[發(fā)明專利]一種新型的船舶廢氣多污染物聯(lián)合脫除方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410679932.3
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104492211A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘新祥;楊少龍;韓志濤;嚴(yán)志軍
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號: B01D50/00
• 分類號: B01D50/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船舶造成大氣污染防治技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型的船舶廢氣多污染物聯(lián)合脫除方法及其裝置。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計資料顯示，當(dāng)前世界90％以上的國際貿(mào)易是通過海上運(yùn)輸來完成的，其中絕大多數(shù)的商船均采用柴油機(jī)作為船舶主動力推進(jìn)裝置與發(fā)電裝置的原動機(jī)。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近幾十年來，船舶排放廢氣已經(jīng)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計，在全球范圍內(nèi)，船舶柴油機(jī)廢氣排放所造成的大氣污染約占整個大氣污染的5-10％，在港口城市等局部地區(qū)甚至高達(dá)30-40％。據(jù)國際海事組織(IMO)2010年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，船舶廢氣年排放NOx約占世界排放總量的7％，年排放SOx約占世界排放總量的4％。

面對如此嚴(yán)峻的船舶廢氣造成的大氣污染，IMO于1997年就對《MARPOL73/78公約》修訂，增加附則VI《防止船舶造成大氣污染規(guī)則》，后于2008年又進(jìn)一步修訂，并于2010年生效實(shí)施，旨在通過漸進(jìn)式的降低船舶排放標(biāo)準(zhǔn)，減少船舶造成的大氣污染。

為了滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求，尤其是在排放控制區(qū)內(nèi)的減排要求，遠(yuǎn)洋船舶紛紛通過各種機(jī)內(nèi)或者后處理的方式來凈化廢氣，減少大氣環(huán)境污染。當(dāng)前，國內(nèi)外各大公司和科研院所廣泛開展船舶廢氣處理技術(shù)的研究與應(yīng)用。典型的脫硝技術(shù)有選擇性催化還原技術(shù)(SCR)、廢氣再循環(huán)技術(shù)(EGR)等，典型的脫硫技術(shù)有海水洗滌、鈉堿法洗滌、鎂基海水洗滌等，盡管在單一的脫硫(或脫硝)處理技術(shù)方面已經(jīng)取得一定成果，但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中還是存在一些問題。

脫硝方面：專利號201110120210.0《具有廢氣凈化系統(tǒng)的大型二沖程柴油發(fā)動機(jī)》、專利號201210167099.5《用于廢氣后處理的設(shè)備和方法》和專利號201280045211.6《排氣系統(tǒng)和選擇性催化還原方法》等，這些發(fā)明均通過優(yōu)化十字頭式大型渦輪增壓二沖程柴油發(fā)動機(jī)排氣管系，安裝SCR來實(shí)現(xiàn)高效脫除廢氣中的氮氧化物，但卻存在脫硝投資和運(yùn)營成本較高、氨過量泄漏到大氣造成污染、反應(yīng)溫度窗較窄和催化劑的抗硫中毒等問題；專利號201210512258.0《基于EGR高壓腔的增壓柴油機(jī)系統(tǒng)》、專利號201310277375.8《一種連續(xù)可控模塊化廢氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)》等均提供了基于EGR的船舶柴油機(jī)廢氣脫硝系統(tǒng)，能在一定程度上降低船舶廢氣氮氧化物排量，但均未對再循環(huán)廢氣進(jìn)行有效地預(yù)處理，犧牲了柴油機(jī)熱效率，同時由于吸入顆粒物和硫氧化物增多也加速了柴油機(jī)的腐蝕磨損。

脫硫方面：專利號201010133220.3《具有廢氣洗滌器的大型二沖程柴油發(fā)動機(jī)》，該發(fā)明通過在廢氣凈化洗滌器中噴灑掃氣加濕單元返回的高鹽度海水來提高船舶廢氣中硫氧化物的吸收效果，減少海水的用量和脫硫耗能；專利號EP2738364《一種廢氣洗滌器》、專利號201410146023.3《一種用于處理船舶排放廢氣的系統(tǒng)》和專利號201310259906.0《一種船舶柴油機(jī)廢氣洗滌脫硫的設(shè)備》，均采用鈉堿洗滌系統(tǒng)將氫氧化鈉和雙氧水作為洗滌劑，去除船舶廢氣中的硫氧化物，但卻需要隨船存儲大量的化學(xué)物質(zhì)、占用船舶有效空間，且降低船舶安全性。此外，上述專利描述的濕法洗滌技術(shù)除脫硫之外，雖能同時去除較多的廢氣顆粒物，但洗滌廢液的二次污染和廢液中顆粒物的分離和回收難度均較大，需要額外附加一套復(fù)雜的離心分離處理設(shè)備(如專利號US?2013/0157833,《一種用于濕法洗滌廢液的清潔裝置》(CLEANING?APPARATUS?FOR?GAS?SCRUBBER?FLUID))，增加了整套系統(tǒng)的復(fù)雜度和維護(hù)管理難度。

除此之外，對于船舶排放的大量顆粒污染物尚無針對性地脫除裝置。目前典型的煙氣除塵技術(shù)有旋風(fēng)分離、靜電除塵等，還只是局限應(yīng)用到陸地燃煤電廠和工業(yè)鍋爐的煙塵處理，如專利號201210023628.4《旋風(fēng)分離裝置》、專利號201310429964.3《一種高速渦旋電場旋風(fēng)分離方法及旋風(fēng)分離器》和專利號201110201846.8《一種常溫半干式煙氣凈化方法及系統(tǒng)》等。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出的現(xiàn)有技術(shù)存在設(shè)備投資和運(yùn)營成本高，裝置體積龐大，存在二次污染和降低船舶安全性以及現(xiàn)有廢氣再循環(huán)技術(shù)(EGR)中再循環(huán)廢氣潔凈程度不夠，從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)熱效率降低等技術(shù)問題，而提供一種新型的船舶廢氣多污染物聯(lián)合脫除方法及其裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：