1．目的及意义

柴油机由于热效率高、安全可靠而广泛应用在船上 ， 随着航运业的不断发展，柴油机装船量不断扩大，所产生的废气总量相当巨大。据EＹＲＩＮＧ等统计，以柴油为动力的船舶每年向大气排放氮氧化物（ＮＯｘ）约６５０万ｔ，硫氧化物（ＳＯｘ）约６００万ｔ 、颗粒物（ＰＭ）约1７０ 万ｔ。根据欧盟的调查，欧洲的机动车排放正逐年下降，但船舶排放却在继续上升，依据现行法规，到2０2０年，ＳＯ２，ＮＯｘ和ＰＭ２.５将分别增长４２％，４７％和５６％ 。研究表明，船舶对大气的污染已经不容忽视，特别是在港口、海峡和一些航线密集、船舶流量大的海区，船舶排放的尾气甚至成为该地区的主要污染源，全球２／３以上的船舶发动机排气都产生在距海岸４００ｎ ｍｉｌｅ 的范围内。因此，每年全球大约有６４０００人死于与船舶污染有关的疾病，可见，船舶柴油机所排放的尾气，已经严重影响到人类的健康。

为减少船舶尾气污染，世界各地陆续出台各种公约和法规，比较典型的当属国际海事组织（ＩＭＯ）通过的国际防止船舶造成污染公约《 ＭＡＲＰＯＬ１９７３／７８》，该公约明确规定船用柴油机各种排放物的排放标准。一些国家为保护地区内环境，也已出台相应的排放法规，如美国排放法规规定：在规定区域内，或使用满足排放标准的柴油机，或租用陆上岸电来满足船舶动力的要求，对不满足排放标准的柴油机不允许使用；欧盟也已出台限制柴油机排放的相应政策。

在限制排放的同时，寻找新的清洁能源来替代柴油成为了控制柴油机排放的另外一条途径，轻烃混合燃料模式是目前众多研究中的热点。随着轻烃燃料生产、分离技术的发展,其使用性能不断提高。除了民用生活燃料使用外,开始向汽车柴油替代品、电力用煤气替代品及轻烃锅炉燃料等领域发展。在电力领域,轻烃燃料发电供应系统由于其使用安全、占地面积小、投资成本低、绿色环保、设备简单等优点,成为新兴的发电供应技术,并得到国家计委、农业部、国家经贸委的认可。在柴油替代领域,具有以下几点优势:(1)在石油制品中,随着碳原子数增多,其液态发热量逐渐下降。(2)燃气燃烧机的热效率大约高于柴油燃烧机热效率5％左右。(3)所购入的原料价格不同,轻烃较柴油少。轻烃作为汽车的替代清洁燃料安全方便,且能使汽车尾气中 CO、碳氢化合物等有害物质的含量下降 80％ 以上,同时克服了液化气、天然气燃料汽车存在的动力性下降、加速性能差两大缺陷, 比起液化气,轻烃更具推广价值。1999北京国际环保汽车技术研讨会暨展销会上,轻烃、汽油双燃料环保汽车引起轰动。国内外环保汽车专家认为,将轻烃作为汽车绿色替代能源是独一无二的创举,这项新技术的使用,为绿色环保车大行其道闯出了一条新路。

综上所述, 轻烃燃料作为一种新型的安全、环保、节能燃料已经引起国家广泛的重视，我们研究轻烃柴油混合燃料在船舶发动机的排放特性有助于我们更好地认识和利用轻烃混合燃料，利用轻烃燃料节能减排和动力性方面的优势，也有利于我们探究降低船舶排放的可行性方案。

国内外在该方向的研究现状

2.1轻烃燃料应用技术

2000年，浙江省有关部门将轻烃、汽油双燃料汽车项目列为浙江省科技创新项目；金华市政府已多次开会协调,要求在金华市区推广应用。

深圳市日研科技有限公司开发采用了一种新型燃油添加剂——油公核磁共振传递剂,使轻烃的动力性能大大提高，在轻烃中添加0.01%～ 0.02%这种传递剂,使之成为一种核磁共振油供汽车使用,轻烃的动力增大20%以上,油耗下降18%以上,尾气污染下降80%,已达欧Ⅱ标准,热值提高30%,把低能态轻烃转化成高能态。

2004年，华中科技大学杜一庆,苏红星,靳世平等人总结介绍了目前轻烃燃料气化燃烧的两种方式，分别为空气鼓泡式燃烧和强制气化式燃烧。

2.2国内外船舶排放与控制研究现状及分析

国外相关研究: 20 世纪 90年代初，美国学者 Greeves 与 Wang开展了柴油机排放微粒的研究; 20 世纪 90 年代末，日本学者 Miyamoto 通过逐循环分析的方法研究了不同负载模式下柴油机的排放特性。排放控制技术方面，国际上最普遍应用的排放控制技术为选择性催化还原法和废气再循环技术。另外，近几年展开的针对电控高压共轨技术、船舶代用燃料等新兴技术的研究，兼顾着当今形势下“节能”与“减排”的两大要求，虽技术尚不十分熟，但也已有相关应用。