[發明專利]船舶柴油機廢氣脫硫高可靠性噴淋液輸送與測控裝置

在審

• 申請號: 201410312333.8
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN105311962A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 董志峰;王振翀;田慶濤
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京);山東威達機械股份有限公司
• 主分類號: B01D53/92
• 分類號: B01D53/92;B01D53/50;B05B12/00;G05D7/06
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技術領域

本發明公開了一種用于船舶柴油機廢氣脫硫的高可靠性噴淋液輸送與測控裝置，屬于大氣污染控制和海洋船舶廢氣排放控制領域。將船舶柴油機廢氣經熱交換及冷卻降溫后，進入洗滌釜內與噴淋脫硫堿性水溶液充分混合接觸，并通過中和處理溶解吸收其中的硫氧化物，形成硫酸鹽。廢氣中的其它顆粒物也被水溶液附著、混合，后經分離處理、回收。完成對船舶柴油機廢氣高效率脫硫，達到國際海事組織對船舶柴油機廢氣硫氧化物排放限制標準，滿足大氣污染控制及環境保護要求。

背景技術

船舶運輸在全球貿易貨物運輸中占有主導地位。船舶柴油機所用的能源主要為船用柴油，柴油機工作過程中燃料燃燒產生大量廢氣已經成為海洋大氣的主要污染源之一。

船舶廢氣中的硫氧化物SO_x(二氧化硫SO₂和三氧化硫SO₃)是燃油中的硫和硫化物如硫化氫(H₂S)和硫醇(RSH)等在燃燒后產生的。船舶柴油機主機一般多以重油為燃料，特別是遠洋船舶燃料中多含劣質渣油，燃油的含硫量高，因此船舶柴油機排放的廢氣的中SO_x高。

船舶柴油機燃料燃燒生成的硫氧化物(SO_x)、氮氧化物(NO_x)、碳氧化物(CO₂、CO)、HC和固體顆粒等排至大氣，造成大氣污染、溫室效應、氣候變暖，甚至形成酸雨，給人類帶來危害。許多國家和地區都在積極采取有效措施，限制船舶廢氣對大氣的污染。

在大氣污染環境治理中，船舶柴油機排放廢氣對大氣環境的影響，特別是對港口沿岸地區的影響越來越被關注。船舶柴油機排放廢氣脫硫及煙氣中顆粒物后處理要求越來越嚴格，對脫硫及煙氣中顆粒物后處理設備技術性能要求越來越高。

在陸地上燃煤(發電廠)鍋爐應用的煙氣脫硫技術主要是濕法脫硫，包括鈣法：石灰(石)——石膏法，在大型電廠和工業鍋爐的脫硫工程中得到廣泛應用；生成的石膏易造成管道結垢、堵塞。氧化鎂法：國外工業化應用已有二十幾年的運行業績，由于氧化鎂活性比石灰水高，脫硫效率也較石灰法高、不易結垢。它的缺點是氧化鎂回收過程需鍛燒，工藝較復雜，但若直接采用拋棄法，鎂鹽會導致二次污染，總體運行費用也較高。鈉鈣雙堿法采用NaOH和石灰(氫氧化鈣)兩種堿性物質做脫硫劑的脫硫方法。鈉鈣雙堿法綜合石灰法與鈉堿法的特點，解決了石灰法的塔內易結垢的問題，又具備鈉堿法吸收效率高的優點。海水脫硫：以海水作為吸收劑，節約淡水資源；被吸收的SO_x轉化成海水中的天然組分——硫酸鹽，廢棄物不做處理，成本低；缺點是對廢棄物排放要求高的區域，難以達到標準高。

由于船舶及柴油機工作特點，排放出的廢氣量隨負載變化，要求對廢氣脫硫設備運行中系統各部分有效的測試和控制，保證高脫硫效率。同時由于船舶遠航的特殊性，對廢氣脫硫設備各個部分的可靠性要求高，因此技術難度大。

如歐美等國已研究開發船舶柴油機排放廢氣脫硫及煙氣中顆粒物清洗裝備，應用鈉堿及海水法，通過噴淋堿性溶液或海水與SOx氣體進行中和反應來脫硫，同時清洗煙氣中的顆粒物。而中國在船舶柴油機排放廢氣脫硫設備方面目前還屬空白。

發明內容

根據船舶結構特點及工作條件，本發明提供一種船舶柴油機廢氣高效洗滌脫硫高可靠性噴淋液輸送與測控裝置，其結構緊湊、運行可靠，可使用含硫量小于3.5％柴油的船舶柴油機廢氣脫硫處理后含硫量小于0.1％，即脫硫效率達97.2％以上，滿足國際海事組織IMO要求執行的船用油硫含量新標準要求。

本發明的原理是：船舶柴油機排出的廢氣進入洗滌脫硫系統，通過系統各設備及工藝過程運行的控制及技術參數測試，使處理氣體中的硫氧化物與噴淋NaOH堿溶液處于最佳化學反應的條件及狀態，化學反應充分，最大限度降低硫氧化物排放，達到標準要求。反應產物Na₂SO₃隨噴淋液降至釜底，經洗滌、中和、處理、分離、回收。為減少系統設備故障，提高設備可靠性，基于可靠性設計對系統中的液體輸送與測控裝置進行了機械部件、電動部件、傳感器的串并聯組合設計，降低了設備故障概率，大幅度提高廢氣脫硫設備運行的可靠性。同時，為提高設備維護維修性能，根據船舶設備工作條件及特點，發明了殘留液回收結構裝置，對設備維修中管路及泵中殘留液進行有效回收處理，避免工作環境污染及影響周邊設備工作。