[发明专利]一种船舶废气脱硫装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶造成大气污染防治技术领域，具体涉及一种船舶废气脱硫装置。

背景技术

在经济全球化的趋势下，国际间贸易合作日益增强，远洋船舶数量日益增加。目前超过90％的远洋船舶采用柴油机作为主要动力，而且大部分船舶柴油机都燃用价格低廉的重油。虽然燃用重油节省了成本，但与此同时产生的船舶废气污染问题也日益严重，尤其是船舶硫氧化物污染，已经严重影响了沿海地区的大气环境。

为了减少船舶废气中硫氧化物对大气环境的污染，国际海事组织和欧美发达国家相继颁布了控制船舶硫氧化物排放的规定。MARPOL公约附则VI规定，在一般海域，自2012年1月1日及之后，燃油的硫分含量≤3.5％m/m；2020年1月1日及之后，燃油的硫分含量≤0.5％m/m；在排放控制区(ECA)内航行的船舶，自2015年1月1日及之后，燃油的硫分含量≤0.1％m/m；除此之外，欧盟法令还规定自2010年1月1日起在欧盟港口停泊超过2小时的船舶，不得使用燃油硫分含量超过0.1％m/m的燃油(不适用于停掉所有机器而使用岸电的船舶)。美国的加利福尼亚州的空气资源委员会也对船舶燃油硫含量做出了类似的规定，自2012年1月1日开始，船舶在距加州海岸线24海里内水域航行不得使用燃油硫分含量超过0.1％m/m的燃油。为应对愈加严格的排放法规，现有船舶逐渐采用进入ECA前换用低硫燃油的方法，使船舶尾气排放满足相关海域的硫排放要求。然而由于低硫燃油的粘度较低,过低的粘度会使燃油喷油设备精密偶件间因润滑不良而加剧磨损甚至咬死,且低粘度油的可泵性较差,影响了船舶航行的经济性和安全性。目前，欧美国家的个别航运企业开始尝试为船舶加装尾气后处理设备，该方法的脱硫效率较高，经济性和安全性好，受到越来越多船舶设备厂商和航运企业的青睐。

近年来，国内外各大船用设备公司和科研院所都加大了对船舶废气脱硫技术的投入力度，涌现出很多关于船舶废气脱硫技术的专利，如：在专利《一种船舶柴油机废气洗涤脱硫的设备》(专利号CN103331093B)中，使用淡水与NaOH混合生成的吸收液吸收废气中SO_x。但是船舶淡水资源紧缺，用造水机制造淡水效率低而且费用高。所以使用淡水会大幅提高脱硫装置的使用成本。而且由于淡水量有限，脱硫装置只能在排放控制区短时间的使用，并不能满足船舶在非排放控制区航行状态下长时间连续的脱硫要求。在专利《涤气器系统及方法》(专利号CN103842051A)中，提出开式、闭式和混合式三种脱硫工作模式，该方法在一定程度上提高了装置的适应性，但是随着船舶航行状态改变，废气中SOx含量明显变化，该装置无法实时调节喷淋洗涤液的用量，影响了装置的灵活性和经济性。更为关键的是，在开式脱硫模式下，洗涤塔排出废液的pH值约为3.5，明显不满足IMO所要求的湿法洗涤废液pH值高于6.5的规定。在专利《镁基-海水法船用脱硫系统》(专利号CN102120138A)中，提出将MgO粉加入浆料罐中，经蒸汽加热和电机搅拌，MgO与海水反应制得Mg(OH)2，之后经浆料提升泵分多路输送至脱硫洗涤塔中，通过喷淋泵提升作用进行多级Mg(OH)2浆料循环冷却喷淋与烟气中的SOx反应，提高了天然海水SOx的吸收率，该方法的脱硫效率较高，但存在脱硫工艺复杂，脱硫剂价格昂贵和随船存储量大等问题。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种船舶废气脱硫装置及方法。本发明采用的技术手段如下：

一种船舶废气脱硫装置，包括洗涤塔，所述洗涤塔下部设有进气口和洗涤水出口，上部设有出气口，还包括海水混合柜和曝气池，所述海水混合柜上方设有加碱口、内部设有搅拌器，海水混合柜的进水口与海水泵Ⅰ连接，海水混合柜的出水口通过加碱泵与洗涤塔内的喷淋装置连接，喷淋装置还与海水泵Ⅱ连接，所述喷淋装置设置于出气口的下方，所述洗涤水出口与污泥分离装置的进水口连接，所述污泥分离装置的下部的排泥口与污泥柜连接，污泥分离装置上部的出水口与曝气池的进水口连接，所述曝气池的出水口与排放管连接，曝气池上还设有进海水口，所述进海水口与海水泵Ⅲ连接。

进一步地，所述污泥分离装置为离心分离装置。

进一步地，所述出气口处设有SO_x分析仪，所述排放管上设有能检测pH值的排水检测装置，所述SO_x分析仪和排水检测装置与控制反馈装置相连，所述控制反馈装置与加碱泵相连，控制加碱泵的供液量。

一种船舶废气脱硫方法，采用本发明所述的船舶废气脱硫装置，包括以下步骤：

①向海水混合柜中注入海水，将钠碱投入海水混合柜，配成钠碱海水溶液；