[發明專利]船用柴油機尾氣和EGR廢氣聯合洗滌系統

在審

• 申請號: 201711464237.5
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107930398A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 張文博;宋雅麗;顏峰
• 申請（專利權）人: 中船動力研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/92
• 分類號: B01D53/92;B01D53/50;B01D53/96;B01D47/06;B01D50/00;C02F9/04;F02M26/35;C02F103/18
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 張寧展

技術領域

本發明涉及船用柴油機，特別是一種船舶柴油機尾氣和EGR廢氣聯合洗滌系統。

背景技術

目前，隨著Tier 3法規的陸續實施，船舶領域對脫硫的需求已經顯現，對脫硫的需求有兩個方面：

一是船舶尾氣脫硫。目前，IMO規定ECA區域船舶燃油含硫量需低于0.1％，非ECA區域燃油含硫量低于3.5％。到2020年，全球范圍內非限制區域的燃油含硫量將限制在0.5％以內(也可能在2018年決定推遲到2025年實施)，這些含硫量限制的指標也被允許通過使用后處理脫硫裝置來實現，以使尾氣含硫量等于或低于使用該指標含硫量的燃油所排放的硫濃度。低硫燃油價格昂貴，而且由于低硫燃油粘度較小，無法直接應用在現有船舶主機上，需對船舶管系進行改裝，增加燃油冷卻系統，亦增加成本。所以目前船舶廢氣脫硫已經成為國內外重要的研究方向。

二是船舶的廢氣再循環(簡稱為EGR)系統脫硫。由于IMO對ECA區域的氮氧化物的排放濃度做出了嚴苛的規定，為達成該規定的指標，EGR、SCR、雙燃料機型三種技術手段必須三選一。EGR系統中廢氣在循環進入掃氣集管之前，必須脫除廢氣中所含的SO₂和顆粒物，以防止對燃燒室部件的損壞，對滑油潤滑功能產生不利影響，對主機的可靠性、壽命產生不利影響。

船舶仍采用含硫量3.5％的重油作為燃料，若要滿足ECA區域0.1％含硫量的要求，船舶尾氣洗滌效率需要大于97％；EGR系統中的廢氣洗滌效率一般也需達到95％以上，這對洗滌器的洗滌效率提出了極高的要求，普通的洗滌器如噴淋塔、填料塔無法達到如此高的要求，一般使用多級噴淋、增加填料、提高循環液堿度等方式增加洗滌效率，這樣就會導致洗滌塔設備體積、重量增大，也提高了設備對耐腐蝕性的要求。使用海水可以有效去除廢氣中的SO₂，但海水洗滌的洗滌效率不高，而且對含硫量高的廢氣洗滌效果也不是很好。

本發明采用了一種極高效的洗滌設備——動力波洗滌器，可以有效提高海水脫硫率，并在海水洗滌的基礎上增加堿液補充和強化洗滌的措施以應用在不利于洗滌效率的特殊工況。

發明內容

本發明的目的在于提供一種船舶柴油機尾氣和EGR廢氣聯合洗滌系統，該洗滌系統在滿足高洗滌效率的同時，最大限度地減少堿性物質消耗量，以達到EGR系統對脫硫效率的要求同時達到法規對船舶尾氣硫排放的要求。

本發明的技術解決方案如下：

一種船舶柴油機尾氣和EGR廢氣聯合洗滌系統，柴油機廢氣輸出結構包括排氣集管、掃氣集管、船舶余熱鍋爐、增壓器和柴油機空冷系統，其特點在于：還包括EGR廢氣洗滌系統、船舶尾氣洗滌系統、洗滌水供給和處理系統：

所述的EGR廢氣洗滌系統自上而下依次是切斷閥、空冷器清洗裝置、空冷器、陣列式動力波洗滌器、空間、洗滌液緩沖箱，所述的切斷閥的另一端與所述的排氣集管相連，所述的空間的一側經第一滴水分離器、第一鼓風機、換向調節閥與所述的掃氣集管相通，在第一鼓風機和換向調節閥之間的管路上設有第一硫化物濃度監測傳感器，所述的洗滌液緩沖箱的底出口經管路與所述的船舶尾氣洗滌系統的一級曝氣池相通；

所述的船舶尾氣洗滌系統包括動力波洗滌塔，該動力波洗滌塔內自上而下依次是第二滴水分離器、噴淋噴嘴、空腔、一級曝氣池，該動力波洗滌塔的一側有單根逆噴管，該單根逆噴管的上端口經煙氣流量計與船舶的尾氣輸入管道相通，該尾氣輸入管道分別與所述的余熱鍋爐、燃油鍋爐廢氣相通，所述的余熱鍋爐分別與發動機廢氣、排氣集管相通，在所述的單根逆噴管內自上而下依次是第一動力波大噴嘴和第二動力波大噴嘴，所述的一級曝氣池經管道與二級曝氣中和池相通，所述的動力波洗滌塔之頂經第二鼓風機與大氣相通，在第二鼓風機的輸出管路上設有第二硫化物濃度監測傳感器；

所述的洗滌水供給和處理系統包括混合箱、二級曝氣中和池、堿液箱、固液分離系統、堿液流量計、洗滌液供給泵、海水供給泵、堿液供給泵和廢液排放泵，所述的堿液箱經第一堿液供給泵、第一堿液流量計與所述的混合箱相通，該混合箱經第一洗滌液供給泵與所述的第一動力波大噴嘴和第二動力波大噴嘴相通，該混合箱經第二洗滌液供給泵與所述的噴淋噴嘴相通，該混合箱經第三洗滌液供給泵與所述的動力波噴嘴相通，所述的堿液箱經第二堿液供給泵、第二堿液流量計與所述的二級曝氣中和池相通，該二級曝氣中和池的輸出口經所述的固液分離系統(8)、廢液排放泵輸出，所述的第三鼓風機的輸出端經管道分別與所述的一級曝氣池、二級曝氣中和池相通。

所述的第一動力波大噴嘴和第二動力波大噴嘴的洗滌液噴射方向與氣流方向相反。