Study of exhaust gas emissions from conventional merchant vessels

Ιωσηφίδη, Μαρία; Iosifidi, Maria

dc.contributor.author	Ιωσηφίδη, Μαρία	el
dc.contributor.author	Iosifidi, Maria	en
dc.date.accessioned	2020-09-29T08:38:01Z
dc.date.available	2020-09-29T08:38:01Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51190
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18888
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Exhaust gas treatment system	en
dc.subject	Scrubber	en
dc.subject	Sulfur oxides emissions	en
dc.subject	Carbon dioxide emissions	en
dc.subject	Εκπομπή διοξειδίου του άνθρακα	el
dc.subject	Εκπομπή οξειδίων του θείου	el
dc.subject	Σύστημα έκπλυσης καυσαερίου	el
dc.subject	Πλυντρίδα καυσαερίου	el
dc.title	Study of exhaust gas emissions from conventional merchant vessels	en
dc.title	Διερεύνηση εκπομπών καυσαερίων συμβατικών εμπορικών πλοίων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Marine Engineering	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-07-22
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται το πρόβλημα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης λόγω της θαλάσσιας κυκλοφορίας, δίνοντας έμφαση στις εκπομπές των οξειδίων του θείου. Από το 2010, το πρόβλημα της μείωσης της εκπομπής SO X από τα πλοία απασχολεί ιδιαιτέρως την παγκόσμια κοινότητα, κυρίως εξαιτίας της εφαρμογής των επιβεβλημένων κανονισμών, με στόχο τον περιορισμό αυτών των εκπομπών. Οι δύο πιο κοινοί και ευρέως αποδεκτοί τρόποι συμμόρφωσης με τους εν λόγω κανονισμούς είναι (α) η χρήση καυσίμων χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο και (β) η εγκατάσταση πλυντρίδας καυσαερίων. Εδώ, αρχικά αναλύθηκαν και συγκρίθηκαν οι πιο διαδεδομένες τεχνολογίες πλυντρίδων καυσαερίου, όσον αφορά στη λειτουργία τους και διάφορους προβληματισμούς που προέκυψαν μετά την εγκατάσταση τους. Στη συνέχεια, αναπτύχθηκε λογισμικό για τον υπολογισμό των εκπομπών SO X και CO 2 για τον παγκόσμιο στόλο στόλο φορτηγών πλοίων. Διερευνήθηκαν τέσσερα διαφορετικά σενάρια: (i) σενάριο κατά το οποίο τα πλοια δεν λαμβάνουν καμία μέριμνα ώστε να συμμορφωθούν με τους υφιστάμενους κανονισμούς, (ii) σενάριο κατά το οποίο όλα τα πλοία εγκαθιστούν πλυντρίδα καυσαερίων, (iii) σενάριο κατά το οποίο όλα τα πλοία χρησιμοποιούν καύσιμα χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο, και (iv) σενάριο κατά το οποίο το 10% του στόλου χρησιμοποιεί πλυντρίδα καυσαερίων ενώ ο υπόλοιπος στόλος χρησιμοποιεί καύσιμο χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο. Έχοντας προσεγγίσει τη θέση και την πορεία κάθε πλοίου και έχοντας υπολογίσει τη μάζα των εκπομπών ανά ώρα, βάσει της ταχύτητάς και του βυθίσματος του πλοίου σε πραγματικό χρόνο, κατέστη δυνατή η δημιουργία χαρτών θερμότητας των ρύπων για μια δεδομένη χρονική στιγμή. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε μελέτη που απεικονίζει τα αποτελέσματα για τέσσερις προκαθορισμένες χρονικές στιγμές που επιλέχθηκαν, συγκεκριμένα τις 12, 17, και 22 Μαρτίου και 24 Μαΐου 2020. Οι απεικονίσεις κατέδειξαν τη μείωση των εκπομπών SO X από την εφαρμογή των κανονισμών, και τόνισαν τις διαφορές μεταξύ των τεσσάρων σεναρίων συμμόρφωσης με τους κανονισμούς. Οι πλυντρίδες καυσαερίου παρουσιάζουν ελαφρώς αυξημένες εκπομπές σε σύγκριση με τους άλλους τρόπους συμμόρφωσης, ενώ συνολικά οι ρύποι παραμένουν σχετικά αμετάβλητοι κατά τις τρεις πρώτες σχεδόν διαδοχικές ημερομηνίες που μελετήθηκαν. Την τελευταία ημερομηνία της μελέτης, παρατηρείται αύξηση των εκπομπών, και η απεικόνισή τους στον χάρτη ακολουθεί μια διαφορετική, μη συσχετισμένη κατανομή.	el
heal.abstract	The present diploma thesis addresses the problem of air pollution due to marine traffic, emphasizing on sulfur oxides emissions. Since 2010, the problem of the SO X emissions reduction from marine vessels is of particular concern to the global community, mainly due to the implementation of the enforced regulations aiming to limit these emissions. The two most commonly accepted methods to comply with these regulations are (a) the use of low-sulfur fuels and (b) the installation of exhaust gas aftertreatment systems. First, the most prominent existing technologies of exhaust gas treatment systems were analyzed and compared as far as their operation and several considerations raised after installation is concerned. Next, a software tool was developed to calculate the SO X and CO 2 emissions of the global fleet of bulk carriers. In particular, four different scenarios have been investigated: (i) the case where the ships do not take any measure to comply with the existing regulations, (ii) the case where all ships install an exhaust gas treatment system, (iii) the case where all ships use low sulfur fuel oil and (iv) the case in which 10% of the fleet uses exhaust gas treatment systems, while the rest of the fleet utilizes low sulfur fuel oil. Having found the location and route of each ship and having calculated the emissions’ mass per hour, based on the ship’s real-time speed and draft, spatial heat maps of the pollutants have been generated for a given point in time. An additional case study was performed, presenting results for four preset dates that were selected, namely March 12, March 17, March 22 and May 24 2020. These representations showed a decrease in SO X emissions due to the enforcement of the regulations, and highlighted the differences between the four scenarios of compliance with the regulations. Installation of exhaust gas treatment systems shows slightly increased emissions in comparison to the other compliance methods, while overall the pollutants remain relatively unchanged over the first three almost consecutive dates studied. For the last date of the case study, an increase in emissions occurs, and the pollutant representation on the map follows a different, uncorrelated distribution.	en
heal.advisorName	Παπαδόπουλος, Χρήστος	el
heal.advisorName	Papadopoulos, Christos	en
heal.committeeMemberName	Καϊκτσής, Λάμπρος	el
heal.committeeMemberName	Παπαλάμπρου, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Kaiktsis, Lambros	en
heal.committeeMemberName	Papalambrou, George	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ναυτικής Μηχανολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	220 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false