[发明专利]船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种废气洗涤脱硫设备，具体地说是燃用低质高硫重油的船舶的废气洗涤脱硫设备。本发明还涉及一种船舶的废气洗涤脱硫设备的控制方法。

背景技术

随着国际航运业及远洋运输业的发展，船舶所产生的废气排放己成为沿海地区尤其是港口大气的主要污染源。船舶动力装置所使用的燃料为高粘度、高含硫量、高残碳的低质重油，其燃烧产生的气态排放物中，SOx占有很大比重，是造成海洋和港口大气污染的主要气体成分之一。

为了限制船舶排气污染，2008年国际海事组织(IMO)第58届海洋环境保护委员会批准了MARPOL73/78公约附则VI修正案，规定，2012年1月1日后，在公海中行驶的远洋船舶，其燃油硫含量必须低于3.5％，2020年1月1日后，全球区域燃油硫含量低于0.5％；但是在排放控制海域，2010年7月1日后，燃油硫含量需低于1％，2015年1月1日后，硫含量需低于0.1％；IMO还规定，除了使用低硫燃油外，船舶也可采用经认可的废气清洗系统或其它技术降低船舶动力装置排放的SOx，使之相当于对应含硫量燃油的排放。

选用低硫燃料是从源头上解决船舶排气中SOx含量超标的根本措施，但由于低硫燃油在炼制过程中需经过额外的脱硫过程，价格远高于传统重油，大大增加了船舶运营成本，且低硫燃油精炼过程中会产生大量的CO₂。使用低硫燃油与高硫燃油切换系统，涉及船舶主机、船舶辅机和燃油锅炉等，需增加柴油机、锅炉的燃油转换装置，并对供油系统、燃烧装置、监控和显示系统等进行改造，并有可能需在发动机燃油系统上加设冷却器。此外，在高、低硫燃油切换过程中会产生诸如安全等较多的附加问题。

鉴于IMO对于燃油硫含量要求的日益严格，研制新型高效的脱硫设备，特别是能与现有船舶动力装置配套的洗涤设备，是解决当前及未来远洋船舶自由进出世界各海域，推动我国企业走向世界不可缺少的重要措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够减少船舶燃油费用和运营成本，并且压降较低的船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备。本发明的目的还在于提供一种船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备的控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备为：船舶主柴油机、船舶辅助柴油机、船舶燃油锅炉的排气管上各连接三通阀，每个三通阀的一路通过废气洗涤管路连通到废气稳压箱，每个三通阀的另一路通过废气旁通管路直接连通到环境大气，废气稳压箱连接废气洗涤装置。

所述废气洗涤装置内从下到上包括预喷淋层、喷淋层和除雾器，进气口位于底部，出气口位于顶部。

所述喷淋层为一级或多级喷淋层。

本发明的船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备的控制方法为：

当船舶航行在非硫排放控制区域和非港口区域时，各三通阀直接连通排气管和废气旁通管路；

当船舶航行在硫排放控制区域或港口区域时，各三通阀连通排气管和废气洗涤管路，废气排入废气稳压箱，经稳压后，进入废气洗涤装置洗涤脱除SOx和颗粒，再经除雾后，排入环境大气；

当船舶使用的燃油硫含量较低时，根据燃油硫含量和船舶航行海域排放控制要求，通过各三通阀控制分流部分废气进行洗涤，处理后废气与其余未经洗涤的废气混合排放。

所述洗涤具体包括：

(1)预洗涤与冷却：对船舶主柴油机、船舶辅助柴油机和船舶燃油锅炉产生的含有SOx和颗粒的高温废气进行预洗涤，降低其温度，洗涤废气中部分SOx和颗粒；

(2)洗涤：对经过预洗涤降温的废气，采用喷淋洗涤液进行洗涤，除去其中的SOx和颗粒；

(3)除雾：对经过洗涤，已除去SOx的废气，经除雾器除雾，回收其中所含的水分。

所述喷淋洗涤液为碱性物质水溶液或海水，所述碱性物质水溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或者碳酸氢钠溶液。

本发明提供的船舶动力装置高效低阻力集成式废气洗涤脱硫设备，船舶主柴油机、船舶辅助柴油机、船舶燃油锅炉的废气经排气管流向三通阀，三通阀一路通过废气洗涤管路连通到废气稳压箱、另一路通过废气旁通管路直接连通到环境大气；船舶各动力装置的废气在废气稳压箱汇集，再通入废气洗涤装置。

本发明的废气洗涤装置采用逆流式，废气从下向上流动，洗涤液从上向下喷淋，整个洗涤装置从下到上包括预喷淋层、喷淋层和除雾器。

根据运行区域和航线，所述的船舶动力装置高效低阻力集成式废气洗涤脱硫设备运行模式分为非洗涤模式和洗涤模式。