CN109395575A - 一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法及装置涉及船舶柴油机废气处理技术领域,具体涉及一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法及装置。一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法,包括以下步骤:在排放控制区内船舶尾气经三通阀进入氧化装置,使船舶尾气中的NO和SO2氧化成高价态的氮氧化物和硫氧化物;氧化后的废气进入废气洗涤装置,用吸收液洗涤脱去其中的NOx和SOx等污染物离;洗涤后的废水进入水处理单元处理。一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理装置,包括包括船舶主机、排气管道、余热锅炉、三通阀、氧化单元、电控装置、水处理单元、洗涤模块。本发明大幅提高了洗涤脱硝效率,设备紧凑可节省船舶有效空间,采用余热回收技术,能提高能量利用率。
Description
技术领域
本发明涉及船舶柴油机废气处理技术领域,具体涉及一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法及装置。
背景技术
随着船舶航运业的迅速发展,船舶废气排放量日益增多,对环境的危害日益严重。船舶低速柴油机减排技术,主要包括采用低硫燃油和废气洗涤技术两种。相对而言,采用低硫燃油比较方便,对船舶改动较小,可以满足IMO对船舶燃油硫含量的要求,但船用高低硫燃油之间差价巨大,使用低硫燃油成本太高,同时现有发动机使用低硫燃油存在粘度过低、容易磨损、润滑性差等问题,对发动机有一定的损害,且低硫燃油在炼制过程中会产生大量的CO2,加剧全球温室效应。
作为IMO认可的一种除去船舶废气中硫氧化物的有效方法,废气洗涤技术通过对燃用低质高硫重油产生的废气进行清洗,除去其中的SOx,满足IMO有关燃油硫含量的要求。由于船舶柴油机实际尾气中的NOx中90%以上都是NO,几乎不被水或碱液吸收。所以湿法脱硫具有很高的脱硫效率,但却难以同时脱硝。
目前,NOX的脱除主要选用选择性催化还原法SCR,用NH3将NO还原为N2。尾气联合脱硫脱硝采用洗涤脱硫耦合SCR的方法,由于发动机尾气脱硫后温度较低,而SCR反应需要较高的反应温度,需将尾气进行二次加热才能脱硝。
现有技术中,关于船舶污染物的一体化处理技术主要有:
专利“一种低温等离子协同催化氧化烟气中多种污染物的方法”CN106984148A,设计在固相催化氧化催化剂前的烟气中设置低温等离子体,经过等离子体作用后的烟气再经过固相催化氧化催化剂床层进行氧化。但该系统只涉陆用电站煤炭污染物处理技术领域,不能用于船舶发动机尾气处理技术领域,且脱除效率有限。
专利“等离子体一体化脱硫脱硝除尘的方法及装置”201310472661.X,提出了一种能够同时脱硫脱硝除尘的一体化处理方法。该方法利用等离子体法对锅炉烟气中的NO和SO2进行氧化处理,生成HNO3和H2SO4,随后通入氨气生成可回收铵盐。但该装置不适合处理流速较快的尾气,对于成分复杂的船舶尾气处理效果不佳。装置复杂,寿命短且不便于维护。
目前,对船舶废气NOx和SOx的研究和处理,多采用废气串联处理方法,设备背压高,体积巨大,对发动机正常工作影响较大,设备投资和运行费用都很高。
发明内容
本发明的目的在于提供体积小、重量轻,处理效率高的一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法及装置。
一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法,包括以下步骤:
(1)在排放控制区内船舶尾气经三通阀进入氧化装置,使船舶尾气中的NO和SO2氧化成高价态的氮氧化物和硫氧化物;
(2)氧化后的废气进入废气洗涤装置,用吸收液洗涤脱去其中的NOx和SOx等污染物离;
(3)洗涤后的废水进入水处理单元处理。
步骤(1)中,使船舶尾气中的NO和SO2氧化成高价态的氮氧化物和硫氧化物的氧化过程可采用等离子氧化,紫外线照射、催化氧化。
步骤(2)中,废气洗涤采用喷淋吸收方法,洗涤吸收物质可以是海水或者碱液。
步骤(3)中,水处理单元方法可以是物理闪蒸处理或者化学方法处理。
一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理装置,包括包括船舶主机、排气管道、余热锅炉、三通阀、氧化单元、电控装置、水处理单元、洗涤模块,船舶主机经过排气管道与余热锅炉相连,余热锅炉经过三通阀与氧化单元和洗涤模块相连,电控单元接于氧化单元一侧,氧化单元与洗涤模块侧面相接,水处理单元与洗涤模块相连。
洗涤模块可以采用一级或多级喷淋塔结构,或填料塔结构,洗涤塔是喷淋式,直列式或者U型结构。
本发明的有益效果在于:
1、本发明采用的一种船舶低尾气脱硫脱硝一体化处理系统,能同时处理NOx、SOx、CO等多种污染物,满足IMO有关船舶废气排放标准。
2、本发明采用氧化法,在保证硫氧化物高脱除效率下,将不易被洗涤液吸收的NO转化为易被吸收的NO2,大幅提高了碱液对NOx的洗涤脱硝效率。
3、由于使用一套装置同时脱除发动机废气中的SOx和NOx,本发明装置的体积和重量要明显小于分别脱硫和脱硝的装置的体积和重量之和,设备紧凑可节省船舶有效空间,对发动机影响小。
4、在对船舶尾气脱硫脱硝一体化处理的同时,还可以降低颗粒物的排放。
5、采用余热回收技术,能提高能量利用率,降低运营成本。
附图说明
图1一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
结合图1,本发明主要包括:船舶主机1、排气管道2、余热锅炉3、三通阀4、氧化单元5、电控装置6、水处理单元7、洗涤模块8。其特征是:
结合图1,本装置的废气脱硫脱硝一体化处理功能是这样实现的:船舶主机1排出的废气通过排气管道2进入余热锅炉3中,吸收废气余热以提高能量利用率。氧化单元5在电控装置6的控制下将船舶尾气中的NO和SO2氧化成高价态的氮氧化物和硫氧化物。氧化后的废气进入洗涤模块8进行喷淋处理,用海水或者碱液洗涤脱去其中的NOx和SOx等污染物,洗涤后的废水进入水处理单元处理7,达到对船舶柴油机尾气脱硫脱硝一体化处理的目的。
结合图1,本装置有两种运行模式:旁通模式和后处理模式。旁通模式下,当船舶在排放控制区外不需要处理废气时,三通阀4切换到旁通位置,此时发动机尾气直接旁通排入大气。
后处理模式下,当船舶在排放控制区ECA内需要处理废气时,三通阀4切换到后处理位置,此时发动机尾气经过后处理单元净化。本发明可以根据船舶运行区域切换不同模式,进而提高船舶营运经济性。
本发明以船舶发动机尾气处理为例进行说明,实际上本发明也适用于船舶上需要尾气处理的其他装置,本专利权利要求同样适用。
虽然本文中已经结合实施例对本发明进行了描述,但应该理解的是,本发明不局限于所公开的实施方式,而是在如所附权利要求中限定的一样涵盖其特征的各种组合或者修改已经包含在本发明的范围内的一些其他应用。
本发明的目的在于提供一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法,并提供了相应的处理装置,能同时处理NOx、SOx、CO和PM等污染物,达到对船舶柴油机尾气脱硫脱硝一体化处理的目的,满足IMO法规对船舶柴油机NOx和SOx排放的限制。
本发明采用的技术手段如下:
一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法,具体步骤如下:
(1)在排放控制区内船舶尾气经过余热锅炉回收能量后,经三通阀进入氧化装置,船舶尾气中的NOx和SOx氧化成高价态的氮氧化物和硫氧化物,便于被洗涤吸收。
(2)氧化后的废气进入废气洗涤装置,用海水或碱液洗涤脱去其中的NOx、SOx、CO等污染物。
(3)洗涤后的废水进入水处理单元处理,水处理方法可以是物理闪蒸处理或者化学方法处理,达到对船舶柴油机尾气脱硫脱硝一体化处理的目的。
所述氧化装置首先将船舶尾气中的NOx和SOx氧化成高价态的氮氧化物和硫氧化物。氧化可以采用等离子氧化,紫外线照射或者催化氧化等方法处理。
所述废气洗涤装置,洗涤物质可以是海水或者碱液(NaOH、MgOH等),洗涤塔的塔型可以是喷淋的,直列的或者U型等结构。
本发明的反应过程如下:
1、尾气脱硫过程
SO2+O2→SO3
OH+SO2→HSO3
OH+HSO3→H2SO4
SO3+H2O→H2SO4
2、尾气脱硝过程
O+HNO2→HNO3
O+NO→NO2
OH+NO2→HNO3
3、CO脱除过程
CO+O2→CO2
本发明还公开了一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理装置,所述装置包括船舶主机、排气管道、余热锅炉、三通阀、氧化单元、电控装置、水处理单元、洗涤模块。氧化单元在电控装置的控制下将船舶尾气中的NO和SO2氧化成高价态的氮氧化物和硫氧化物。氧化后的废气进入废气洗涤装置,用海水或碱液洗涤脱去其中的NOx和SOx等污染物,洗涤后的废水进入水处理单元处理,达到对船舶柴油机尾气脱硫脱硝一体化处理的目的。
在排放控制区内船舶尾气经三通阀进入氧化装置,船舶尾气中的NO和SO2氧化成高价态的氮氧化物和硫氧化物;氧化后的废气进入废气洗涤装置,用吸收液洗涤脱去其中的NOx和SOx等污染物,洗涤后的废水进入水处理单元处理,达到对船舶柴油机尾气脱硫脱硝一体化处理的目的。
所述氧化单元在余热锅炉后,且装在洗涤模块之前。主要作用是为了产生高价态的氮氧化物和硫氧化物,便于被洗涤吸收。
Claims (6)
1.一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在排放控制区内船舶尾气经三通阀进入氧化装置,使船舶尾气中的NO和SO2氧化成高价态的氮氧化物和硫氧化物;
(2)氧化后的废气进入废气洗涤装置,用吸收液洗涤脱去其中的NOx和SOx等污染物离;
(3)洗涤后的废水进入水处理单元处理。
2.根据权利要求1所述的一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所述的使船舶尾气中的NO和SO2氧化成高价态的氮氧化物和硫氧化物的氧化过程采用等离子氧化,紫外线照射或者催化氧化。
3.根据权利要求1所述的一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法,其特征在于:所述步骤(2)中,所述的废气洗涤采用喷淋吸收方法,洗涤吸收物质是海水或者碱液。
4.根据权利要求1所述的一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法,其特征在于:所述步骤(3)中,所述的水处理单元方法是物理闪蒸处理或者化学方法处理。
5.一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理装置,其特征在于,包括包括船舶主机、排气管道、余热锅炉、三通阀、氧化单元、电控装置、水处理单元、洗涤模块,船舶主机经过排气管道与余热锅炉相连,余热锅炉经过三通阀与氧化单元和洗涤模块相连,电控单元接于氧化单元一侧,氧化单元与洗涤模块侧面相接,水处理单元与洗涤模块相连。
6.根据权利要求5所述的一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理装置,其特征在于:所述的洗涤模块采用一级或多级喷淋塔结构,或填料塔结构,洗涤塔是喷淋式,直列式或者U型结构。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190301 |
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