[發明專利]一種高比表面積船舶煙氣海水脫硫工藝及系統

在審

• 申請號: 202110228104.8
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN112933881A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 劉昌豹;李春虎;李棟
• 申請（專利權）人: 威海普益船舶環保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/18;B01D53/94;B01D53/50
• 代理公司: 威海恒譽潤達專利代理事務所(普通合伙) 37260
• 代理人: 林楠

一種高比表面積船舶煙氣海水脫硫工藝及系統，用于對含硫船舶柴油機排出的煙氣進行脫硫處理，包括以下步驟：在洗滌塔的內部裝入高比表面積親水填料，從洗滌塔的上部向洗滌塔的內部噴淋海水；將煙氣注入到洗滌塔的下部，煙氣與海水及高比表面積親水填料在洗滌塔的內部逆流接觸，進行脫硫反應，得到廢海水和潔凈煙氣；廢海水經洗滌塔的底部排出，潔凈煙氣經洗滌塔的頂部排放，解決了傳統的脫硫方法存在著因脫硫設備體積較大和脫硫方式復雜，從而導致脫硫效果較差的技術問題，可廣泛的應用于船舶廢氣處理與節能環保領域。

技術領域

本申請涉及船舶廢氣處理與節能環保領域，尤其涉及一種高比表面積船舶煙氣海水脫硫工藝及系統。

背景技術

目前，全球范圍內有85％的貨物是通過海上運輸完成的，全球有AIS船位的船舶大約有38萬艘，萬噸以上的船舶約有2.6萬艘。中國籍國際航行船舶4309艘，萬噸以上船舶1345艘，中國船東控制的船舶6103艘，萬噸級以上船舶2517艘。中國境內一周活躍船舶12.17萬艘。全球1萬載重噸以上的船舶中，干散貨船占38.85％，集裝箱船占17.09％，油船占13.16％。這些船舶中以重質柴油為燃料的柴油機船舶保有量最多，船舶柴油機技術成熟，全球燃料供應鏈和船舶維修保養鏈最為完善，分布最廣，技術人員和操作規程配置最好，幾乎可以全球港口任意到達。據計算和統計航運船只每年約消耗3億噸燃料油，由此產生大量含硫、硝和二氧化碳的廢氣。另據英國《經濟學人》雜志的文章，15艘噸位最大的遠洋巨輪排放的硫、氮氧化物就超出全球汽車的排放。因此全球遠洋貨輪都必須進行改造才能滿足IMO排放限制。目前船舶煙氣脫硫有多種可選對策：1、使用清潔低硫燃油，但清潔低硫燃油的高價格，如含硫0.5％海運輕柴油比含硫3.5％海運輕柴油的價格高1.16倍，由于高熱值和高粘度的重質柴油含有大量2,4二苯并噻吩等高位阻硫化物，其脫硫費用很高，這一差價一般會長期保持70-300美元/噸，高昂的低硫價格船運公司難以接受，況且低硫柴油對柴油機的工作參數、熱值、管道泄漏、潤滑性以及船員健康等均有一定的影響，也不利于船用柴油機的保養。2、安裝洗滌器脫除煙氣中的污染物質，目前該法是普遍公認的最有前途的方法之一。通過在煙氣出口安裝洗滌塔將煙氣中的各種有害污染物統統脫除，包括，煙碳、SO2、NOx、VOCs以及部分CO2等，其運行成本和投資與燃油硫含量成反比，燃油硫含量低，相應的洗滌塔投資和運行成本也低。這就避免了低硫燃油與高硫燃油的差價變小，選用低硫燃油可能導致的運行成本上漲，而是選用低硫燃油時煙氣凈化洗滌塔同步運行費用也急劇下降；3、采用雙燃料系統，在公海航行中采用高含硫的重油，而在離海岸200海里內采用低含硫量的輕柴油，顯然該法只能是一個過渡措施，隨著實時檢測手段的完善，船舶在公海航行中的煙氣污染排放也將受到限制；4、岸電使用技術，船舶在靠泊期間停止使用船舶上的柴油發電機，改用陸地電源供電，從而減少廢氣排放量，很顯然，該法只能船舶靠岸才有效；5、廢氣再循環技術(EGR)與共軌電控燃油噴射技術，可以降低部分NOx的排放，但增加燃油消耗與PM含量，目前還沒有大規模采用；6、采用LNG動力系統，脫硫可滿足IMO要求，但脫硝無法滿足，船舶建造費用高，對安全性要求高。其經濟性和安全性仍有待時間檢驗。

通過以上分析，可以得出安裝海水洗滌器脫除船舶煙氣中的污染物質是普遍公認的最好方法之一。2020年2月20日在倫敦的一次研討會上討論了洗滌塔的可靠性及其降低排放的效率，歐洲三大船東以其200多艘船裝脫硫洗滌塔實際總結，煙氣洗滌塔處理廢氣應用前景廣泛。

海水脫硫技術始于上世紀70年代，并很快在歐洲、美洲、亞洲等沿海電廠推廣應用。眾所周知，天然海水中含有大量的可溶性鹽，通常呈堿性，自然堿度為1.2～2.5mmol/L,具有天然的酸堿緩沖能力及吸收SO₂的能力，這是海水直接用于煙氣脫硫的理論依據。