[发明专利]一种船舶尾气脱硫和船舶压载水一体化处理工艺

说明书

本发明属于船舶尾气脱硫/压载水处理及环保技术领域，尤其涉及一种船舶尾气脱硫和船舶压载水一体化处理工艺，该工艺能够实现低能耗、高效率、可靠运行，充分利用脱硫副产物亚硫酸钠达到脱氧处理船舶压载水的目的，其包括以下步骤：船舶尾气进入钠碱吸收塔通过氢氧化钠溶液将SO_X吸收脱除；氢氧化钠溶液吸收SO_X后形成亚硫酸钠溶液；压载水经过过滤器去除水中的生物和杂质，过滤后的压载水与亚硫酸钠溶液混合，混合亚硫酸钠的压载水经紫外杀菌后进入船舶压载舱；在压载舱中，亚硫酸钠逐步和压载水中溶解氧发生反应生成硫酸钠，同时使压载水脱氧；压载水排放时，先经过紫外杀菌，然后向排放管路内的压载水中注入空气实现曝气。

技术领域

本发明属于船舶尾气脱硫/压载水处理及环保技术领域，尤其涉及一种船舶尾气脱硫和船舶压载水一体化处理工艺。

背景技术

船舶航运承担了全球90%的贸易运量，而CO₂的排放量仅占全球总排放量的1.8%。因此，船舶航运是相对于航空和陆路运输较为绿色的运输方式。随着全球船舶航运业的快速发展，船舶排放的尾气对大气造成的污染也日趋严重，其中最具代表性的例子就是船舶排放的硫氧化物（SO_x）不仅严重影响人体健康，还会引起酸雨，破坏全球生态系统。除了大气污染问题，船舶压载水引起的海洋外来生物入侵性传播危害早已引起了国际社会的高度重视。船舶压载水是为控制船舶纵倾、横倾、吃水、稳性或应力而在船上加装的水及其悬浮物。当船舶空载或部分装载以及在恶劣的海况条件下，船舶通过装载压载水来保证航行的安全，当船舶到达目的港口时会将装载的压载水排放以便装载货物，这样船舶压载水的异地排放就成为造成地理性隔离水体间有害生物传播的主要途径。

为了防止船舶造成的空气污染以及有效防治海洋外来入侵生物对海洋环境造成的危害，国际海事组织（IMO）制定了一系列船舶防污染公约以限制船舶尾气的排放和防治船舶压载水异地排放引起的海洋外来生物入侵。为了满足IMO对船舶尾气SO_x的排放限值以及对压载水处理的排放标准，必须对船舶排放尾气中的SO_x和压载水进行处理。

目前，脱硫技术主要有石膏法、旋转喷雾干燥法、海水法、钠碱法等。石膏法是利用石灰石浆液吸收SO₂生成CaSO₃，经氧化转变为CaSO₄排出收回，但存在初期投资大、设备占地面积大、系统复杂、需要在船上储备石灰石等问题。旋转喷雾干燥法是利用旋转喷雾吸收塔将雾化的尾气与熟石灰浆液接触进行脱硫，但存在脱硫效率不高，脱硫后产物容易腐蚀、堵塞设备等问题。海水法是利用海水自身的碱度来吸收SO₂，该方法实质上是将污染转移给了海洋，目前部分国家禁止在其200海里范围内使用此法。钠碱法是利用NaOH吸收SO₂生成Na₂SO₃，经氧化转变为无害的Na₂SO₄排放或回收，该法是目前脱硫的主流的方法，已经成功应用到船舶尾气脱硫处理中。

可实船应用、满足D-2标准的压载水处理技术主要包括过滤联合电解法、过滤联合臭氧法、过滤联合紫外处理法（专利号CN101948204 A）、过滤联合脱氧法等。它们的共同点是前端均采用过滤技术，过滤精度一般在50μm，用以去除体积大于50μm的生物和杂质，所不同的是过滤后采取不同的处理技术。电解法存在的主要问题是使用浓度至少大于2 mg/L，否则对囊孢几乎无效、产生化学副产物（如氯代烃、三卤甲烷）、处理效果受海水盐度的影响、电解产生的氢气需进行气液分离，否则会造成爆炸隐患。臭氧法存在的主要问题是对较大体积微生物效果不明显、需要足够的空间存放臭氧发生器、产生对人体健康有潜在危害的溴酸盐、三溴甲烷等化学副产物、能耗高。紫外法存在的最大问题是杀灭效果和UV线在水中穿透性有关，只有较为干净的水和无污浊的石英管才能达到较好的杀灭效果。脱氧法是通过把脱氧后的压载水存放于船舶压载舱内，故此法是专门针对压载水处理而研发的。脱氧法在杀灭水中生物的同时，还因降低了水中的溶解氧减少了船体的腐蚀。