开式脱硫塔（Open-Loop Scrubber）是船舶应对 IMO 2020 硫排放限制（燃油硫含量≤0.5% m/m）的主流技术之一，其核心原理是通过海水或淡水与船舶主机、锅炉排放的尾气接触，利用酸碱中和反应去除硫氧化物（SOx），洗涤后的废水直接排入海洋。对于 VLCC 这类大型原油运输船，开式脱硫塔的应用需结合其运营特点（航区广、燃油消耗大、空间限制严格）进行全面评估，现在就我参加两年的安装脱硫塔的经验，从优劣势、安装与使用注意事项、排水限制及综合评价展开分析，供大家参考。

一、VLCC 安装开式脱硫塔的优劣势分析

（一）优势

1. 初期投资与运营成本较低

开式脱硫塔无需脱硫剂再生系统（如闭式塔的 NaOH 溶液循环再生装置），结构相对简单（主要由洗涤塔、海水泵、管路、监测系统组成），初期安装成本比闭式塔低 30%-50%，适合 VLCC 这类单船投资高的大型船舶。运营中仅需消耗海水（或少量淡水）和电力，无需购买化学脱硫剂，年运营成本约为闭式塔的 1/3，对年燃油消耗量超 10 万吨的 VLCC 而言，长期经济性显著。

2. 适配性较强

开式脱硫塔的处理能力可灵活匹配 VLCC 的主机（如 Man B&W ME90 型，最大功率超 6 万 kW）和辅助锅炉的排烟量，单塔或多塔组合设计可满足全负荷工况需求。且其占地面积较小（相比闭式塔节省 40% 空间），适合 VLCC 甲板空间紧张（需预留货油操作、救生设备等区域）的特点，通常可安装在烟囱两侧或顶部。

3. 操作流程简单

开式脱硫塔依赖海水的天然碱性（pH 7.5-8.3）中和 SOx，无需复杂的化学药剂配比与再生控制，船员培训成本低，日常操作主要围绕洗涤水流量、压力及排放参数监控，适合远洋航行中简化管理。

（二）劣势

1 环保法规限制严格

洗涤废水含有硫化物、悬浮物（TSS）、多环芳烃（PAH）等污染物，其排放受 IMO MARPOL 附则 VI 及各国属地法规限制（如欧盟、美国对排放区的额外要求）。VLCC 若航行于波罗的海、北海等 “特殊区域” 或美国加州、中国沿海等排放控制区（ECA），可能面临禁排或更严格的监测要求，需频繁切换至低硫油（含硫量≤0.1%），削弱脱硫塔的使用价值。

2. 对水质依赖性强

海水的盐度、温度、碱度直接影响脱硫效率：在低盐度（如河口）或低碱度（如某些海域）海水环境中，SO2 吸收效率可能降至 80% 以下（低于 IMO 要求的 90%）；高水温（如热带海域）会降低气体溶解度，进一步影响脱硫效果。VLCC 全球航行中需应对多样水质，可能导致排放浓度波动。

3. 设备腐蚀与维护压力大

洗涤后的废水含酸性物质（pH 可低至 3-4），与脱硫塔本体、管路、喷嘴等接触的部件易发生腐蚀，需采用特种耐蚀钢（如双相钢 2205）或防腐涂层，增加维护成本。例如：从海水泵进口至脱硫塔进口的海水管采用碳钢管加内部做环氧粉末特涂的方式进行防腐，脱硫塔出水管至舷外阀采用玻璃钢管路，穿舱件采用双向不锈钢的方式防腐。脱硫塔塔体采用双向不锈钢或者钛合金作为壳体，内部海水管路及喷嘴为双向不锈钢材质。VLCC 航程长（单次航行超 30 天），若途中发生喷嘴堵塞、管路泄漏等故障，可能导致脱硫效率不达标，面临罚款风险。

二、VLCC 安装开式脱硫塔的注意事项

（一）结构与布局设计

1. 安装位置与承重

开式脱硫塔（含洗涤塔、泵组、管路）自重可达 50-100 吨，需安装在船体强结构区域（如烟囱附近的甲板纵桁上方），通过有限元分析验证船体承重能力，避免航行中因振动导致结构变形。目前有烟囱尾楼后面从C层加一个背包（内部安装脱硫塔塔体及相关涉笔），或者从烟囱尾楼左侧或者右侧加一个背包内部安装脱硫塔塔体及相关涉笔）的方式来解决塔放置的问题。同时，需远离救生设备、通风口及船员通道，防止酸性雾气扩散影响安全。

2. 管路与系统整合

洗涤水进水管路需从船舶海水总管分支，管径需满足流量需求（通常每兆瓦主机功率对应 10-15m³/h 海水），并安装过滤器防止海洋生物（如贝类）堵塞喷嘴。回水管路需短直，减少压力损失，且与舷侧排水口的连接需符合 IMO 对 “冲洗水排放口位置” 的要求（距水线≥1m，避免排放物再吸入）。此外，需整合主机排烟管与脱硫塔的连接，确保密封不漏烟，同时设计旁通管路（应急时直接排放尾气），满足安全规范。

3. 合规性认证

安装前需向船级社（如 LR、DNV、CCS）提交设计方案，确保符合 MEPC.259 (68) 决议对脱硫塔的性能标准（如排放浓度、监测要求）及 MEPC.320 (74) 对 “洗涤水排放” 的技术规范。安装后需通过型式认可（Type Approval）和船上验证（Onboard Verification），获取 “国际防止空气污染证书（IAPP）” 附录，证明合规性。

（二）设备选型与材料

1. 核心部件选型

喷嘴需选用防堵塞设计（如螺旋式或扇形雾化喷嘴），确保雾化粒径≤200μm，提升气液接触效率；循环泵需采用耐蚀离心泵，扬程满足塔内压力需求（通常 0.3-0.5MPa）；监测系统需实时测量排烟 SO2 浓度、洗涤水 pH 值、TSS 含量及流量，并与船舶排放监测系统（EMS）联网，数据至少存储 3 年备查。

2. 防腐与耐磨处理

脱硫塔内壁、喷淋区需采用玻璃纤维增强塑料（FRP）或橡胶衬里防腐；管路优先选用双相不锈钢（2205）或钛合金，法兰密封面采用耐酸垫片（如 PTFE）；泵叶轮、喷嘴等易磨损部件需采用高铬铸铁或陶瓷涂层，延长使用寿命。

三、VLCC 使用开式脱硫塔的注意事项

（一）日常操作与监控

1. 参数控制

实时监控排烟 SO2 入口浓度（≤3500ppm）与出口浓度（≤50ppm），确保脱硫效率≥90%；洗涤水 pH 值需控制在 6.5-8.5（排放前），通过调节海水流量（如增加旁路海水稀释）避免酸性过强；定期（每 4 小时）记录 TSS 浓度（≤30mg/l）、PAH 含量（符合 IMO 限值），数据需同步至船载记录系统（VDR）。

2. 设备维护

每日检查喷嘴雾化状态，每周拆解清洗（尤其在含沙量大的海域）；每月检测防腐涂层完整性，对局部破损处及时修补；每航次（或 3 个月）更换过滤器滤芯，防止杂质进入系统。此外，需储备关键备件（如喷嘴、密封垫），避免远洋航行中因备件短缺导致停机。

3. 航区切换管理

进入 ECA 或禁排区前 24 小时，需停止脱硫塔运行，切换至低硫油，并记录切换时间、燃油种类、SO2 排放浓度等数据，以备港口国检查（如 USCG、欧盟港口的 PSC 检查）。若航经水质较差区域（如河口、污染海域），需提前开启进水管路过滤器反冲洗功能，防止堵塞。

四、开式脱硫塔排出冷却水的限制性规定

（一）IMO 核心要求（MARPOL 附则 VI）

1. 排放浓度限值

洗涤水排放需满足：pH≥6.5；悬浮物（TSS）≤30mg/l；多环芳烃（PAH）≤0.5μg/l（苯并 [a] 芘单独限值≤0.03μg/l）；SO2 排放浓度（以干基计）≤0.5% m/m（相当于船舶使用含硫量 0.5% 的燃油时的排放水平）。

2 特殊区域与禁排要求

在 MEPC 划定的 “特殊区域”（如波罗的海、南极）及 ECA 内，禁止排放开式脱硫塔洗涤水，VLCC 需提前切换至低硫油。此外，部分国家（如加拿大、澳大利亚）要求在其专属经济区（EEZ）内排放前需提前申报，否则面临罚款（单次罚款可达 50 万美元）。

3. 监测与报告

船舶需安装连续监测系统（CMS），实时测量并记录洗涤水的 pH、TSS、PAH 及 SO2 排放浓度，数据需可追溯，港口国可随时调取检查。每年需提交 “脱硫塔运行报告”，证明符合排放要求。

（二）区域额外规定

     废气清洁系统（EGCS）— 通常被称为脱硫塔 — 是符合国际海事组织 2020 年全球硫含量上限的公认等效措施。洗涤器的使用在航运业引发了分歧。世界各地的港口都在审视其水域中使用洗涤器的影响。一些港口和地区已经声明，他们不允许排放洗涤器的洗涤水。具体水域可以参见North 对已禁止或即将禁止使用洗涤器港口做出的总结清单，或对其使用设置条件的港口的立场的理解，供参考。如需最新和确切的信息，请联系当地主管部门或代理。可以作为引导，以下是部分简介：

1. 欧盟：要求进入欧盟港口的船舶，脱硫塔洗涤水排放需满足更严格的 TSS 限值（≤15mg/l），且需通过欧盟认可的第三方机构认证（如 CE 标识）。

2. 美国：加州海域禁止开式脱硫塔排放，大西洋及墨西哥湾的 ECA 内，需额外监测洗涤水中的重金属（如铅、汞）含量，且排放口需距海岸≥12 海里。

3. 中国：根据《船舶大气污染物排放控制区实施方案》，在渤海、长三角、珠三角等 ECA 内，开式脱硫塔排放需满足 IMO 限值，且需向海事部门报备运行计划。

五、综合评价

开式脱硫塔对 VLCC 而言是 “低成本合规” 的选择，其初期投资低、运行简便的特点，适合长期在非 ECA 区域运营、以高硫油为主要燃料的 VLCC。但受限于环保法规的收紧（如全球碳税、区域禁排扩围）和设备维护压力，其适用性需结合航线特点评估：

优势场景：VLCC 主要航行于中东 - 亚洲、中东 - 美洲等非 ECA 航线，可充分发挥开式脱硫塔的成本优势，年节省燃油成本超百万美元。

风险提示：若 VLCC 需频繁进出欧盟、美国等严格监管区域，开式脱硫塔的使用效率会下降，反而可能因切换低硫油导致综合成本上升，此时闭式或混合式脱硫塔可能更适配。

未来，随着 IMO 对 “洗涤水排放” 的进一步规范（如 MEPC.352 (78) 可能强化 PAH 监测），VLCC 需在安装前做好全生命周期评估，兼顾合规性、经济性与运营灵活性。

华洋海事中心有限公司

刘进刚轮机长