[發明專利]船舶尾氣脫硝工藝及系統、脫硫脫硝一體化工藝及系統

有效

• 申請號: 201610010261.0
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105536486B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 張拿慧
• 申請（專利權）人: 張拿慧
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/60;B01D53/56;B01D53/50;B01D47/06
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云

本發明屬于船舶尾氣處理與節能環保領域，具體為一種船舶尾氣脫硝工藝及系統、脫硫脫硝一體化工藝及系統，當船舶使用低硫油時，船舶尾氣脫硝工藝及系統能夠實現較高的脫硝效率，節省能耗，而當船舶使用硫含量較高時，將脫硫和脫硝結合在一起，達到較高的脫硫脫硝效率的同時大大節省了成本，滿足尾氣排放標準，船舶尾氣脫硝工藝，包括：（1）尾氣降溫（2）NO_X吸附（3）脫附吸附在吸附劑上的NO_X（4）低溫等離子體分解（5）吸收還原，船舶尾氣脫硫脫硝一體化工藝，包括：（1）尾氣降溫（2）洗滌水洗滌（3）鈉堿吸收（4）NO_X吸附（5）脫附吸附在吸附劑上的吸附水（6）脫附吸附在吸附劑上的NO_X（7）低溫等離子體分解（8）吸收還原。

技術領域

本發明屬于船舶尾氣處理與節能環保領域，具體為一種船舶尾氣脫硝工藝及系統、脫硫脫硝一體化工藝及系統。

背景技術

21世紀我國面臨的最嚴峻挑戰之一就是環境問題，其中大氣污染因嚴重破壞地球生態系統健康以及威脅人體健康安全而越來越受到人們的高度關注。隨著全球船舶航運業的快速發展，船舶排放的尾氣對大氣造成的污染也日趨嚴重。船舶排放的尾氣主要以硫氧化物（SO_x）和氮氧化物（NO_x）為主，它們能夠引起環境酸化，破壞對流層臭氧，營養富集等不良影響，對全球人類健康造成危害。為了防止船舶造成的空氣污染以及加強對海洋生態環境的保護，國際海事組織（IMO）制定了一系列船舶防污染公約以限制船舶尾氣的排放。為了滿足IMO的排放限值，必須對船舶排放的尾氣進行凈化處理。因此，船舶尾氣處理已迫在眉睫，研發高效、節能、環保的脫硫脫硝處理系統具有重大的現實意義。

目前，船舶尾氣處理技術大致可以分為三大類：單獨脫硫、單獨脫硝和脫硫脫硝一體化。

脫硫技術主要有石膏法、旋轉噴霧干燥法、海水法、鈉堿法等。石膏法是利用石灰石漿液吸收SO₂生成CaSO₃，經氧化轉變為CaSO₄排出收回，但存在初期投資大、設備占地面積大、系統復雜、需要在船上儲備石灰石等問題。旋轉噴霧干燥法是利用旋轉噴霧吸收塔將霧化的尾氣與熟石灰漿液接觸進行脫硫，但存在脫硫效率不高，脫硫后產物容易腐蝕、堵塞設備等問題。海水法是利用海水自身的堿度來吸收SO₂，該方法高效環保、經濟性和可靠性高，但存在設備占地大、脫硫效果受海水鹽度影響大、腐蝕設備等問題。鈉堿法是利用NaOH和SO₂生成Na₂SO₃，經氧化轉變為Na₂SO₄排出收回，該法是目前脫硫的主流的方法，已經成功應用到船舶尾氣脫硫處理中。

脫硝技術主要有液體吸收法、固體吸附法和催化法等。液體吸收法主要是利用酸、堿和絡合物吸收NO_x，該方法具有工藝設備簡單、能耗低、一次性投資成本低等特點，但存在脫硝效率不高、需要投加額外氧化劑、吸收劑循環再生困難等問題。固體吸附法是通過物理吸附的方式來脫除NO_x，吸附劑的性能是影響NO_x脫除的關鍵。隨著新型吸附劑不斷的被研發出來，使得該方法具有一定的應用前景。催化法是目前較為成熟的脫硝技術，又可分為選擇性催化還原法（SCR）和選擇性非催化還原法（SNCR）。SCR法是利用還原劑氨類物質在催化劑作用下，將NO_x還原為無毒污染的N₂和H₂O，該法脫硝效率能夠達到90%以上，但存在設備龐大、初期投資巨大和運行費用高等問題，且氨在船上儲運會給船舶安全帶來隱患，特別是當尾氣中有SO₂存在時，會和氨反應生成硫酸氨，污染催化劑和堵塞催化反應器的通道。SNCR法是在高溫（通常在900~1200^oC）、無催化劑的條件下向尾氣中噴射還原劑將NO_x還原為N₂和H₂O，該方法最主要的特點是不需要使用催化劑，但存在脫硝效率不高（一般只能達到50%）、能耗高、過量的還原劑造成二次污染等問題。