[發明專利]船舶廢氣脫硫脫硝一體化處理裝置及具有該裝置的船舶

在審

• 申請號: 201911269216.7
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN112933929A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 于航;張文濤;蘇玉棟;劉城君;宋瑞國
• 申請（專利權）人: 青島雙瑞海洋環境工程股份有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/60;B01D47/06
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 蔡光仟

本發明提供一種船舶廢氣脫硫脫硝一體化處理裝置，包括吸收塔，分為底部、中部和頂部三段結構；第一噴淋層，設置于所述吸收塔內的底部區域，用于洗滌廢氣中的顆粒物質和油類物質，同時降低廢氣的溫度；第二噴淋層，設置于所述吸收塔內的中部區域，用于將廢氣中的NO氧化成NO₂，以及將廢氣中的SO₂氧化成SO₃；第三噴淋層，設置于所述吸收塔內的頂部區域，用于將廢氣中的SO₂和SO₃吸收到噴淋液中；風帽導流裝置，設置于所述吸收塔內的底部區域、中部區域和頂部區域的每個區域內，且位于對應的噴淋層下方，用于引導改變煙氣流向和防止噴淋下來的洗滌液噴淋或倒灌進入排煙管路。

技術領域

本發明涉及船舶廢氣處理領域，尤其涉及一種船舶廢氣脫硫脫硝一體化處理裝置。

背景技術

隨著經濟全球化的發展，國際貿易和船舶運輸業發展迅速，船舶噸位不斷增加，隨之而來的是船舶柴油機廢氣排放量的迅速增加，船舶廢氣排放造成的環境污染日趨嚴重，其中以氮氧化物(NO_x)和硫氧化物(SO_x)的排放對環境和人類造成的危害最為直接。為了減少船舶廢氣排放造成的大氣污染，國際海事組織(IMO)及其海上環境保護委員會(MEPC)頒布法規對船舶柴油機氮氧化物和硫氧化物的排放標準進行了嚴格的限制。

目前，IMO認可的能夠滿足排放標準的氮氧化物(NO_x)減排技術主要有兩種：選擇性催化還原(SCR，selective catalytic reduction)技術和廢氣再循環(EGR，exhaust gasrecirculation)技術。SCR技術利用還原劑在催化劑作用下將廢氣中的NOx轉化為對環境無害的氮氣和水，該技術相對成熟，減排效果好，但處理裝置體積大，會占用船舶主機周圍空間，催化劑需要根據運行時間定期更換，運行和維護成本也較高。EGR技術的原理是將發動機40％的排氣洗滌處理后重新引入氣缸，增大氣缸內混合氣的比熱容，降低缸內壓縮終點溫度和最高燃燒溫度，從而達到減小氮氧化物生成的目的。該系統適用于大功率的船舶主機，需要對船舶主機進行改造，系統運行過程中還會產生洗滌廢水，加裝廢水處理裝置也會占用船舶的有效空間。

硫氧化物(SOx)減排技術主要包括采用低硫燃油和廢氣清洗技術兩種。采用低硫燃油是最直接的滿足IMO排放法規要求的方法，但船用低硫燃油價格昂貴，燃燒使用低硫燃油成本太高，同時低硫燃油粘度低、潤滑差等缺點會對主機造成一定的損害。廢氣清洗技術作為另一種IMO認可的履約方法，采用加裝脫硫塔的方式對燃燒產生的廢氣進行清洗，去除SO_x和顆粒物質，滿足排放法規。目前已經實船應用的廢氣清洗系統根據其運行模式分為開環法(Open Loop)、閉環法(Closed Loop)以及復合法(Hybrid)，技術成熟穩定，但整套系統存在體積較大，占用船舶現有空間，運行和維護需要一定費用等問題。

在申請號為201710717245.X，發明名稱為“一種新型噴淋塔同時脫除船舶尾氣NOx和SO₂的裝置及方法”的申請文本中提出了一種船舶柴油機NO_X和SO_X聯合減排控制方法，脫硫吸收劑采用過硫酸鈉氧化和尿素還原相結合的技術將NOx氣體中的NO氣體最終以N₂的形式去除。整套裝置由硫酸鈉海水溶液混合器、脫硫脫硝試劑混合器、過硫酸鈉存儲、噴淋塔等一系列設備構成，運行工藝復雜，輔助配套設備較多，占用船上空間，過硫酸鈉氧化船舶廢氣中的NOx這個反應過程中的最佳溫度難以精確控制，加之船舶主機功率變化，實船應用推廣有一定難度和局限性。

在申請號為201210532709.7，發明名稱為“一種船用燃機煙氣脫硫脫硝一體化方法及設備”的申請文本中采用二氧化氯的方法脫除SO₂和NO，二氧化氯由二氧化氯發生器產生，二氧化氯發生器系統組成較為復雜，用于制備二氧化氯的原材料具有很強的氧化性，對系統塔體和管路的腐蝕影響較大。二氧化氯溶液具有很強的刺激性氣味，長期使用會嚴重污染船員的生活環境。該種類化學物質屬于高度危險的化學品，在船上的使用受到嚴格的限制。