CN210993612U

CN210993612U - 清洁系统

Info

Publication number: CN210993612U
Application number: CN201921234379.7U
Authority: CN
Inventors: S.莫尔加德; J.P.汉森
Original assignee: Alfa Laval Corporate AB
Current assignee: Alfa Laval Corporate AB
Priority date: 2019-08-01
Filing date: 2019-08-01
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2029-08-01

Abstract

用于减少来自船舶燃烧发动机(2)的排气中的SO_X和颗粒物质的清洁系统(0)和方法连同此类系统的使用一起提供。清洁系统包括：闭合的第一洗涤器过程回路(4)，其包括第一洗涤器区段(10)；开放的第二洗涤器过程回路(6)，其包括第二洗涤器区段(34)；以及水清洁单元(8)。排气通过第一洗涤器区段和第二洗涤器区段供给。海水在第一洗涤器区段中再循环，以用于排气中包含的颗粒物质在海水中的吸收。海水通过第二洗涤器区段供给，以用于排气中包含的SO_X在海水中的吸收。来自第一洗涤器过程回路的海水流在排出之前由水清洁单元来清洁。

Description

清洁系统

技术领域

本发明涉及用于减少来自船舶燃烧发动机、焚烧器或锅炉的排气中的SO_X和颗粒物质的清洁系统和方法。本发明还涉及此类系统的使用。

背景技术

在化石燃料燃烧期间，燃料中的硫呈硫氧化物(SO_X)的形式释放。燃烧气体中的其它污染物主要为颗粒物质，诸如碳烟、油、重金属微粒和氮氧化物(NO_X)。众所周知的是，空气污染严重地影响到人们的健康和环境。同样众所周知的是，硫氧化物和氮氧化物为酸雨的主要前体。

对于国际航运，目前关于排放控制的规程包括关于燃料油的硫含量的上限(cap)，作为控制SO_X排放的措施。在排放控制领域中，对于SO_X存在专门的燃料质量规定，且预期在不久的未来，在允许的燃料硫极限方面存在显著的降低。遵循来自若干欧盟指令的规范的在2005年5月生效的MARPOL附则VI法规约束了船舶柴油机对环境的影响。结果，在2015年，在北欧和围绕美国海岸线引入了严格的硫规程，且预期在2020年另外的全球性的限制。

存在可单独或组合使用的不同的排放减少可能性。一种可能性是使用较清洁的燃料，诸如馏分燃料或低硫燃料。另一种可能性是应用控制SO_X的排放的方法，诸如湿式洗涤器技术，其使用新鲜水(freshwater)和碱性剂(诸如NaOH)的组合或海水典型地在船上使用。另一种备选方案是使用熟石灰(Ca(OH)₂)粒或陶瓷膜的干式洗涤器技术。

现今在船舶工业中众所周知的是，为了减少来自船舶发动机的排气中的SO_X，应用排气清洁(EGC)。

EGC类型的一种众所周知的湿式洗涤器为所谓的闭合回路洗涤器，其使用与碱性剂(像氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na₂CO₃))组合的循环的新鲜水来洗掉来自排气的硫氧化物和碳烟微粒。为控制循环的新鲜水的质量，少量的循环的新鲜水可偶尔或持续地由清洁的新鲜水所替换，且在清洁之后存储在船上或排出到船外(over board)。

虽然普遍使用上文提到类型的洗涤器，若干未解决或疑难的问题继续存在。由于蒸发，闭合回路洗涤器系统的水消耗大体上如此高，以致大量的新鲜水必须持续地添加到系统来保持它平衡。此外，闭合回路洗涤器系统中的水清洁是关键的。如果水过脏，它不允许被排出，且可难以避免碳烟在洗涤器内部累积，这可最终阻塞阀和喷嘴且导致洗涤器系统构件故障。同样，中和pH的化学品(像NaOH或Na₂CO₃)的消耗如此大，以致操作洗涤器系统变得昂贵。

EP 1 857 169 A1公开了包括两区段式洗涤器的新鲜水洗涤器系统，其中第一区段意在用于去除硫，而第二区段意在用于冷凝。

另一种众所周知的EGC类型的湿式洗涤器为所谓的开放回路洗涤器，其使用海水的自然碱性来洗掉来自排气的硫氧化物和碳烟微粒。海水然后从海洋通过洗涤器供给，以用于SO_X和颗粒物质在海水直接排出回到海洋之前在海水中的吸收。

虽然普遍使用这些开放回路洗涤器，一些疑难的环境问题继续存在。举例来说，吸收于从洗涤器排出的海水中的颗粒物质可导致对局部环境的损害。

存在几个选项来解决该问题。在一种已知的系统中，海水在排出之前被泵送通过水力旋流器以去除污染物。该系统的缺点是，它不仅非常大，且它需要大量的能量来操作泵。

实用新型内容

本发明的目标是，提供借助于带有与现有技术相比降低浊度(即，在待排出的海水中颗粒物质的量减少)的海水来清洁船舶排气的可能性。

用于实现上文目标的清洁系统和方法以及此类清洁系统的使用在所附权利要求书中限定且在下文论述。

根据本发明的清洁系统布置成用于减少来自船舶燃烧发动机、焚烧器或锅炉的排气中的SO_X和颗粒物质。清洁系统包括闭合的第一洗涤器过程回路、水清洁单元和开放的第二洗涤器过程回路。第一洗涤器过程回路包括第一洗涤器区段和循环泵，该循环泵布置成使海水在第一洗涤器过程回路中且通过第一洗涤器区段再循环。第一洗涤器区段的第一入口可连接到船舶燃烧发动机、焚烧器或锅炉，以允许将排气引入第一洗涤器区段中，且允许通过第一洗涤器区段再循环的海水与排气之间的接触，以用于颗粒物质在再循环的海水中的吸收，以获得部分清洁且冷却的排气。第一洗涤器过程回路可连接到第一海水供应部，以允许海水流到第一洗涤器过程回路。水清洁单元的入口与第一洗涤器过程回路连通，以允许海水从第一洗涤器过程回路流到水清洁单元，以用于在排出之前清洁。第二洗涤器过程回路可连接到第二海水供应部。第二洗涤器过程回路包括第二洗涤器区段和供给泵，该供给泵布置成将海水从第二洗涤器过程回路中的第二海水供应部且通过第二洗涤器区段供给。第二洗涤器区段的出口布置成用于将海水从第二洗涤器区段排出。清洁系统还包括第一洗涤器区段与第二洗涤器区段之间的连通设备。连通设备允许将部分清洁且冷却的排气从第一洗涤器区段转移到第二洗涤器区段，且允许通过第二洗涤器区段供给的海水与部分清洁且冷却的排气之间的接触，以用于SO_X在通过第二洗涤器区段供给的海水中的吸收，以获得进一步清洁的排气。

第一洗涤器过程回路为闭合的，这意味着第一洗涤器区段的入口直接地或间接地连接到第一洗涤器区段的出口，以允许海水通过第一洗涤器区段再循环。相反，第二洗涤器过程回路为开放的，这意味着它布置成在海水排出之前仅一次通过第二洗涤器区段供给海水，这需要无入口-出口的连接。

因此，发明的清洁系统具有两个洗涤器过程回路，其各自包括相应的洗涤器区段。排气将首先通过第一洗涤器区段且然后通过第二洗涤器区段供给。排气中包含的大部分的颗粒物质将吸收于第一洗涤器区段中，即，吸收于第一洗涤器过程回路中再循环的海水中。第一洗涤器过程回路中的海水多次通过第一洗涤器区段再循环，这因此将使再循环的海水变成被碳烟和油严重污染的黑色液体。由于清洁系统包括水清洁单元，允许从第一洗涤器过程回路排出的脏海水的清洁。排气典型地具有高水平的SO_X。因此，第一洗涤器过程回路中再循环的海水的pH将下降，典型地下降到低于3的值。具有此类低pH的海水基本上不吸收SO_X，这使第一洗涤器过程回路主要致力于从排气中去除颗粒物质。

此外，排气的温度典型为高的。通过第一洗涤器区段再循环的海水将因此被加热，导致水蒸发，且因此导致第一洗涤器过程回路中再循环的海水中的碳烟、油和盐的浓度增加。由于第一洗涤器过程回路可连接到第一海水供应部，允许海水的补给，以补充蒸发的水以及排出的脏海水，以用于水清洁单元中的清洁。

因为第一过程回路，第二洗涤器过程回路将基本上没有碳烟和油颗粒(即，具有低浊度)，这使得可能使用通过第二洗涤器区段供给的海水来洗掉排气中包含的SO_X，而不必担心海水中不期望的碳烟和油吸收(这将导致从第二洗涤器区段排出的海水中的浊度提高)。

发明的清洁系统的优点是，水清洁单元中待清洁的海水的流量与进入清洁系统的总海水流量相比可相对小，但它将仍包含来自排气的大部分的颗粒物质。结果，构造有效且紧凑的水清洁单元将更加容易。

清洁系统还可包括混合室。混合室的第二入口可与第二洗涤器区段的出口连通，以允许海水从第二洗涤器区段流到混合室。此外，混合室的第一入口可与水清洁单元的第一出口连通，以允许清洁的海水从水清洁单元流到混合室。混合室还可包括用于排出来自第二洗涤器区段的海水和清洁的水的混合物的出口。

颗粒物质在离开水清洁单元的海水中的浓度可随时间变化。例如，关于异常的水清洁单元操作(诸如在启动、停机或自清洁序列期间)，浓度可较高。混合室的提供以及由此将来自水清洁单元的海水在排出之前与来自第二洗涤器区段的低浊度海水混合的可能性允许保持从清洁系统排出的海水的浊度值尽可能低且尽可能均匀。

清洁系统可使得第一洗涤器过程回路还包括循环储箱，其布置成包含第一洗涤器过程回路中再循环的海水。循环储箱的入口可与第一洗涤器区段的出口连通，以允许海水从第一洗涤器区段流到循环储箱。循环储箱的第一出口可与第一洗涤器区段的第二入口连通，以允许海水从循环储箱流到第一洗涤器区段。

循环储箱可配置成容纳在清洁系统的停止期间在第一洗涤器过程回路中再循环的海水。循环储箱还可布置成在海水供给到水清洁单元之前用作海水的沉降储箱。

清洁系统还可包括第一热交换器，其布置在第一洗涤器过程回路与水清洁单元之间，且布置成冷却从第一洗涤器过程回路流到水清洁单元的海水。第一热交换器可布置成使从第一洗涤器过程回路流到水清洁单元的海水的温度维持在0-50°C且优选为5-35°C的范围内。

海水的氯化物含量相对高，这使海水(特别是温海水)为腐蚀性的。通过冷却海水，它的腐蚀性降低，这继而减小在连接于其的管道和水清洁单元中使用的金属的腐蚀性磨损。

清洁系统还可包括化学定量(dosing)单元，其布置在第一洗涤器过程回路与水清洁单元之间。化学定量单元可布置成将碱性化学品添加到从第一洗涤器过程回路流到水清洁单元的海水。化学定量单元可布置成使从第一洗涤器过程回路流到水清洁单元的海水的pH值维持在3-10且优选为6-8的范围内。

如上文提到的，由于排气中的高水平的SO_X，第一洗涤器过程回路中再循环的海水将具有低pH。低pH使海水更有腐蚀性。此外，由于碳烟/油颗粒的等电电荷，与较低的pH相比，当海水具有接近于7的pH时海水的清洁更容易。在海水离开了第一洗涤器过程回路之后调整海水的pH的优点是，然后海水可不再从排气吸收SO_X，这允许碱性化学品消耗的显著限制。结果，碱性化学品消耗可小于常规的闭合回路洗涤器系统的碱性化学品消耗的10%。

清洁系统可使得第一洗涤器过程回路还包括第二热交换器，其布置成冷却在第一洗涤器过程回路中再循环的海水。第二热交换器可布置成使待由第一洗涤器区段接收的海水的温度维持在0-50°C且优选为5-35°C的范围内。

当降低在第一洗涤器过程回路中再循环的海水的温度时，第一洗涤器区段中的蒸发将减少，这继而将允许海水再循环的数量增加，且因此减少海水从第一洗涤器过程回路到水清洁单元所需要的流量。要理解的是，在上文范围内最冷的可能温度将给出最佳的性能。

清洁系统还可包括第二洗涤器过程回路与第一洗涤器过程回路之间的连通设备，其布置成将海水从第二洗涤器过程回路供给到第一洗涤器过程回路。因此，第一海水供应部和第二海水供应部将为同一个海水供应部，这使清洁系统不太复杂。

清洁系统还可使得第一洗涤器区段与第二洗涤器区段之间的连通设备包括除雾器，其布置成允许气体从第一洗涤器区段经过到第二洗涤器区段，同时将液体保留在第一洗涤器区段中。

液体为来自排气和/或与排气抽吸的海水滴的冷凝水，后者进一步限制第二洗涤器区段中的碳烟和油负载。

根据本发明的方法用于减少来自船舶燃烧发动机、焚烧器或锅炉的排气中的SO_X和颗粒物质。方法包括以下步骤(其不必按下文顺序执行，且其中的一些可同时执行)：

使海水在闭合的第一洗涤器过程回路中且通过包括于第一洗涤器过程回路中的第一洗涤器区段再循环，

将来自船舶燃烧发动机、焚烧器或锅炉的排气引入第一洗涤器区段中，以允许通过第一洗涤器区段再循环的海水与排气之间的接触，以用于颗粒物质在再循环的海水中的吸收，以获得部分清洁且冷却的排气，

将海水流从第一海水供应部供给到第一洗涤器过程回路，

将海水流从第一洗涤器过程回路供给到水清洁单元，以用于在排出之前清洁，

将海水从第二海水供应部在开放的第二洗涤器过程回路中且通过包括于第二洗涤器过程回路中的第二洗涤器区段供给，

将海水从第二洗涤器区段排出，以及

将部分清洁且冷却的排气从第一洗涤器区段转移到第二洗涤器区段，以允许通过第二洗涤器区段供给的海水与部分清洁且冷却的排气之间的接触，以用于SO_X在通过第二洗涤器区段供给的海水中的吸收，以获得进一步清洁的排气。

该方法可包括在将海水供给到水清洁单元之前使海水通过第一洗涤器区段再循环2次与40次之间且优选为10-20次，以将到水清洁单元的流量限制成小于通过第一洗涤器区段和第二洗涤器区段的总海水流量的5%。

该方法可包括：将海水流从第二洗涤器区段供给到混合室；将清洁的海水流从水清洁单元供给到混合室；以及排出来自第二洗涤器区段的海水和清洁的水的混合物。

该方法可包括将海水从第二洗涤器过程回路(在第二洗涤器区段上游或下游)供给到第一洗涤器过程回路，第一海水供应部和第二海水供应部为同一个海水供应部。

该方法可包括使从第一洗涤器过程回路流到水清洁单元的海水冷却到0-50°C且优选为5-35°C的范围内的温度。

该方法可包括将碱性化学品供应到第一洗涤器过程回路的海水，使得从第一洗涤器过程回路流到水清洁单元的海水具有在3-10且优选为6-8的范围内的pH。

该方法可包括冷却在第一洗涤器过程回路中再循环的海水，使得待由第一洗涤器区段接收的海水维持在0-50°C且优选为5-35°C的温度处。

该方法基于具有与上文论述的清洁系统基本上相同的配置的清洁系统，因此，由不同的实施例提供相同的优点，且为避免过度重复，参照上文段落。

根据本发明的使用涉及出于减少来自船舶燃烧发动机、焚烧器或锅炉的排气中的SO_X和颗粒物质的目的在船上使用上文的清洁系统。

关于发明的清洁系统的不同实施例的上文论述的优点可自然地转移到根据本发明的发明的方法和使用。

本发明的还有其它优点、目标、特征和方面将从以下详细描述以及从附图显现。

附图说明

现在将参照所附示意图更详细地描述本发明，在所附示意图中：

图1示意性地示出根据本发明的清洁系统。

具体实施方式

图1中，示出清洁系统0。在船上使用清洁系统，以清洁来自燃烧发动机2的排气。更特别地，清洁系统0布置成通过以海水冲洗排气来从排气中去除颗粒物质(诸如碳烟和油颗粒)和酸性气体(诸如SO_X)。

如下文将进一步论述的，颗粒物质通过溶解于海水中来从排气中去除，海水然后与排气分离。此外，SO_X通过以还更多的海水冲洗来从排气中去除，在该过程中海水的自然碱性用来从排气吸收SO_X且使它结合于海水中。

清洁系统0包括：闭合的第一洗涤器过程回路4；开放的第二洗涤器过程回路6；以及水清洁单元(WCU) 8，其呈用于在海水的一部分排出之前清洁它的分离器的形式。清洁系统0被认为是组合的开放/闭合回路海水洗涤器系统。它以新海水的持续供应来影响海水。要理解的是，在第一洗涤器过程回路中使用的海水在被以新鲜海水替换之前使用多于一次，这对于在第二洗涤器过程回路中使用的海水(其在被替换之前仅使用一次)不适用。

第一洗涤器过程回路4包括洗涤器11的第一洗涤器区段10、布置成容纳海水的循环储箱12、循环泵14以及第二热交换器16。第一洗涤器区段10的第一入口18连接到燃烧发动机2，以从那里接收排气。此外，第一洗涤器区段10的出口20连接到循环储箱12的入口22，且循环储箱12的第一出口30连接到第一洗涤器区段的第二入口32。循环泵14布置在循环储箱与第二热交换器16之间，第二热交换器16继而布置在第一洗涤器区段与循环泵之间。循环泵14布置成使海水在第一洗涤器过程回路4中且因此通过第一洗涤器区段10再循环。

第二洗涤器过程回路6包括洗涤器11的第二洗涤器区段34、供给泵36以及入口水分析仪38。第二洗涤器区段的入口40连接到呈海洋形式的海水供应部42，且第二洗涤器区段的出口44布置成用于海水排出。供给泵36布置在海水供应部42与入口水分析仪38之间，入口水分析仪38继而布置在第二洗涤器区段34与供给泵36之间。供给泵36布置成在第二洗涤器过程回路6中且因此通过第二洗涤器区段34供给来自海洋的海水。清洁系统0包括第一洗涤器过程回路与第二洗涤器过程回路之间的例如呈管道形式的连通设备60以及布置在连通设备60中的滤水器62。供给泵36布置成还将海水从海洋经由连通设备60和滤水器62供给到第一洗涤器过程回路4。从海洋供给到清洁系统0中的海水经受由入口水分析仪38进行的水质控制。

循环储箱12的第二出口46连接到WCU 8的入口48。清洁系统0还包括：第一热交换器50；以及化学定量单元52，其用于将碱性剂供应到待由WCU 8清洁的海水。第一热交换器50布置在循环储箱12与化学定量单元52之间，化学定量单元52继而布置在第一热交换器与WCU 8之间。

清洁系统0还包括混合室54、布置在混合室下游的出口水分析仪56、淤渣储箱58，以及连接第一洗涤器区段10和第二洗涤器区段34的连通设备59。WCU 8的第一出口64连接到淤渣储箱58，而WCU的第二出口66连接到混合室54的第一入口68。此外，第二洗涤器区段34的出口44连接到混合室54的第二入口70。混合室的出口72布置成用于排出到海洋。

清洁系统0的构件通过合适的管道彼此连接和连通。

在下文，将进一步描述清洁系统的操作和因此用于清洁来自发动机2的排气的发明的方法。

从发动机2通过第一洗涤器区段10供给具有大约180-350°C的温度的热且脏的排气。供应到第一洗涤器区段10的海水在其内部经由多个喷嘴(未示出)分配。在第一洗涤器区段内部，排气同第一洗涤器过程回路4中循环的海水接触。当海水遇到热排气时，海水在很大程度上蒸发成水蒸汽，而同时排气的温度降低。要理解的是，蒸发必须不完全，这可由第一洗涤器过程回路中的足够水流来保证。举例来说，蒸发的程度可使得第一洗涤器区段中接收的海水的至少80-90%不蒸发，而依然呈液体形式。此外，当海水遇到排气时，排气中包含的大部分的油、碳烟和其它颗粒物质吸收于循环的海水中，循环的海水将变得越来越脏，即，被碳烟和油等污染。因此，第一洗涤器区段10被认为是碳烟和油的洗涤级。为保持海水中盐、碳烟、油和其它颗粒物质的水平稳定，海水在排出之前通过第一洗涤器过程回路再循环10次与20次之间，经由循环储箱12到WCU 8，以用于清洁和最终排出。例如，在再循环的海水中，盐度的程度应不大于20%，且悬浮固体的总量应不大于5%。

排出到WCU 8可以以持续或间断的方式进行。为补充排出的海水，而且补充第一洗涤器过程回路中蒸发的水，第一洗涤器过程回路以新鲜海水来补给。如上文提到的，通过连通设备60来进行补给。由于排气的高的SO_X含量，循环的海水将具有低于4的pH值。由于低pH，第一洗涤器区段中来自排气的SO_X吸收将保持在最低限度处。更特别地，可在排气中得到的总SO_X的小于10%将由第一过程洗涤器回路中再循环的海水所吸收。

第二热交换器16(其使用经由船体中的管道(未公开)提供的海水作为制冷剂)使第一洗涤器过程回路4中循环的海水冷却到5-35°C的温度，以减少第一洗涤器区段10中的蒸发和因此海水补给的需要。如果第二热交换器16不存在，第一洗涤器过程回路中再循环的海水由于与第一洗涤器区段内部的排气热交换将具有40-70°C的平衡温度。

第一热交换器50(其还使用经由船体中的管道(未公开)提供的海水作为制冷剂)使从第一洗涤器过程回路4排出的脏海水在它进入WCU之前冷却到5-35°的温度，以降低其腐蚀性。此外，化学定量单元52在海水进入WCU之前将呈NaOH形式的碱性剂供应到海水，以将它的pH增大到6-8的值。这是为改进WCU的清洁效率且为进一步降低海水的腐蚀性。

WCU 8将脏海水分离成包含碳烟、油和其它颗粒物质的第一淤渣部分以及包含残余水(即，清洁的海水)的第二部分。由WCU生成的淤渣被收集在淤渣储箱58中，以用于随后受控制的排出(诸如在港口停靠期间)。残余水供给到混合室54。

在第一洗涤器区段10中冷却且部分清洁之后，排气经由连通设备59通过第二洗涤器区段34供给。连通设备可包括除雾器，其允许气体经过，同时将碳烟和油污染的水保留在第一洗涤器区段中。供应到第二洗涤器区段34的海水在其内部经由多个喷嘴(未示出)分配。在第二洗涤器区段内部，部分清洁的排气同通过第二洗涤器过程回路6供给的海水接触。由于海水的自然碱性，排气中包含的SO_X与海水反应，且使得呈硫酸盐和亚硫酸盐的形式吸收于其中。因此，第二洗涤器区段34被认为是SO_X的洗涤级。海水然后从第二洗涤器区段34经由出口44排出且供给到混合室54。

在混合室54中，来自WCU 8的残余水与从第二洗涤器区段34排出的海水混合，以形成混合物，该混合物从混合室54排出到海洋。在排出到海洋之前，混合物经受由出口水分析仪56进行的水质控制。将混合物海水的质量与供给到清洁系统0中的海水的质量(其如上文提到的那样借助于入口水分析仪38来控制)比较，以验证混合物质量满足关于例如聚芳烃油、悬浮固体和酸性(其也被称为PAH、pH和浊度)的最高水平的法定(legislated)排出标准。

在第二洗涤器区段34中进一步清洁之后，排气在通过除雾器76之后通过排气出口74离开清洁系统0，该除雾器76允许气体经过，但将液体保留在第二洗涤器区段内。此类液体为来自湿排气的冷凝的水滴或海水。

为给出关于第一洗涤器过程回路4和第二洗涤器过程回路6内的海水流量的概念(idea)，给出以下无约束力(nonbinding)的示例。示例基于计算机进行的仿真。

在12MW发动机的操作期间，第一洗涤器过程回路中的循环的海水流量为120m³/h，而通过第二洗涤器过程回路的海水流量为540m³/h。

在排气的入口温度为350°C的情况下，第一洗涤器过程回路中循环的海水的温度将稳定在60°C处(在第一洗涤器过程回路中不存在热交换器)，具有5m³/h的蒸发速率。给定第一洗涤器过程回路中的海水的补给速率为11m³/h，对水清洁单元(20)的泄放设定成6m³/h，因此总海水流量将为551m³/h。因此，第一洗涤器过程回路中的海水在排出之前将经历平均20个再循环。在到来的海水中初始盐度为3.5%的情况下，第一洗涤器过程回路中循环的海水将以6%的盐度和2的pH结束。用于从第一洗涤器过程回路排出的海水在它供给到WCU之前的中和的NaOH的消耗算出为2kg/h，其对应于可比较的常规闭合回路洗涤器的消耗的大约1%。

根据本发明的清洁系统0具有如下主要优点：与不带有排出水清洁的常规开放回路系统相比，它可降低排出水的总体浊度。

当与带有完整排出水清洁的常规开放回路洗涤器相比时，清洁系统0的另一个优点是，它可将通过水清洁单元的水的流量减少到小于进入洗涤器的总海水流量的5%，同时保留相同的优点。

当与带有完整排出水清洁的常规闭合回路洗涤器相比时，清洁系统0的又一个优点是，它可将碱性化学品的消耗减少到小于可比较的闭合回路系统的碱性化学品的消耗的5%，同时保留对于水清洁的相同可能性。

本发明不限于上文描述且在附图上示出的实施例，而可在如由所附权利要求书限定的本发明的范围内以任何方式补充和修改。

在一个实施例中，用于供应混凝剂(未公开)的布置可布置在第一洗涤器过程回路4与WCU 8之间的位置中。混凝剂(其典型地呈三价金属离子(诸如氧化铝或铁)的形式)可用来通过形成化学化合物(其中颗粒物质连接到金属盐)的混凝剂以改进WCU的性能。此类化学化合物比“游离的”颗粒物质更大且更容易通过水清洁单元来分离。

图中示出的清洁系统0包括滤水器62，其用于去除供给到第一洗涤器过程回路的海水中的颗粒物质，以便减小由WCU生成的淤渣体积。清洁系统的备选实施例可缺少此类滤水器。

在图中示出的清洁系统0中，来自WCU的残余水和从第二洗涤器过程回路排出的海水在进一步排出到海洋中之前混合。根据备选实施例的清洁系统可缺少混合室54，且因此可能在质量测量以确保满足当前的排出法规之后，来自WCU的残余水和从第二洗涤器过程排出的海水可分别排出到海洋。

在图中示出的清洁系统0中，第一洗涤器过程回路和第二洗涤器过程回路连接成允许海水从第二洗涤器过程回路供给到第一洗涤器过程回路，供给到第一过程回路和第二过程回路的海水从同一个海水供应部供应。根据发明的清洁系统的备选实施例，第一洗涤器过程回路和第二洗涤器过程回路可完全分离，且它们可以以来自分离的海水供应部的海水来供应。

第一洗涤器过程回路与第二洗涤器过程回路之间的连通设备不需要如图中示出的那样延伸。根据备选实施例，连通设备从来自第二洗涤器区段34的出口44与混合室54之间的第二洗涤器过程回路延伸到第一洗涤器过程回路。

WCU可包括水力旋流器、膜过滤器或其组合，而不为分离器。

上文描述的第一热交换器和第二热交换器可为任何类型的合适的热交换器(诸如板式热交换器)。它们可使用任何合适的制冷剂，海水仅为一个示例。

除了NaOH之外的其它碱性剂(例如Na₂CO₃)可由化学定量单元52供应，化学定量单元52在备选实施例中可与图中示出的不同地定位，例如在第一热交换器与循环储箱之间。

发明的清洁系统不需要包括循环储箱。

Claims

1.一种用于减少来自船舶燃烧发动机(2)、焚烧器或锅炉的排气中的SO_X和颗粒物质的清洁系统(0)，所述清洁系统包括：

闭合的第一洗涤器过程回路(4)，其包括第一洗涤器区段(10)以及布置成使海水在所述第一洗涤器过程回路中且通过所述第一洗涤器区段再循环的循环泵(14)，所述第一洗涤器区段的第一入口可连接到所述船舶燃烧发动机、焚烧器或锅炉，以允许将排气引入所述第一洗涤器区段中，且允许通过所述第一洗涤器区段再循环的所述海水与所述排气之间的接触，以用于颗粒物质在再循环的海水中的吸收，以获得部分清洁且冷却的排气，所述第一洗涤器过程回路可连接到第一海水供应部(42)，以允许海水流到所述第一洗涤器过程回路，

水清洁单元(8)，所述水清洁单元的入口与所述第一洗涤器过程回路连通，以允许海水从所述第一洗涤器过程回路流到所述水清洁单元，以用于在排出之前清洁，

开放的第二洗涤器过程回路(6)，其可连接到第二海水供应部(42)，且包括第二洗涤器区段(34)以及布置成将海水从所述第二洗涤器过程回路中的所述第二海水供应部且通过所述第二洗涤器区段供给的供给泵(36)，所述第二洗涤器区段的出口布置成用于将海水从所述第二洗涤器区段排出，

所述第一洗涤器区段与所述第二洗涤器区段之间的连通设备，其允许将所述部分清洁且冷却的排气从所述第一洗涤器区段转移到所述第二洗涤器区段，且允许通过所述第二洗涤器区段供给的所述海水与所述部分清洁且冷却的排气之间的接触，以用于SO_X在通过所述第二洗涤器区段供给的所述海水中的吸收，以获得进一步清洁的排气。

2.根据权利要求1所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述清洁系统(0)还包括混合室(54)，所述混合室的第二入口与所述第二洗涤器区段(34)的出口连通，以允许海水从所述第二洗涤器区段流到所述混合室，且所述混合室的第一入口与所述水清洁单元(8)的第一出口连通，以允许清洁的海水从所述水清洁单元流到所述混合室，所述混合室还包括用于排出来自所述第二洗涤器区段的所述海水和清洁的水的混合物的出口。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述第一洗涤器过程回路(4)包括布置成包含所述第一洗涤器过程回路中再循环的所述海水的循环储箱(12)，所述循环储箱的入口与所述第一洗涤器区段(10)的出口连通，以允许海水从所述第一洗涤器区段流到所述循环储箱，且所述循环储箱的第一出口与所述第一洗涤器区段的第二入口连通，以允许海水从所述循环储箱流到所述第一洗涤器区段。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述清洁系统(0)还包括第一热交换器(50)，其布置在所述第一洗涤器过程回路(4)与所述水清洁单元(8)之间，且布置成冷却从所述第一洗涤器过程回路流到所述水清洁单元的所述海水。

5.根据权利要求4所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述第一热交换器(50)布置成使从所述第一洗涤器过程回路(4)流到所述水清洁单元(8)的所述海水的温度维持在0-50°C的范围内。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述清洁系统(0)还包括布置在所述第一洗涤器过程回路(4)与所述水清洁单元(8)之间的化学定量单元(52)，其布置成将碱性化学品添加到从所述第一洗涤器过程回路流到所述水清洁单元的所述海水。

7.根据权利要求6所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述化学定量单元(52)布置成使从所述第一洗涤器过程回路(4)流到所述水清洁单元(8)的所述海水的pH值维持在3-10的范围内。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述第一洗涤器过程回路(4)包括第二热交换器(16)，其布置成冷却所述第一洗涤器过程回路(4)中再循环的所述海水。

9.根据权利要求8所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述第二热交换器(16)布置成使待由所述第一洗涤器区段(10)接收的所述海水的温度维持在0-50°C的范围内。

10.根据权利要求1或权利要求2所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述清洁系统(0)还包括所述第二洗涤器过程回路(6)与所述第一洗涤器过程回路(4)之间的连通设备，其布置成将海水从所述第二洗涤器过程回路供给到所述第一洗涤器过程回路，其中所述第一海水供应部和所述第二海水供应部为同一个海水供应部(42)。

11.根据权利要求1或权利要求2所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述第一洗涤器区段(10)与所述第二洗涤器区段(34)之间的所述连通设备包括除雾器，其布置成允许气体从所述第一洗涤器区段经过到所述第二洗涤器区段，同时将液体保留在所述第一洗涤器区段中。

12.根据权利要求4所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述第一热交换器(50)布置成使从所述第一洗涤器过程回路(4)流到所述水清洁单元(8)的所述海水的温度维持在5-35°C的范围内。

13.根据权利要求6所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述化学定量单元(52)布置成使从所述第一洗涤器过程回路(4)流到所述水清洁单元(8)的所述海水的pH值维持在6-8的范围内。

14.根据权利要求8所述的清洁系统(0)，其特征在于，所述第二热交换器(16)布置成使待由所述第一洗涤器区段(10)接收的所述海水的温度维持在5-35°C的范围内。