[發(fā)明專利]一種基于海水法船舶尾氣脫硫脫硝一體化去除裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710769781.4
• 申請(qǐng)日: 2017-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN107456856B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周松;席鴻遠(yuǎn);朱元清;周金喜;王占廣;高瑞鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D53/78
• 分類號(hào): B01D53/78;B01D53/60;G05D23/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明為一種基于海水法船舶尾氣脫硫脫硝一體化去除裝置及方法，利用海水中的氯離子和碳酸根離子對(duì)氧化性試劑過硫酸鈉進(jìn)行活化，利用尾氣余熱強(qiáng)化海水過硫酸鈉溶液的活化，活化后的過硫酸鈉溶液與尿素溶液混合，在氣旋式洗滌塔11內(nèi)與煙氣進(jìn)行混合接觸，利用濕法氧化技術(shù)和還原技術(shù)相結(jié)合方式達(dá)到同時(shí)脫硫脫硝的目的。最終的脫除產(chǎn)物為硫酸鹽和氮?dú)猓K產(chǎn)物無害且經(jīng)過簡單處理和檢測(cè)后即可直接排外。氣旋式洗滌塔11采用氣旋技術(shù)，使煙氣沿塔壁切向進(jìn)入氣旋式洗滌塔11內(nèi)部，形成旋轉(zhuǎn)上升氣流，增加了煙氣的駐留時(shí)間，增加了氣液反應(yīng)時(shí)間，增加了處理效果，同時(shí)有效的減少了塔高，減少了占地面積。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船舶柴油機(jī)廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于海水法船舶尾氣脫硫脫硝一體化去除裝置及方法。

背景技術(shù)

重質(zhì)的燃料油是船用柴油機(jī)的普遍燃料，重質(zhì)燃油在燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，有害氣體成分為NOx(主要為NO)和SOx(主要為SO₂)，這些氣體易引起酸雨和光化學(xué)煙霧，危害人體健康及環(huán)境。為此，國際海事組織制定了一系列防污染公約，對(duì)船舶尾氣中有害成分排放進(jìn)行嚴(yán)格限制。同時(shí)，各國也在積極開發(fā)船舶尾氣處理裝置，對(duì)尾氣中的NOx和SOx進(jìn)行處理。

當(dāng)前船舶尾氣處理的方法存在如初期投資大、占地面積大、系統(tǒng)管理復(fù)雜、設(shè)備易腐蝕、催化劑泄漏以及海域鹽度影響等問題。因此，開發(fā)一種適用于船舶尾氣脫硫脫硝一體化技術(shù)成為近年來研究的熱點(diǎn)。對(duì)于現(xiàn)行方法中，濕法同時(shí)脫硫脫硝具有設(shè)備簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，得到了相關(guān)研究人員的重視，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的船舶尾氣控制技術(shù)。尾氣中的NOx氣體中主要成分是難溶于水溶液的NO氣體，想用濕法同時(shí)達(dá)到脫硫脫硝的目的必須解決NO的溶解問題。現(xiàn)有技術(shù)中氧化法能夠很好的解決此類問題，該方法是通過氧化劑先將NO氧化成易溶于水溶液的高價(jià)態(tài)的氮氧化物，隨后利用吸收劑進(jìn)行吸收。

申請(qǐng)?zhí)枮?01310683163.X的專利提出了一種利用煙氣余熱高溫活化過硫酸鈉的脫硫脫硝的系統(tǒng)及方法，該方法主要利用煙氣的余熱進(jìn)行過硫酸鈉的活化產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的活性硫酸根自由基，對(duì)煙氣中的NOx和SO₂進(jìn)行處理，最終的產(chǎn)物為硫酸和硝酸。根據(jù)IMO規(guī)定洗滌水處理系統(tǒng)應(yīng)防止硝酸鹽的排放超過清除廢氣中12％NOx所對(duì)應(yīng)的硝酸鹽量或60mg/L，排放洗滌水的PH值不小于6.5。該方法的最終產(chǎn)物為硝酸和硫酸兩種強(qiáng)酸，對(duì)設(shè)備的抗酸腐蝕性要求較高，對(duì)于船舶而言，在有限的空間放置兩種高強(qiáng)酸增加了船舶航行的危險(xiǎn)系數(shù)。并且兩種強(qiáng)酸的保存設(shè)備也將占據(jù)船舶的有效空間。尾氣余溫溫度較高，過硫酸鈉的活化溫度不是越高越好，該裝置很難控制有效的活化溫度，達(dá)到最優(yōu)活化。

申請(qǐng)?zhí)枮?01510192027.X及申請(qǐng)?zhí)枮?01520244728.9的專利提出一種預(yù)氧化技術(shù)與濕法技術(shù)相結(jié)合，由雙氧水、過硫酸銨、過硫酸鈉和過硫酸鉀的一種或兩種以上的混合溶液為脫硫脫硝主試劑，在帶有紫外燈的撞擊流反應(yīng)器中對(duì)尾氣中的SO₂、NOx和Hg有害物質(zhì)進(jìn)行去除的技術(shù)。撞擊流技術(shù)適用于堿液脫硫的快速不可逆化學(xué)吸收過程，但是脫硫效率較低，脫硝效率更是不能夠滿足排放法規(guī)要求。并且，撞擊流反應(yīng)器的主要反應(yīng)區(qū)是在撞擊區(qū)域內(nèi)，撞擊也面經(jīng)常會(huì)發(fā)生偏移，不能夠達(dá)到理想的分布和處理效果。煙氣中的雜質(zhì)會(huì)覆蓋在紫外輻照等的表面，阻礙紫外輻照技術(shù)的活化作用，需要定期維護(hù)，增加了維護(hù)成本。催化劑活化更是增加了脫硫脫硝技術(shù)的成本費(fèi)用，且催化劑的加入會(huì)引入新的離子成分，增加廢液處理單元的工作負(fù)荷，使成本增加。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410240142.5的專利提出了一種利用臭氧活化過硫酸鹽的煙氣凈化方法和裝置。專利中煙氣中的臭氧與溶液中的過硫酸鹽在鼓泡-噴淋兩段式反應(yīng)器內(nèi)接觸后產(chǎn)生強(qiáng)氧化自由基用來脫除煙氣中的SO₂、NOx、汞、H₂S和VOCs等有害物質(zhì)。該專利所述裝置及方法加大了尾氣處理的設(shè)備投資，臭氧需要現(xiàn)用限制，增加臭氧發(fā)生裝置不但加大了設(shè)備投資，更增加了占地面積，減少了船舶有效的空間。且該方法所處理的終產(chǎn)物成分較為復(fù)雜，需要通過后處理單元回收，在船舶上也設(shè)有相應(yīng)的收集單元，這也同時(shí)增加了船舶尾氣控制裝置的占地面積。