе эксплуатации главного двигателя танкера «S'l l ROI! 1ERHITHE» при корректировке утла опережения впрыска топлива главного двигателя.

Использование результатов диссертационного исследования Ип«агенко Г.В также будет способствовать реализации Политики компании в области охраны окружающей среды, кчггорая предусматривает. среди прочего: повышение компетенции и осведомлен nocí и персонала в области охраны окружающей среды; управление экологическими рисками, куда входя г идентификация, оценка, рс&титация природоохранных мер. а шкже мониторинг и анадш их достаточности.

Организация внедрения: Танкер « STI ROIUBRHITUH >» Astor Ship Management(Latvía) Со.Lid Gustava Zcmgalagatvc 74A. Riga. Latvia. LV-1039 Телефон : .[phone] messagcs.íax: :^371 6 6065375 Г ni ai I : [e-mail]

Второй механик r'x «STI R0THERH1TH

ев НС.