[发明专利]同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置及方法

说明书

一种同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置及方法，其中的装置包括废气集管、BOG集管、催化反应器、换热器及控制器，废气集管的进气端与柴油机连接，BOG集管的排气端接入废气集管，换热器设置在废气集管中且位于BOG集管的排气端之前，换热器设有废气旁路，废气旁路中设有开关阀，催化反应器设置在废气集管中且位于BOG集管的排气端之后，BOG与废气中的NO₂在催化反应器中发生反应，废气集管在催化反应器之后设有用于检测NO₂浓度的传感器，BOG集管中设有用于检测BOG流量及BOG浓度的传感器，控制器分别与开关阀及各传感器电性连接，用于根据各传感器测得的数据控制开关阀进行工作。本发明能够同时对BOG和废气中未完全除去的NO₂进行处理，有效减少BOG和黄色烟羽排放。

技术领域

本发明涉及大气污染防治技术领域，特别是关于一种同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置及方法。

背景技术

BOG(Boil-Off Gas，蒸发气体)是指气体在其临界温度以下经加压被液化后的低温液体，因难以与环境绝对绝热，吸收外界热量而蒸发出的气体。在船舶领域，常见的BOG一般为LNG(Liquid Natural Gas，液化天然气)，其主要组分为甲烷，其温室效应比二氧化碳强72倍。国际海事组织(简称IMO)要求，装载量为125000m³的LNG运输船，标准蒸发率为每天0.12％，也就是说，对于该等级LNG船，每天约有150m³的LNG要变成90000Nm³天然气。随着保温技术的进步，LNG运输船的日蒸发率最低可降至0.05％，但仍然需要对BOG进行处理。

船舶BOG处理方法一般包括放空、再液化和燃烧。放空是指LNG蒸发量因某些原因突然增大，超出了再液化和燃烧的处理能力，且货舱安全释放阀压力超出设定值时，所采用的紧急手段。此时BOG通过透气桅直接释放至大气中。再液化是指将BOG引出后，经过压缩机增压，进而由冷凝器冷却，将BOG再次液化。BOG再液化装置一般分为全部再液化装置、自持式再液化装置和部分再液化装置，然而无论那种液化方式，在实际运行中，都会有少量的BOG泄露。燃烧是指在LNG船远洋运输过程中，BOG作为燃料，带动动力设备驱动LNG船航行和提供能源。所涉及的燃烧设备包括双燃料柴油机、燃气轮机以及气体燃烧装置。燃烧与液化方法相互配合，可最大程度的优化能耗。然而由于外燃烧设备的特性仍会导致有少量BOG再次被排放到大气中。因此，如何进一步减少BOG气体的排放成为一个令人关注的问题。

双燃料柴油机和燃气轮机在使用甲烷为燃料时，会产生黄色烟羽(yellowplume)。这是由二者在燃烧过程中生成了较多的NO₂，当NO₂在废气中的浓度超过15ppm时，废气的颜色就会明显呈黄色，其颜色会使周围的人群产生担忧，从而导致环境监管部门的介入。在陆源燃气轮机项目中，多采用SCR法来使黄色烟羽脱色，但在船舶上，由于催化剂体积及效率的影响，容易使得仍有一部分NO₂被排放到大气中。因此，如何进一步黄色烟羽的排放也十分令人关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置及方法，能够同时对BOG和废气中未完全除去的NO₂进行处理，有效减少BOG和黄色烟羽排放。