航运业的绿色转型：氨燃料的应用与安全监测
发布时间：2025-8-29 14:31
发布者：ofweekmall
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航运业是全球经济和国际贸易的支柱。全球超80%的贸易运输量通过航运完成。在所有的货物运输方式中，航运的运力最强，也最经济。20世纪50年代以来，重油 (HFO) 凭借其广泛的供应及价格优势成为航运业最重要的燃料，但大量重油燃烧却也造成了难以估量环境代价。 虽然传统的重油（HFO）燃料虽然具有广泛的供应和价格优势，却对环境造成了严重的污染。为了应对这一挑战，国际海事组织（IMO）制定了逐步减少温室气体排放的战略，在航运业寻求环保燃料的进程中，氨已脱颖而出，成为一种极具前景的替代方案。 氨NH3的基本特征与制备方法NH3 是由 N 原子和 H 原子组成的化合物，分子结构如图1所示。NH3 在常温常压下是一种无色、有刺激性且有毒的气体。它的摩尔质量为17.03g/mol，密度低于空气，沸点 -33.3°C，熔点 -77.7°C。在 8.6 公斤压力下，NH3 在室温下为液态。长期以来，无水液氨 (Anhydrous Ammonia) 一直作为大宗商品参与全球贸易和运输。化肥生产是无水液氨最主要的用途。另外，无水液氨在制冷、水处理、化学合成及食品加工等领域也有广泛应用。 氨NH3的类型灰氨：使用传统化石能源（天然气和煤）制成，目前我国主要以灰氨为主，其生产过程中的碳排放量最大，国内氨市场需求广阔，在绿色可持续发展政策要求下我国未来合成氨市场将持续以优化产业结构为主； 蓝氨：生产原料氢由化石燃料提炼而来，但提炼过程可以捕获并储存二氧化碳的排放，可以减少对气候的负面影响，被认为是一种环保材料； 绿氨：通过风能、太阳能等可再生能源发电所产生的绿电电解水产生氢气，再由空气中的氮气和氢气合成氨，绿氨全程以可再生能源为原料进行制备，可以真正做到可持续全程无碳，未来发展前景巨大。 氨作为船用燃料的优势随着环保法规的日益严格，传统的重油（HFO）燃料逐渐被低硫燃油（VLSFO）、LNG、LPG、甲醇等替代燃料所取代。然而，这些替代燃料仍然存在碳排放或其他环境影响问题。相比之下，氨燃料具有以下优势： 环保效益高。氨不含碳分子，在发动机中燃烧时不会产生二氧化碳，可以显著减少温室气体的排放。同时，氨来源丰富且制备技术已经非常成熟，可以利用风能和太阳能等可再生能源进行生产制备。 体积能量密度较高。在液态下，单位体积的氨燃烧产生的热量要比氢燃料高出近50%。据悉，氨可以在1MPa左右的加压罐中或在-34℃左右的低温罐中储存。这可以在保证燃料充足的同时，帮助远洋船舶提高船体空间利用率。 运输成本低。当氨以液态被使用时，储存和输送系统无需过于复杂，仅需对常规内燃机进行微小改动，改变压缩比和更换耐腐蚀的管线即可，这大大降低了运营成本。 氨燃料的应用安全尽管氨燃料具有显著的环境效益，但其毒性和安全性仍然是重要的考量因素。空气中过量的氨气会直接刺激人的眼睛和皮肤。其次，氨气会通过呼吸道进入并危害人体。此外，NH3 易溶于水，人也有可能通过接触或饮用含 NH3 的水而中毒。无论作为货物运输还是燃料，无水液氨泄漏造成的氨气浓度超标对船上人员都相当危险。因此，相关船舶上都必须安装氨气气体浓度监测装置，并能够将数据实时传回安全保护系统以做出反应。 针对氨气气体浓度监测，工采网推荐英国Alphasense的氨气传感器NH3-AF、NH3-B1和日本Figaro的FECS44-1000氨气传感器 。 氨气传感器NH3-AF是电化学气体传感器，线性输出，精度和稳定性高，氨气检测范国：0-100ppm,广泛应用于化工，制冷等领域。 电化学氨气传感器NH3-B1氨气传感器NH3-B1主要用于检测大气中氨气的浓度，NH3-B1是四电极电化学氨气传感器，线性电流输出，信号易于处理，灵敏度高，适合应用于恶劣环境. Figaro的氨气传感器FECS44 https://www.isweek.cn/2142.html 是独特的电化学原理NH3传感器。它最引I人注目的特点是受H2S的干扰小，暴露在NH3中卓越的耐用性和独特的防漏液结构。这些特性使得传感器在NH3检测仪和测仪更好的应用。 氨燃料作为一种潜在的碳中和燃料，有望在航运业的绿色转型中发挥重要作用。它不仅有助于减少温室气体排放，还能避免传统化石燃料带来的其他环境问题。然而，氨的毒性和安全性需要特别关注，采用先进的氨气传感器进行实时监测是确保安全的关键措施之一。 |
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