emsa保温壶维修最新报告氨作为航运燃料
发布时间：2024年05月11日 点击：[14]人次
近期，欧洲海事安全局(EMSA)发布了“氨作为航运燃料的潜力”(POTENTIAL OF AMMONIA AS FUEL IN SHIPPING)的报告。本栏目将陆续刊发报告的详细内容，以期为航运脱碳带来更多有价值的参考。
1.4 适用性
由于氨不含碳，且可使用可再生资源生产，从长远来看其有可能成为航运业的燃料。一些陆地和海洋工业有过储存和输送氨的记录，把氨用作商业化学产品、肥料和制冷剂。这些工业对氨的毒性和材料兼容性挑战也有解决方案，这方面经验有助于促进氨作为船用燃料使用。
最近，关于在海洋领域使用低闪点燃料和气体的监管发展，以及在散装运输领域使用LNG、乙烷、液化石油气(LPG)和甲醇等货物作为燃料的经验，表明在海洋船队中使用氨的基础已经就绪。
本部分内容将重点介绍目前在海洋领域用于携带和燃烧氨的主要技术和系统、用于燃烧其他低闪点燃料和气体的技术，以及如何将这些促进因素用于支持氨作为船用燃料使用。
▣ 1.4.1 储存、输送和生产
陆上领域在液氨的生产、储存和输送方面有丰富经验。氨目前被广泛应用于农业和其他行业，所以在过去几十年里，它一直被大规模研究和处理。因此，行业内有关氨的储存和输送技术已经具备很高的成熟度。目前，有2500万至3000万吨氨通过公路、铁路、船舶或管道运输，其中通过船舶(40艘LPG船)运输的氨有1800万至2000万吨(IRENA，2022年)。
最重要的储存问题与碳钢压力容器的应力腐蚀开裂(SCC)有关。二战后，美国农业部门直接将液氨注入土壤，作为氮肥的直接来源。这促进了美国氨管道输送系统的发展，并使农业部门获得在压力容器中储存氨的重要经验。虽然液氨在制冷和化工领域的应用没有遇到重大难题，但在将其引入农业领域后不久，氨容器就开始出现莫名其妙的破裂(Loginow，1989)。
在20世纪50年代，人们发现这些故障是由SCC引起的，美国腐蚀工程师协会(NACE)建议美国运输部(DOT)制定相关法规，以防止此类故障。
虽然故障可归因于与氨的等级或质量、材料成分和生产或维修方法有关的几个因素，但NACE的建议仍然为使用碳钢压力容器安全储存液氨奠定了基础。
NACE的具体建议包括选择强度级别较低的钢材，确保压力容器完全消除应力，采取措施消除空气污染，以及在氨中保留少量(0.1%-0.2%)的水以抑制SCC并降低氧气的浓度(美国，2013；Liv Lunde，1987)。根据1986年发布的IMO IGC规则，这些建议被应用于储存在碳锰钢容器中的液氨运输。
与其他气体燃料(如LNG)相比，在大约17bar(或-33℃)的压力下以液化状态储存氨的能力是一个重大优势(见表10)。氨可以在碳锰钢或低镍钢中储存，价格更便宜。IGC规则的要求为在海洋领域使用碳锰钢或低镍钢材制造的储罐储存氨提供了既定参考。
表10 替代燃料的关键特性、所需储存容量和供给条件
IGC规则明确禁止使用含镍量超过5%的镍钢。由于众所周知的商业原因，设计者和规定者通常会选择最便宜的适用材料。IGC规则根据产品储存的具体条件对材料储存要求进行了规定，因此在-165℃至-55℃的低温阈值下对LNG有更详细的要求。
IGC规则没有设想在不锈钢储罐中储存氨，或者说特别区分了这一点以限制镍钢的应用；由于含铬和镍的不锈钢(如304或316)价格高，而且有其他办法减轻SCC的影响，所以其有效使用并不明确。不锈钢的使用可能在氨的制冷剂管道和类似应用中很常见，但证实其用于散装储存的数据似乎有限。
这一要求可能只对那些需要这些材料用于较低温度的其他产品设计来说是个问题，这些产品预计在以后都会改用氨。英国不锈钢协会(BSSA)指出，“......一直认为通常考虑用于储存和处理散装氨的不锈钢(即304或316)没有腐蚀风险，不过似乎没有任何公开数据来证实这一点。”此外，镍协会指出，在必须应用可避免腐蚀的产品时，建议使用304和316不锈钢，氨生产工厂已经有过使用这两种不锈钢的经验(美国钢铁协会，1978)。
IGC规则的储存要求允许氨使用为运输LPG而设计的气体运输船运输，这是氨的另一个优势。目前，大约有2228艘气体运输船投入运营，其中701艘是LNG船，另外1527艘是LPG船。在这些LPG船中，有856艘的容量在10,000m3或以下(如图5所示)，这一规模适合作为加注船使用。在这856艘LPG船中，约有167艘能够运载液氨，适合作为氨燃料加注船队。因此，如果将氨作为燃料在海上应用，现有的LPG储存基础设施可用于氨和为运输LPG而设计的船舶。
图5 目前全球LPG/液化乙烯气(LEG)船队
大多数关于氨的生产要求已在前文中强调，其中详细说明了对生产设施位置的要求。除此以外，与输送有关的如靠近港口或管道网络连接也非常重要。这是为了确保以较低的成本快速输送氨(Nami, Butera, Campion, Frandsen和Hendriksen, 2021)，并降低因缺乏输送保护措施而停止生产氨的风险。