[发明专利]船舶废气的脱硫脱硝方法及处理装置

说明书

【技术领域】

本发明的技术领域属于使用臭氧、过氧化氢及中和剂处理船用柴油发动机所排废气一类。本发明的具体内容是：使用价格低廉、可随时从海水中提取的氯化钠作为脱硫、脱硝的中和剂。中和反应过程中产生高附加价值的中性盐，通过反应槽底部的排管回收。多孔板分配气流并划分反应空间的内部区域，使臭氧处理、过氧化氢处理及中和剂处理得以各自在独立的空间中进行。

【背景技术】

最近，随着工业加速发展，对石油、煤炭等各种化学燃料的消费需求也急剧增加。化学燃料燃烧时产生各种有害气体导致大气污染日益严重，其中最具代表性的例子就是煤烟及酸雨。

如上所述，车辆发动机、燃煤发电站及工厂等排出含有硫氧化物(SO_x)及硝氧化物(NO_x)的废气，使得化学物质成了大气污染的主因。随着最近人们环保意识的提高，不仅在政策上限制硫氧化物、氮氧化物的排放，关于如何除去废气所含硫氧化物及氮氧化物的研究也进行得如火如荼。

首先，由于影响最大的硫氧化物通常由燃料燃烧产生，因此选用除硫或不含硫的燃料是防止燃烧过程中产生硫氧化物的方法之一。同时在政策上推行燃料脱硫方案。鼓励使用脱硫汽油等脱硫燃料。

但从工业经济性的方面上来讲，不可避免地要使用含硫燃料，此时就必须配备脱硫设备来中和燃料燃烧后排出的硫氧化物气体。为了控制硫氧化物气体的排放浓度，目前已有法律规定工厂或发电站必须配备脱硫设备。

即使拥有上述脱硫设备，部分氮氧化物还是无法完全去除，最终排向大气，由此带来配备脱硫设备的同时必须配备脱硝设备的负担。为了使这种负担最小化，已有人申请关于废气脱硫脱硝的方法及装置，各自注册在韩国公开专利公报第1999-8963号(公开日期：1999年02月05日)及韩国专利注册公报第10-355179号(注册日：2002年09月19日)，广为人知。

与前者相应的柴油发动机废气处理方法及装置，其主要内容是向柴油发动机排出的废气内添加过氧化氢H₂O₂，将其导入等离子体反应器，通过电晕放电反应生成工业用硫酸H₂SO₄或硝酸HNO₃，之后加入中和剂氨NH₃，把硫酸及硝酸转化成铵盐NH₄HSO₄及NH₄NO₃，这些铵盐可以用收集的方式获取，主要用作化肥。

与此同时，与后者相关的臭氧废气脱硫脱硝法及其装置的主要内容是使废气中所含硫氧化物及氮氧化物与臭氧O₃反应转化成硫酸及硝酸之后，再与中和剂氨作中和反应。在中和处理过程中生成铵盐，收集这些铵盐并回收。在进行臭氧反应与中和反应的混合反应槽内设置多孔板以分配废气气流。

另外，世界各国紧跟环保潮流，出台各项制裁措施，为防治环境污染做出不懈努力已成为趋势。顺应这种趋势，关于怎样在船舶上处理船舶航行过程中产生硫氧化物及氮氧化物的方案正处于探索步骤。作为处理方案的一环，尝试把陆地上使用的脱硫、脱硝处理法应用到船舶上。

当陆地上适用的脱硫脱硝法应用到船舶上，由于使用中和剂氨，问题也随之而来。首先，氨是一种刺激性强、有毒、对人体有害的物质，如要在船上使用及保存必须经过繁琐的事先申请程序。

其次，一旦储藏罐发生氨泄漏，将在生活及健康方面给居住在船上的船员带来巨大不利影响。氨水作为处理废气的中和剂，一般被保管在轮机舱之类密闭的场所。因此，为了防止氨水泄漏必须小心保管。

从废气的处理效率来看，以臭氧废气脱硫脱硝法及其装置为例，在混合反应槽内设置多孔板以平均分配气流，提高反应效率。但实际上，上述多孔板设置在混合反应槽内中央，臭氧喷口及中和剂喷口各自位于混合反应槽的入口及出口，因此无法提高废气的处理效率。

换句话说，废气从设置了臭氧喷口的混合反应槽入口处流入，由于气流不通过多孔板，臭氧处理无法在均匀、安全的气流分配条件下进行。另外，虽然废气气流通过多孔板变得均匀，但是在混合反应槽出口处再次变得不均匀。由此，中和处理很难在均匀、安全的气流分配条件下进行。

在中和处理过程中生成高价值的铵盐，为了回收铵盐，除去细微粉尘，必须设置干式除尘器，即袋式除尘器(Bag filter)及电子除尘器。由于铵盐与细微粉尘互相混合，很难分离，给铵盐的回收再利用带来困难。