CN116571067A - 一种船舶尾气外接处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船舶尾气外接处理装置，其特征在于，包括：船舶尾气处理单元、尾气监测单元和中央控制单元；所述船舶尾气处理单元，用于处理船舶尾气；所述尾气监测单元，用于监测所述船舶尾气的污染因素，所述污染因素包括：船舶尾气的污染物浓度、气压和温度；所述中央控制单元，用于基于所述污染因素，实时调整所述船舶尾气处理单元的参数，实现自动控制；所述船舶尾气处理单元分别与所述尾气监测单元和所述中央控制单元连接；所述尾气监测单元与所述中央控制单元连接。本发明用于解决船舶无法接用岸电的情形，优点在于对船舶无要求且可以实现处理工艺的自动控制，减少船舶靠泊期间的大气污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及尾气处理技术领域，特别是涉及一种船舶尾气外接处理装置。
背景技术
减少靠港船舶尾气污染的一个重要举措是接用岸电，由于岸电使用成本、安全、繁琐等问题，港方和船方的接用岸电意愿均不高，导致岸电这一船舶大气污染减排措施的实施效果大打折扣。由于欧美沿海的国际船舶大气污染物排放控制区内的排放标准更加严格，部分需要进入控制区的远洋船舶安装了脱硫、脱硝的船舶尾气后处理装置，船舶尾气后处理技术十分成熟。目前，国际上个别大气污染相对严重的港口正在尝试将船舶尾气后处理装置作为岸电的等效替代措施，对无条件或借故推脱接用岸电的船舶进行尾气捕集上岸处理，堵住环保漏洞。然而，由于硬件、工艺、控制要求的区别，成熟的船上尾气后处理装置不能直接照搬到岸上使用。在硬件方面，船上尾气后处理装置是在排气管道中截取一段并插入，这种形式不适用岸上的外接处理情形。在工艺方面，船上尾气后处理装置一船一设计，根据船舶尾气排放量和污染物组成特点做适配性设计，而岸上的外接处理装置应多船一设计，要求能够普遍适用于各种船舶，极大增加了工艺的复杂程度。在控制方面，船上尾气后处理装置因量身定制，故而可以仅根据发动机工况设定参数相对简单的控制模式，而岸上的外接处理的控制模式因船而异，需要基于实时的温度、压力、浓度等参数监测，动态调整控制参数。因此，有必要针对岸上的外接处理需求，创新研制专门用于船舶尾气外接处理的装置。
发明内容
本发明的目的是针对上述港口岸电使用中存在的问题，为了提出一种安全、可靠地解决靠港船舶大气污染的等效替代措施，并且普遍适用于各种类型、大小的船舶，本发明基于已有、成熟的船舶尾气处理工艺，研制了一种非订制化、适应性强的船舶尾气外接处理装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种船舶尾气外接处理装置，包括：
船舶尾气处理单元、尾气监测单元和中央控制单元；
所述船舶尾气处理单元，用于处理船舶尾气；
所述尾气监测单元，用于监测所述船舶尾气的污染因素，所述污染因素包括：船舶尾气的污染物浓度、气压和温度；
所述中央控制单元，用于基于所述污染因素，实时调整所述船舶尾气处理单元的参数，实现自动控制；
所述船舶尾气处理单元分别与所述尾气监测单元和所述中央控制单元连接；所述尾气监测单元与所述中央控制单元连接。
可选地，船舶尾气处理单元包括：
尾气收集子单元、脱硫子单元和颗粒物过滤子单元；
尾气收集子单元，用于收集所述船舶尾气；
所述脱硫子单元，用于去除所述船舶尾气的酸性气体；
所述颗粒物过滤子单元，用于去除所述船舶尾气的颗粒物气体；
尾气收集子单元、所述脱硫子单元和所述颗粒物过滤子单元依次连接。
可选地，船舶尾气处理单元还包括：
加热子单元、脱硝子单元和引风子单元；
所述加热子单元，用于加热所述船舶尾气；
所述脱硝子单元，用于去除所述船舶尾气中的NOx；
所述引风子单元，用于通过叶轮转动产生负压，所述负压将尾气抽取进入所述脱硫子单元、所述颗粒物过滤子单元和所述脱硝子单元；
所述颗粒物过滤子单元、所述加热子单元、所述脱硝子单元和所述引风子单元依次连接。
可选地，尾气监测单元包括：
第一管道管监测组件、第二管道管监测组件、第三道管监测组件和第四道管监测组件；
所述第一管道管监测组件，用于监测所述脱硫子单元入口前，所述船舶尾气的第一气压指标和第一酸性气体浓度；
所述第二管道管监测组件，用于监测所述脱硫子单元和所述颗粒物过滤子单元间，所述船舶尾气的第二气压指标和第二酸性气体浓度；
所述第三道管监测组件，用于监测所述颗粒物过滤子单元和所述脱硝子单元间，所述船舶尾气的第三气压指标、颗粒物浓度、第一NOx浓度以及气体温度；
所述第四道管监测组件，用于监测所述脱硝子单元出口后，所述船舶尾气的第四气压指标和第二NOx浓度。
可选地，所述中央控制单元包括：
气压控制子单元、酸性气体控制子单元、颗粒物浓度控制子单元、气体温度控制子单元和NOx浓度控制子单元；
所述气压控制子单元，用于监测气压指标的异常程度，获取气管的堵塞部位或泄漏部位；
所述酸性气体控制子单元，用于监测所述第一酸性气体浓度和所述第二酸性气体浓度，并实时调整所述脱硫子单元内的氢氧化物与水的混合比例；
所述颗粒物浓度控制子单元，用于监测并控制所述颗粒物浓度；
所述气体温度控制子单元，用于监控并稳定所述气体温度；
所述NOx浓度控制子单元，用于监控并稳定所述第一NOx浓度和所述第二NOx浓度，并实时调整所述脱硝子单元内的氨气的喷入量。
可选地，所述尾气收集子单元包括：
尾气收集部件、支撑部件和第一管道；
所述尾气收集部件与所述支撑部件固定连接，所述尾气收集部件通过所述第一管道与所述船舶尾气处理单元连接。
可选地，尾气收集部件包括金属骨架和防火材料，所述金属骨架外周侧与所述防火材料固定连接，所述金属骨架设置有弧度，所述金属骨架的下端口大于所述金属骨架的上端口，所述上端口的直径与所述第一管道直径相适配。
可选地，所述脱硫子单元在进行尾气脱硫过程中采用碱液吸收法。
可选地，所述颗粒物过滤子单元在进行尾气颗粒物去除过程中采用捕集燃烧法。
可选地，所述脱硝子单元在尾气脱硝过程中采用SCR法和选择性催化还原方法。
本发明的有益效果为：在船舶尾气外接处理的场景下，船舶与尾气后处理装置两者独立，尾气后处理装置的运行参数无法通过提前调试固定下来，必须因船而异地动态调整。为了满足以上场景的船舶尾气后处理需要，本发明串联脱硫、颗粒物过滤、脱硝等处理子单元，可满足世界上绝大多数国家和地区对船舶尾气中硫、氮、颗粒物的管控要求。本发明对各个处理子单元的进出管道内的气体进行浓度监测，并反馈给控制中心实时调整尾气处理过程的参数，实现了目标导向的污染物动态控制，装置适用的尾气排放量和污染物浓度的量程很宽，可满足不同燃料、不同吨位船舶的尾气后处理需要。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种船舶尾气外接处理装置结构示意图；其中，1-柔性烟囱罩，2-吊臂，3-气管，4-脱硫塔，5-颗粒物过滤器，6-脱硝舱，7-加热器，8-引风机，9-气压监测传感器+SO2监测传感器，10-气压监测传感器+SO2监测传感器，11-气压监测传感器+颗粒物监测传感器+NOx监测传感器+温度监测传感器，12-气压监测传感器+NOx监测传感器，13-中央控制电脑；
图2为本发明实施例的柔性烟囱罩示意图；
图3为本发明实施例的脱硝舱进气管和出气管嵌套示意图；14-进气管，15-出气管，16-进气管与出气管嵌套处密封圈；
图4为本发明实施例的实时监测并调整处理工艺参数的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种船舶尾气外接处理装置，包括：船舶尾气处理单元、尾气监测单元和中央控制单元；船舶尾气处理单元，用于处理船舶尾气；尾气监测单元，用于监测船舶尾气的污染因素，污染因素包括：船舶尾气的污染物浓度、气压和温度；中央控制单元，用于基于污染因素，实时调整船舶尾气处理单元的参数，实现自动控制；船舶尾气处理单元分别与尾气监测单元和中央控制单元连接；尾气监测单元与中央控制单元连接。
船舶尾气处理单元包括：尾气收集子单元、脱硫子单元和颗粒物过滤子单元；尾气收集子单元，用于包裹目标船舶的烟囱口，收集船舶尾气；脱硫子单元，用于通过氢氧化物与船舶尾气的酸性气体反应，去除船舶尾气的酸性气体；颗粒物过滤子单元，用于在过滤器表面捕集颗粒物，颗粒物积累到预设程度后点火燃烧，将颗粒物转化为气态污染物，去除船舶尾气的颗粒物气体；尾气收集子单元、脱硫子单元和颗粒物过滤子单元依次利用气管连接。
船舶尾气处理单元还包括：加热子单元、脱硝子单元和引风子单元；加热子单元，用于采用电加热方法，提升进入脱硝子单元前的尾气的温度；脱硝子单元，用于通过选择性催化还原技术，船舶尾气中的NOx在催化剂作用下与氨气反应生成气体，去除船舶尾气中的NOx；引风子单元，用于通过叶轮转动产生负压，负压将尾气抽取进入脱硫子单元、颗粒物过滤子单元和脱硝子单元；颗粒物过滤子单元、加热子单元、脱硝子单元和引风子单元依次利用气管连接。
尾气监测单元包括：第一管道管监测组件、第二管道管监测组件、第三道管监测组件和第四道管监测组件；第一管道管监测组件，用于监测脱硫子单元入口前，船舶尾气的第一气压指标和第一酸性气体浓度；第二管道管监测组件，用于监测脱硫子单元和颗粒物过滤子单元间，船舶尾气的第二气压指标和第二酸性气体浓度；第三道管监测组件，用于监测颗粒物过滤子单元和脱硝子单元间，船舶尾气的第三气压指标、颗粒物浓度、第一NOx浓度以及气体温度；第四道管监测组件，用于监测脱硝子单元出口后，船舶尾气的第四气压指标和第二NOx浓度。
中央控制单元包括：气压控制子单元、酸性气体控制子单元、颗粒物浓度控制子单元、气体温度控制子单元和NOx浓度控制子单元；气压控制子单元，用于监测气压指标的异常程度，获取气管的堵塞部位或泄漏部位；酸性气体控制子单元，用于监测第一酸性气体浓度和第二酸性气体浓度，并实时调整脱硫子单元内的氢氧化物与水的混合比例；颗粒物浓度控制子单元，用于监测并控制颗粒物浓度；气体温度控制子单元，用于监控并稳定气体温度；NOx浓度控制子单元，用于监控并稳定第一NOx浓度和第二NOx浓度，并实时调整脱硝子单元内的氨气的喷入量。
尾气收集子单元包括：尾气收集模块、支撑模块和第一管道管；尾气收集模块，用于包裹目标船舶的烟囱口，收集船舶尾气；支撑模块，用于支撑和引导尾气收集模块，以及支撑脱硫子单元前的气管，即第一管道管；第一管道管，用于传输船舶尾气；尾气收集模块和第一管道管连接，第一管道管与脱硫子单元连接。
脱硫子单元在进行尾气脱硫过程中采用碱液吸收法，脱硫子单元包括：脱硫模块和第二管道管；脱硫模块，用于通过氢氧化物与船舶尾气的酸性气体反应，去除船舶尾气的酸性气体；第二管道管，用于传输脱硫后的船舶尾气；脱硫塔、第二管道管和颗粒物过滤子单元依次连接。
颗粒物过滤子单元在进行尾气颗粒物去除过程中采用捕集燃烧法，颗粒物过滤子单元包括：颗粒物过滤模块和第三道管；颗粒物过滤器，用于在过滤器表面捕集颗粒物，颗粒物积累到预设程度后点火燃烧，将颗粒物转化为气态污染物，去除船舶尾气的颗粒物气体；第三道管，用于传输颗粒物过滤后的船舶尾气；颗粒物过滤模块、第三道管和加热子单元连接。
加热子单元包括：加热模块和第四道管；加热模块，用于采用电加热方法，提升进入脱硝子单元前的尾气的温度；第四道管，用于传输加热后的船舶尾气；加热模块、第四道管和脱硝子单元依次连接。
脱硝子单元在尾气脱硝过程中采用SCR法和选择性催化还原方法，脱硝子单元包括：脱硝模块和第五道管；脱硝模块，用于通过选择性催化还原技术，船舶尾气中的NOx在催化剂作用下与氨气反应生成气体，去除船舶尾气中的NOx；第五道管，用于传输脱硝处理后的船舶尾气；脱硝模块、第五道管和引风子单元依次相连。
监测气压指标的异常程度，获取气管的堵塞部位或泄漏部位包括：设定第一阈值，当第四气压指标高于第一阈值，则引风子单元故障或脱硝子单元后气管泄漏；当第三气压指标高于第一阈值，则提高引风子单元的叶轮转速，如到达叶轮转速的上限后，第三气压指标依然高于第一阈值，则脱硝子单元堵塞或颗粒物过滤子单元与脱硝子单元气管泄漏；当第二气压指标高于第一阈值，则提高引风子单元的叶轮转速，如到达叶轮转速的上限后，第二气压指标依然高于第一阈值，则颗粒物过滤子单元堵塞或脱硫子单元与颗粒物过滤子单元间气管泄漏；当第一气压指标高于第一阈值，则提高引风子单元的叶轮转速，如到达叶轮转速的上限后，第一气压指标依然高于第一阈值，则脱硫子单元堵塞或脱硫子单元入口前气管泄漏，当第一气压指标低于第一阈值，则减小引风子单元的叶轮转速。
监测第一酸性气体浓度和第二酸性气体浓度，并实时调整脱硫子单元内的氢氧化物与水的混合比例包括：设定第二阈值，当脱硫子单元内的酸性气体与氢氧化物充分反应时，根据第一酸性气体浓度设定第一初始值；当第二酸性气体浓度低于第二阈值，则逐步降低第一初始值；当第二酸性气体浓度高于第二阈值，则逐步增加第一初始值。
监测并控制颗粒物浓度包括：根据结果导向方法自适应设定第三阈值，当颗粒物浓度高于第三阈值，则启动颗粒物过滤器内的点火模块，直至颗粒物浓度下降至第三阈值以下。
监控并稳定气体温度包括：设定第四阈值，当气体温度低于第四阈值，则逐渐增加加热子单元的加热功率；当气体温度高于第四阈值，则逐渐减少加热子单元的加热功率。
监控并稳定第一NOx浓度和第二NOx浓度，并实时调整脱硝子单元内的氨气的喷入量包括：设定第五阈值，当脱硝子单元内的酸性气体与氨气充分反应时，根据气管内的第一NOx浓度设定第二初始值，当第二NOx浓度低于第五阈值，则逐步降低第二初始值；当第二NOx浓度高于第五阈值，则逐步增加第二初始值。
如图1所示，本发明公开了一种船舶尾气外接处理装置，包括柔性烟囱罩1、吊臂2、气管3、脱硫塔4、颗粒物过滤器5、脱硝舱6、加热器7、引风机8、8个尾气处理组件和4个尾气监测组件和1个中央控制电脑13。柔性烟囱罩1用于包裹目标船舶的烟囱口，吊臂2用于支撑和引导柔性烟囱罩1和脱硫塔4前的气管3，脱硫塔4用于去除尾气中的SO2，颗粒物过滤器5用于去除尾气中的颗粒物，脱硝舱6用于去除尾气中的NOx，加热器7用于提升进入脱硝舱前的尾气的温度，引风机8用于形成负压将尾气抽取进入气管3和脱硫塔4、颗粒物过滤器5、脱硝舱6这3个处理装置。4个尾气监测组件分别位于脱硫塔入口前气管、脱硫塔与颗粒物过滤器间气管、颗粒物过滤器与脱硝舱间气管和脱硝舱出口后气管，用于监测污染物浓度、气压和温度等。中央控制电脑13用于采集监测组件的数据并实时调整脱硫塔4、颗粒物过滤器5、脱硝舱6、加热器7、引风机8的参数，实现自动控制。本发明用于解决船舶无法接用岸电的情形，优点在于对船舶无要求且可以实现处理工艺的自动控制，减少船舶靠泊期间的大气污染问题。
本发明公开了一种船舶尾气外接处理装置，包括柔性烟囱罩1、吊臂2、气管3、脱硫塔4、颗粒物过滤器5、脱硝舱6、加热器7、引风机8装置8个尾气处理组件和4个尾气监测组件和1个中央控制电脑13。
（1）8个尾气处理组件
如图2所示，柔性烟囱罩1采用耐高温防火布材料，适用的船舶烟囱口尾气温度不低于200℃。柔性烟囱罩1采用带有一定弧度的金属骨架，使得柔性烟囱罩1保持呈灯笼状的外形。上部口径固定，与气管口径一致；下部口径可收缩，张开时的直径应大于各种船舶烟囱的尺寸，最大直径不小于4m。为了让尾气在接触到高温防火布材料前尽可能降低温度，延长材料寿命，柔性烟囱罩1高度不小于5m，使朝上的烟囱口与柔性烟囱罩1顶部保持一定距离；柔性烟囱罩1中部向外鼓起，下部口径收缩时的柔性烟囱罩1中部直径不小于3m，使朝后的烟囱口与柔性烟囱罩1中部保持一定距离。
吊臂2整体能够固定气管3并支撑气管3的重量，前端能够固定柔性烟囱罩1并支撑柔性烟囱罩1的重量，避免气管3承受柔性烟囱罩1的重量。吊臂2举高的离地高度不低于40m，应确保柔性烟囱罩1离地高度不低于35m。
如图3所示，气管直径0.2-0.5m，具体取决于装备所在地港口停靠船舶的吨位以及该船舶辅机烟囱口尺寸。其中，脱硝舱6前后的气管采用内外管嵌套的方式，进气管14增大1.4-1.5倍，出气管15为内管，进气管与出气管嵌套处采用密封圈封闭，密封圈为进气管与出气管嵌套处密封圈16，目的是实现高温的出气余热利用，减少为进气升温的加热器的能耗。
脱硫塔4采用碱液吸收法，例如NaOH，尾气中的SO2与之反应后随液体在脱硫塔4底部形成废液。可调整参数是内部喷淋的氢氧化物的浓度，即NaOH与水的混合比例n。
颗粒物过滤器5采用捕集燃烧法，颗粒物被捕集在耐火的过滤器表面，积累到一定程度后点火燃烧以将颗粒物转化为气态污染物。可调整参数是在特定的时间启动点火燃烧。
脱硝舱6采用主流的SCR法，及选择性催化还原技术，尾气中的NOx在催化剂作用下与NH3反应生成N2。可调整参数是NH3的喷入量v。
加热器7可以采用电加热的方法，用于提升进入脱硝舱6前的尾气的温度至不低于400℃，达到脱硝舱6对进入尾气的温度要求。可调整参数是加热功率k。
引风机8通过叶轮转动产生负压，进而从气管抽取空气的一种设备。可调整参数是叶轮转速r。
脱硫塔4、颗粒物过滤器5和脱硝舱6三者的先后顺序说明：脱硫塔4进行的是酸碱中和反应，允许进气中有颗粒物杂质，因此优先处理船舶尾气中的SO2。为延长颗粒物过滤器的寿命，减少SO2等酸性气体对材料的腐蚀，因此将颗粒物过滤器5置于脱硫塔4之后。脱硝舱6的核心部件催化剂是蜂窝状多孔结构，进气中的颗粒物容易堵塞空洞，减少催化剂的比表面积，降低脱硝效果，因此最后处理船舶尾气中的NOx。
（2）4个尾气监测组件。
脱硫塔入口前气管监测组件包括气压监测传感器和SO2监测传感器，即气压监测传感器+SO2监测传感器9，监测气压指标P1和SO2浓度CS1。
脱硫塔与颗粒物过滤器间气管监测组件包括气压监测传感器和SO2监测传感器，即气压监测传感器+SO2监测传感器10，监测气压指标P2和SO2浓度CS2。
颗粒物过滤器与脱硝舱间气管监测组件包括气压监测传感器、颗粒物监测传感器、NOx监测传感器和温度监测传感器，即气压监测传感器+颗粒物监测传感器+NOx监测传感器+温度监测传感器11，监测气压指标P3、颗粒物浓度CP、NOx浓度CN1和气体温度T。
脱硝舱出口后气管监测组件包括气压监测传感器气压监测传感器和NOx监测传感器，即气压监测传感器+NOx监测传感器12，监测气压指标P4和NOx浓度CN2。
NOx监测传感器说明：由NO监测传感器和NO2监测传感器组成，NOx浓度监测结果是NO浓度和NO2浓度的加和。
（3）1个中央控制电脑13
如图4所示，通过控制算法和软件，实现监控装置的运行状态，实时根据船舶尾气污染物浓度调整处置工艺的参数。
1）采集并监控气压数据的异常状态，报警装置的堵塞部位或泄漏部位。当P4高于阈值，则报警“引风机故障或脱硝舱后气管泄漏”。当P3高于阈值，则提高引风机叶轮转速r，如至r的上限后P3依然高于阈值，则报警“脱硝舱堵塞或颗粒物过滤器与脱硝舱间气管泄漏”。当P2高于阈值，则提高引风机叶轮转速r，如至r的上限后P2依然高于阈值，则报警“颗粒物过滤器堵塞或脱硫塔与颗粒物过滤器间气管泄漏”。当P1高于阈值，则提高引风机叶轮转速r，如至r的上限后P1依然高于阈值，则报警“脱硫塔堵塞或脱硫塔入口前气管泄漏”。
2）监控并稳定脱硫塔入口前气管的气压值。当P1低于阈值，则逐渐减少r；当P1高于阈值，则逐渐增加r。稳定脱硫塔入口前气管的气压值，可让柔性烟囱罩内的船舶尾气因气管内负压而被顺利吸入脱硫塔内，尽可能减少柔性烟囱罩下沿的船舶尾气外逃，而且降低了柔性烟囱罩与船舶烟囱口之间密封要求，提高了柔性烟囱罩对各种形状船舶烟囱口的普遍适应能力。
3）监控脱硫塔前气管内SO2浓度CS1和脱硫塔后气管内SO2浓度CS2，实时调整脱硫塔内NaOH与水的混合比例n。当脱硫塔启动时，假设SO2与NaOH充分反应，根据气管内的SO2浓度CS1设定n的初始值，使得进入脱硫塔的SO2和NaOH的摩尔比为1：2；当脱硫处理后的气管内的SO2浓度CS2低于阈值，说明NaOH过量，则逐步降低n；当脱硫处理后的气管内的SO2浓度CS2高于阈值，说明NaOH不足，则逐步增加n。由于脱硫塔的洗涤废液循环利用且需不断添加NaOH，本方法采用结果导向的思路，自动解决脱硫塔出厂调试和实际运行之间的差异。
4）监控颗粒物过滤器与脱硝舱间气管内颗粒物浓度CP，一旦超过阈值，则启动颗粒物过滤器内的点火装置，直至CP浓度下降至阈值以下。由于不同的船舶的尾气内颗粒物浓度差异极大，本方法采用结果导向的思路，实现自适应的点火清除过滤器内的颗粒物，与常态化保持燃烧状态或定期点火相比更节能。
5）监控并稳定脱硝舱前气管内气体温度T。当T低于阈值，则逐渐增加加热器的加热功率k；当T高于阈值，则逐渐减少加热器的加热功率k。
6）脱硝舱前气管内NOx浓度CN1和脱硝舱后气管内NOx浓度CN2，实时调整脱硝舱内NH3的喷入量v。虽然CN1是NO和NO2浓度的加和，但考虑到NO是非常活跃的气体，处于不断地和O2反应生成NO2的过程中，因此假设所有NOx都以NO2的形式存在。当脱硝舱启动时，假设NOx与NH3充分反应，根据气管内的NOx浓度CN1设定v的初始值，使得进入脱硝舱的NOx和NH3的摩尔比为1：2；当脱硝处理后的气管内的NOx浓度CN2低于阈值，说明NH3过量，则逐步降低v；当脱硝处理后的气管内的NOx浓度CN2高于阈值，说明NH3不足，则逐步增加v。本方法采用结果导向的思路，自动解决NH3过量导致NH3逃逸污染和NH3不足导致NOx未能除尽之间的平衡问题。
以上所述的实施例仅是对本发明优选方式进行的描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种船舶尾气外接处理装置，其特征在于，包括：
船舶尾气处理单元、尾气监测单元和中央控制单元；
所述船舶尾气处理单元，用于处理船舶尾气；
所述尾气监测单元，用于监测所述船舶尾气的污染因素，所述污染因素包括：船舶尾气的污染物浓度、气压和温度；
所述中央控制单元，用于基于所述污染因素，实时调整所述船舶尾气处理单元的参数，实现自动控制；
所述船舶尾气处理单元分别与所述尾气监测单元和所述中央控制单元连接；所述尾气监测单元与所述中央控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的船舶尾气外接处理装置，其特征在于，船舶尾气处理单元包括：
尾气收集子单元、脱硫子单元和颗粒物过滤子单元；
尾气收集子单元，用于收集所述船舶尾气；
所述脱硫子单元，用于去除所述船舶尾气的酸性气体；
所述颗粒物过滤子单元，用于去除所述船舶尾气的颗粒物气体；
尾气收集子单元、所述脱硫子单元和所述颗粒物过滤子单元依次连接。
3.根据权利要求2所述的船舶尾气外接处理装置，其特征在于，船舶尾气处理单元还包括：
加热子单元、脱硝子单元和引风子单元；
所述加热子单元，用于加热所述船舶尾气；
所述脱硝子单元，用于去除所述船舶尾气中的NOx；
所述引风子单元，用于通过叶轮转动产生负压，所述负压将尾气抽取进入所述脱硫子单元、所述颗粒物过滤子单元和所述脱硝子单元；
所述颗粒物过滤子单元、所述加热子单元、所述脱硝子单元和所述引风子单元依次连接。
4.根据权利要求3所述的船舶尾气外接处理装置，其特征在于，尾气监测单元包括：
第一管道管监测组件、第二管道管监测组件、第三道管监测组件和第四道管监测组件；
所述第一管道管监测组件，用于监测所述脱硫子单元入口前，所述船舶尾气的第一气压指标和第一酸性气体浓度；
所述第二管道管监测组件，用于监测所述脱硫子单元和所述颗粒物过滤子单元间，所述船舶尾气的第二气压指标和第二酸性气体浓度；
所述第三道管监测组件，用于监测所述颗粒物过滤子单元和所述脱硝子单元间，所述船舶尾气的第三气压指标、颗粒物浓度、第一NOx浓度以及气体温度；
所述第四道管监测组件，用于监测所述脱硝子单元出口后，所述船舶尾气的第四气压指标和第二NOx浓度。
5.根据权利要求4所述的船舶尾气外接处理装置，其特征在于，所述中央控制单元包括：
气压控制子单元、酸性气体控制子单元、颗粒物浓度控制子单元、气体温度控制子单元和NOx浓度控制子单元；
所述气压控制子单元，用于监测气压指标的异常程度，获取气管的堵塞部位或泄漏部位；
所述酸性气体控制子单元，用于监测所述第一酸性气体浓度和所述第二酸性气体浓度，并实时调整所述脱硫子单元内的氢氧化物与水的混合比例；
所述颗粒物浓度控制子单元，用于监测并控制所述颗粒物浓度；
所述气体温度控制子单元，用于监控并稳定所述气体温度；
所述NOx浓度控制子单元，用于监控并稳定所述第一NOx浓度和所述第二NOx浓度，并实时调整所述脱硝子单元内的氨气的喷入量。
6.根据权利要求2所述的船舶尾气外接处理装置，其特征在于，所述尾气收集子单元包括：
尾气收集部件、支撑部件和第一管道；
所述尾气收集部件与所述支撑部件固定连接，所述尾气收集部件通过所述第一管道与所述船舶尾气处理单元连接。
7.根据权利要求6所述的船舶尾气外接处理装置，其特征在于，尾气收集部件包括金属骨架和防火材料，所述金属骨架外周侧与所述防火材料固定连接，所述金属骨架设置有弧度，所述金属骨架的下端口大于所述金属骨架的上端口，所述上端口的直径与所述第一管道直径相适配。
8.根据权利要求2所述的船舶尾气外接处理装置，其特征在于，所述脱硫子单元在进行尾气脱硫过程中采用碱液吸收法。
9.根据权利要求3所述的船舶尾气外接处理装置，其特征在于，所述颗粒物过滤子单元在进行尾气颗粒物去除过程中采用捕集燃烧法。
10.根据权利要求3所述的船舶尾气外接处理装置，其特征在于，所述脱硝子单元在尾气脱硝过程中采用SCR法和选择性催化还原方法。
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