Các quy định về NOx của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) có hiệu lực lần đầu tiên vào năm 2000, với các quy định về Cấp III nghiêm ngặt hơn được áp dụng từ ngày 1 tháng 1 năm 2016. Cấp III yêu cầu giảm 80% lượng phát thải NOx so với Cấp I.

Theo các quy định này, các tàu thuyền sau ngày 1 tháng 1 năm 2016 và hoạt động trong Khu vực Kiểm soát Khí thải phải tuân thủ các giới hạn phát thải mới.

Các giới hạn phát thải này được áp dụng cho động cơ có công suất phát lớn hơn 130kW lắp đặt trên tàu có trọng tải lớn hơn 5.000GT.

Mối quan tâm về môi trường và sức khỏe

Khí NOx đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành sương khói. Khi tiếp xúc với tia UV trong ánh sáng mặt trời, các phân tử NOx bị vỡ ra và tạo thành ôzôn (O3). Vấn đề trở nên tồi tệ hơn do sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi ( VOC ) trong khí quyển, các hợp chất này cũng tương tác với NOx để tạo thành các phân tử nguy hiểm. Ôzôn ở tầng mặt đất là một chất ô nhiễm nghiêm trọng, không giống như tầng ôzôn bảo vệ cao hơn nhiều ở tầng bình lưu.

Khi có mưa, các oxit nitơ tạo thành axit nitric, góp phần gây ra vấn đề mưa axit.

Các oxit nitơ, axit nitric và ozon đều có thể dễ dàng xâm nhập vào phổi, nơi chúng tạo ra tổn thương nghiêm trọng cho các mô phổi mỏng manh. Ngay cả khi tiếp xúc trong thời gian ngắn có thể gây kích ứng phổi của những người khỏe mạnh.

Đối với những người mắc các bệnh lý như hen suyễn, chỉ cần hít thở những chất ô nhiễm này trong một thời gian ngắn đã có thể gây tử vong. Sự ô nhiễm không khí này có thể dẫn đến các bệnh về đường hô hấp như khí phế thũng và viêm phế quản. Ô nhiễm NOx cũng có thể làm trầm trọng thêm bệnh hen suyễn và bệnh tim và có liên quan đến nguy cơ tử vong sớm.

Ngành Vận tải biển Quốc tế đang phải đối mặt với một môi trường pháp lý ngày càng chặt chẽ, đặc biệt là về các giới hạn được áp dụng đối với lượng khí thải vào không khí. Và với việc các giới hạn NOx Tier III của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) có hiệu lực vào ngày 1 tháng 1 năm 2016, một phần của Phụ lục VI MARPOL , các quy định quản lý khí thải biển trở nên khó khăn hơn và nghiêm ngặt hơn đáng kể để tuân theo.

Giảm xúc tác chọn lọc SCR

SCR sử dụng nước urê, (urea tinmh khiết  (H 2 N-CO-NH 2 ) hòa tan trong nước) làm chất khử. Với động cơ tàu thủy, người ta thường sử dụng nước urê với nồng độ 40wt% vì nhiệt độ trong buồng máy không xuống dưới nhiệt độ đóng băng và để tiết kiệm diện tích kho chứa.

Khi nước urê được bơm vào khí thải, một quá trình bay hơi nước → hòa tan urê tinh khiết → xảy ra nhiệt phân (Hình 2 (1)). Hơn nữa, quá trình thủy phân axit isocyanic (HNCO) xảy ra trên chất xúc tác ((2)), dẫn đến việc tạo ra 2 mols NH 3 từ 1 mol urê ((1) + (2)). Trên chất xúc tác, NH 3 khử NOx một cách chọn lọc, phân hủy nó thành nitơ vô hại và nước. Phản ứng khử xảy ra trên chất xúc tác có thể chuẩn, nhanh hoặc chậm, tùy thuộc vào tỷ lệ NO / NO 2 của NOx. 

Đối với động cơ tàu thủy tốc độ trung bình đến cao tốc, phần lớn NOx là NO, vì vậy phản ứng tiêu chuẩn chiếm ưu thế trong hầu hết các trường hợp ((3)).

Có nhiều chất xúc tác SCR có sẵn, mỗi loại có một thành phần hóa học chính khác nhau. Trong trường hợp động cơ thủy sử dụng nhiên liệu có nồng độ lưu huỳnh tương đối cao, người ta sử dụng chất xúc tác gốc vanadi vì khả năng chống nhiễm độc lưu huỳnh của chúng (xem ảnh trong Hình 2). 

Với SCR, tồn tại một vùng trong mối quan hệ giữa nồng độ lưu huỳnh trong nhiên liệu và nhiệt độ khí thải nơi xảy ra kết tủa amoni sunfat có tính axit, như thể hiện trong đồ thị trong Hình 2 (1) .

 Do amoni sunfat có tính axit làm tắc xúc tác và làm giảm tốc độ khử NOx, nên cần phải giữ khí thải ở nhiệt độ thích hợp (tại đầu vào SCR).

Dung dịch xử lý khí thải Adblue và AUS40 cho ngành hàng hải

Dung dịch xử lý khí thải động cơ tàu thủy Madin Adblue AUS40 là sản phẩm cao cấp được sản xuất từ 100% urea công nghiệp nhập khẩu từ Mitsui Chemical Nhật Bản, hoàn toàn AUS40 đáp ứng ISO18611, sử dụng cho động cơ thủy tiêu chuẩn khí thải IMO TIER 3  và có trang bị hệ thống xử lý khí thải SCR.

AdBlue và AUS40 cho ngành hàng hải AUS40 cho các tiêu chuẩn ISO18611 trên biển là sự pha trộn của nước khử khoáng và urê (hàm lượng urê 40%). AdBlue® là sự pha trộn của nước khử khoáng và urê (hàm lượng urê 32,5%). Cả hai dung dịch này đóng vai trò là chất khử cho công nghệ SCR (Giảm xúc tác chọn lọc) để kiểm soát khí thải NOx. Việc bạn chọn AdBlue® hay AUS40 tùy thuộc vào tàu của bạn.

• AUS40 có nồng độ urê cao hơn và hiệu quả hơn đối với các tàu lớn hơn

• AdBlue® tinh tế hơn và do đó phù hợp hơn cho các động cơ nhỏ. 

=> Những nỗ lực mạnh mẽ đã được thực hiện trên sự phát triển của công nghệ có thể làm giảm lượng khí thải như vậy một cách hiệu quả