[發明專利]一種綠色、高效船舶廢氣多污染物凈化系統及智能調控方法

在審

• 申請號: 202110346843.7
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112933965A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 丁少良;朱群娣
• 申請（專利權）人: 浙江程潤云環境科技有限公司
• 主分類號: B01D53/92
• 分類號: B01D53/92;B01D53/50;B01D53/64;B01D53/72;B01D47/06
• 代理公司: 南昌豐擇知識產權代理事務所(普通合伙) 36137
• 代理人: 張榮

本發明涉及一種綠色、高效船舶廢氣多污染物脫除凈化系統及智能調控方法，包括裝置部分、感知部分、控制部分和優化部分，裝置部分包括船舶柴油機、多污染物洗滌劑制備裝置、多污染物強化脫除裝置、多污染物洗滌殘液一體化凈化裝置和廢氣排氣筒；感知部分進行信息采集、預處理、整合、存儲、發放；控制部分通過實時運行工況和優化參數設定，進行關鍵操縱量調節、保證系統穩定達標和優化調節；優化部分包括污染物生成濃度和出口污染物濃度預測模型構建的計算平臺，實現航行環境頻繁變化、負荷頻繁波動下脫硫運行方式的智能切換，及系統運行關鍵參數的精確調節和優化調控，節能降耗、提高排放穩定性、減少環境污染物和資源消耗。

技術領域

本發明屬于船舶技術領域，特別涉及一種綠色、高效船舶廢氣多污染物凈化系統及智能調控方法。

背景技術

隨著國際貿易的逐步增長，船舶運輸行業也得到了快速發展。但與此同時，燃用石油產品的船舶廢氣帶來的環境污染問題也日益嚴重。大型遠洋船舶多以重油為燃料，其含硫量有的可達3.5％以上，廢氣中的硫氧化物(SOx)對環境造成了很大的影響。為降低船舶帶來的環境污染，海上環境保護委員會(MEPC)第58次會議上通過了MARPOL73/78公約附則VI關于減少船舶硫氧化物排放的修正案，明確要求：2015年1月1日起在硫氧化物(SOx)排放控制區內，燃油硫含量不能超過0.1％(m/m)，2020年1月1日起在硫氧化物(SOx)排放控制區外，燃油硫含量不能超過0.5％(m/m)。國際海事組織(IMO)海上環境保護委員會(MEPC)規定從規范生效日起未安裝脫硫裝置的船舶禁止攜帶含硫量超標的燃料油。

目前達到硫排放指標有兩種方法：一是使用低硫油或替代燃料，二是加裝船舶煙氣脫硫裝置。使用低硫油或替代燃料的成本較高，且需要對船舶燃油設備進行相應的技術改造。因此加裝船舶煙氣脫硫裝置是控制船舶SO₂排放的重要措施之一。

船舶廢氣濕式脫硫系統主要有三種技術形式：①開式脫硫系統使用海水作為吸收劑，海水呈弱堿性，可吸收排放煙氣中的SOx生成亞硫酸鹽，反應后的海水經曝氣等處理，滿足標準后排入大海；②閉式系統通過向循環水中添加氫氧化鈉或氫氧化鎂漿液等堿性吸收劑，吸收排放煙氣中的SOx，發生中和反應生成亞硫酸鹽和水；③混合式脫硫系統是將開始和閉式系統結合在一起，可自由切換開式和閉式系統。由于開式船舶脫硫技術直接引入海水參與反應后排回大海，對應用海域有較高要求，同時全球許多國家都對近海海域有排放禁令，近期中國海事局制定的《2020年全球船用燃油限硫令實施方案》公布，要求不得在我國船舶大氣污染物排放控制區內排放開式廢棄清洗系統洗滌水。

現有船舶尾氣脫硫系統低成本穩定實現二氧化硫達標排放面臨以下挑戰：①燃用高含硫量油品時導致二氧化硫難以穩定達標排放，同時改用低硫油或替代燃料的成本較高，且需要對船舶燃油設備進行相應的技術改造；②在船上可用空間小、脫硫吸收劑和副產物存儲量小等條件下實現低成本高效的船舶尾氣脫硫難度大；③船舶在海上航行過程中，由于船身振動、搖擺等現象發生會引起脫硫塔一定程度上的傾斜，進而使塔內氣液分布不均勻性增大，導致脫硫塔脫硫效率波動范圍大，時有超標；④船舶脫硫洗滌殘液中的重金屬離子、PAH和炭黑等細小顆粒等含量高，同時為防止洗滌殘液對海洋造成污染，海洋環境保護委員會(MEPC)對船舶廢氣洗滌脫硫設備的洗滌殘液排放做出了嚴格規定，排放要求高，導致后處理難度大；⑤混合式模式的選擇及投運主要根據人為判斷操作，控制系統的調節未能充分考慮到船舶海上運行環境的影響，如海水溫度、堿度，以及船舶搖晃等惡劣情況，無法做出提前預測，導致SO₂排放不達標，運行能耗大，船員操作強度高等問題。

發明內容