[发明专利]一种船舶柴油机废气污染物综合处理方法及装置

说明书

本发明公开了一种船舶柴油机废气污染物综合处理方法及装置，所述装置包括文丘里管洗涤装置，超重力反应器，废液柜，氧化剂气雾发生装置，气雾反应区，静电除雾装置，空压机和废气存储罐。本发明使得气液接触更加充分，反应速率显著提高；反应消耗的药剂较少，减少了船舶的淡水消耗以及随船携带的药品量；超重力反应器的尺寸小，大大缩减了占用船舶机舱的空间；废气存储罐与船舶柴油机扫气系统连接，通过废气再循环的方式直接减少柴油机氮氧化物的生成量；废气存储罐内的废气也可作为船舶惰性气体使用。

技术领域

本发明属于船舶造成大气污染防治技术领域，具体涉及一种船舶柴油机废气污染物综合处理方法及装置。

背景技术

在世界货物运输中，船舶运输因具有运量大、安全、经济等优势而备受青睐，在我国，对外贸易的货物有90％以上都是通过远洋船舶运输。远洋船舶大多以重油等劣质燃油为燃料的低速二冲程柴油机作为主动力装置，劣质燃油燃烧后的废气中含有大量NO_x、SO_x、PM等污染物。据统计，由船舶造成的NO_x、SO_x的排放量分别占全球人为NO_x、SO_x排放总量的15％和5％以上，对大气环境和人类健康造成严重危害。

面对严峻的船舶造成柴油机废气造成的大气污染，国际海事组织(IMO)制定了一系列防污染公约(如MARPOL公约)，对船舶尾气中有害成分的排放进行严格限制，尤其对排放控制区内的要求更为严格。我国在珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域设立船舶排放控制区，控制船舶NO_x、SO_x、PM等排放。

为满足日益严格的排放法规要求，远洋船舶分别采用各种废气排放控制技术，减少大气环境污染。近年来，国内外研究人员在废气处理技术方面开展了大量研发工作，提出了许多船舶废气污染物控制技术。典型的脱硝技术包括选择性催化还原技术(SCR)、废气再循环(EGR)等，典型的脱硫技术包括海水洗涤法、钠碱洗涤法等，尽管上述方法在废气脱硫脱硝处理方面取得了一定的成果，但在实际应用中仍存在一些问题。

现有技术中，采用SCR方法对烟气进行脱硝，但该方法存在装置尺寸大、氨逃逸、催化剂易中毒失效等问题，在船舶废气脱硝应用上存在一定的困难；基于EGR的船舶柴油机废气脱硝系统，在一定程度上可以控制船舶废气NO_x排放，但影响了柴油机的热效率，而且由于吸入颗粒物，加速了柴油机的腐蚀磨损；采用钠碱洗涤系统去除船舶废气中的SO_x，但单一的脱硫处理并不能对船舶废气中的NO_x进行脱除。目前也有一些学者提出将湿法洗涤技术与废气再循环相结合的船舶柴油机废气处理技术，例如，提出将脱硫处理后的一部分废气重新引回到扫气箱中，形成一套废气再循环系统，减少船舶柴油机NO_x的生成量，但该方法，不能除掉废气中的颗粒物，增加对气缸的磨损。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种船舶柴油机废气污染物综合处理方法及装置。本发明采用的技术手段如下：

一种船舶柴油机废气污染物综合处理方法，具有如下步骤：

S1.船舶柴油机废气进入超重力反应器，通过湿法洗涤去除船舶柴油机废气中的硫氧化物和颗粒物；

S2.经所述超重力反应器得到的废气与氧化剂气雾充分混合，其中的NO被氧化剂气雾高效氧化，形成含有硝酸盐气溶胶颗粒的废气；

S3.含有硝酸盐气溶胶颗粒的废气通过高压静电吸附作用脱除掉其中的气溶胶、雾滴等颗粒物；

S4.经过S3处理后的废气一部分通过空压机进行加压处理，存储于废气存储罐内，其余部分直接排向大气；

S5.存储于废气存储罐内一部分进入船舶柴油机扫气系统，通过废气再循环降低柴油机气缸内气体最高燃烧的温度，进而直接减少柴油机氮氧化物的生成量；其余部分作为船舶惰性气体使用。