[发明专利]一种带有单向阀的船舶发动机尾气并气方法及其装置

说明书

本发明公开了一种带有单向阀的船舶发动机尾气处理系统并气装置，该装置包括船舶主辅机和锅炉的排气管、稳压箱、单向阀和电磁蝶阀。船舶主辅机和锅炉的排气管在稳压箱的一侧汇入稳压箱，废气进入稳压箱缓冲。每个排气管上各装有一个单向阀，这样可以有效防止烟气逆流；在电磁蝶阀的控制下，选择性关闭烟气旁通管道或者后处理装置管道，使得烟气汇入不同的出口；需要尾气处理时，电磁蝶阀关闭烟气旁通管道并打开后处理装置管道。不需要尾气处理时，电磁蝶阀打开烟气旁通管道并关闭后处理装置管道，废气直接排进大气中。本发明解决了船舶发动机废气压力波动导致的烟气泄露率高的问题，烟气无回流安全可靠，背压低，造价便宜且便于维护。

技术领域

本发明涉及船舶发动机尾气处理技术领域，具体涉及一种带有单向阀的船舶发动机尾气并气装置。

背景技术

船舶运输因具有可载货物量大、安全、营运成本低等优点，长期以来作为经济全球化时期国际贸易的主流运输方式。目前欧盟、美国的贸易量中船运份额分别高达90％和80％。我国海运业近年来也发展迅速，水路货运量及周转量分别占综合运输量的11.4％和45.6％，并承担90％上的对外贸易，已成港口大国和航运大国。然而船舶运输的高度发展给大气环境带来了压力。大多船舶采用柴油机作为动力源，主要燃料为含硫量较高的重质油，而其中大型远洋船舶往往以劣质杂油为燃料，因此由船舶柴油机排放的尾气中硫化物所占比例甚离。目前船舶尾气中污染物已占全世界污染物总排量的10％左右，其中据挪威统计数据显示，船舶柴油机年排放硫化物的量达600万吨上，占全球总排放量的4％，预计2020年二氧化硫的排放量涨幅会超过40％，尾气中的主要有害气体NOx和SOx等对环境的危害越来越严重。为此国际海事组织IMO制定了严格的排放法规，第三阶段排放法规已在2016年开始实施。鉴于船舶硫排放问题的严重性和紧迫性，世界各国和地区组织相继开展了船舶排放物履约的相关技术，船舶排放控制技术逐渐成为研究热点。

为了应对严格的排放法规，船舶尾气不能直接排放到大气中，需要加装废气并气装置和处理装置。据美国环保署统计，烟气脱硫的研究始于20世纪初，世界各国研发、使用的烟气脱硫技术达200多种，按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态可分为：湿法、半干法和干法三类。当前主流工艺主要有石膏法烟气脱硫、旋转喷雾干燥法烟气脱硫和海水脱硫法等。船舶上的动力装置除了主机以外，还有辅机和锅炉等多台动力装置。由于船上空间有限，不可能单独为每个动力装置配套一套处理设备，所以需要将多条排气管道的废气统一汇集起来处理，尾气处理装置的稳定运行需要高效处理好多台动力装置废气的汇并问题。

现有技术中，关于船舶柴油机尾气的并气技术主要有：

专利号为“CN205991197U”的一种用于船舶尾气脱硫系统的集气装置，公开了一种废气集气装置，装置至少2个管道进气口，每个管道进气口的端部设有一个深入阀体内部的导引管。但该装置没有独立稳压缓冲装置，工作模式无法切换，防止气体倒流作用有限。

专利“CN106629629A”的并气单元及应用其的硫酸制备系统，设计了一种并气单元及应用其的硫酸制备系统，包括并气管道和空气供应装置。并气管道内设置有进气阀、并气阀和出口阀空气供应装置与并气管道连通、且用于为后续装置提供空气，进气阀用于控制空气进入并气管道，并气阀用于控制并气管道内空气流通的路径，出口阀用于防止并气管道内的空气外流。但该系统只涉及硫酸制备系统技术领域，不能用于船舶尾气处理技术领域。

目前船舶柴油机尾气并气技术存在的主要问题是背压、倒流和泄露，背压高会导致发动机油耗增大，设备稳定性下降。倒流会引起管道间串气，已工作的燃烧设备高温废气不能串气进入其他未工作的设备中去。高温下发动机排气的压力波动很大，普通的阀体在长时间的热冲击下会变形导致泄露，进而密封性下降。现有的废气并气装置技术很难在安全可靠性和精密度上同时达到上述要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有单向阀的船舶发动机尾气并气装置及其并气方法。该装置可以克服现有技术中的烟气回流，排气背压高，压力波动导致的泄露率高等问题。本发明采用以下技术方案：