[发明专利]海洋船舶发动机排气湿性净化方法和设备

说明书

根据本方法，待净化气体(1)被送入具有矩形水平截面的清洗器(100)内，并以基本水平的位置从清洗器两个侧壁中的第一个(103)侧壁的开口(107)进入。所述气体在内部循环并依次接触到：第一清洗液(10)的网面(11)，所述网面由位于清洗器底部的第一喷射装置(200)喷射出来，所述第一清洗液的每个网面由第一喷射装置向上喷射出来并呈扇形，所述网面以与开口(107)平行的角度放置并分布于第一和第二(105)侧壁之间，从而使所述气体穿过网面并向上偏转，以及第二清洗液(20)的清洗水(21)，所述清洗水由位于清洗器上部的第二喷射装置(300)排出，所述第二清洗液的清洗水由第二清洗器装置自上而下喷射到清洗器的自由体积(V100)中，所述自由体积从第一喷射装置延伸到第二喷射装置，其特征在于：气体通过第一清洗液的网面向上偏转并自由地向上流动，逆向接触第二清洗液的清洗水，所述清洗水分布在矩形水平部分上，其在第二侧壁方向的喷射密度大于第一侧壁方向。

技术领域

本发明涉及一种对海洋船舶发动机所排出气体进行湿性净化的方法和设备。

背景技术

海洋船舶，不管是邮轮还是其他船类，主要使用燃油作为柴油发动机燃料来确保动力。这种燃料的硫含量高达5％，普通燃料含硫量为0.5-3.5％。发动机燃烧过程中，硫可转化为二氧化硫(SO₂)。因此，此类发动机排出的气体呈酸性。

根据某些地区的现行海事法规，海洋船舶排气标准相当于燃料含硫量不超过0.1％。在实践中，排气标准取决于航行区域：靠近海岸或港口的区域，二氧化硫排放量必须低于公海。需要注意的是，即便是在港口，大型游轮也需要持续运行发动机来提供机载电力，并有可能由此产生二氧化硫的排放。因此，为了保证合规，船舶往往同时使用一种以上的方法来降低二氧化硫排放量，之后再将排出气体。有几种方案可供选择。

首先，可以降低所用燃料的硫含量，甚至可以使用液化气，这可以立即减少二氧化硫的排放量。然而，含硫量较低的燃油或液化气成本高昂，这种方法不够经济。

另一种方法是使用湿性清洗器，其中含有中和试剂，如氢氧化钠。然而，预计氢氧化钠的含量会比较高，因为对于大型游轮来说，每个清洗器需要处理的二氧化硫的量可以达到500千克/小时。除了氢氧化钠的价格，还必须预存储并考虑到其易腐蚀性以及由此带来的危险。

更多情况下，气体净化使用海水来实现。使用海水的天然碱性来中和二氧化硫的清洗器技术，是一种已知的、受控制的技术，特别是位于海边的发电厂。在实践中，包括两种技术。

第一种技术是基于对一种配有衬板的清洗器的使用。该衬板或者由圆环或内部构件制成，通过多次导入清洗塔中，或者具有结构化特征，也就是说该衬板具有重复结构的空间设计。关于输送效率，也就是说捕获二氧化硫并使其返回清洗器中所用体积的能力，这些衬板效果很好。但是，要考虑到两点局限。一方面，该衬板可能使压强大幅下降：当清洗器需要被置于柴油发动机下游时，必须利用风扇来克服这种压强损失，并将耗费能源和更多投资。另一方面，柴油发动机排出的气体温度非常高，并且尽管有淬火装置，也需要预先考虑到所排出气体因为淬火设备故障未能成功冷却，以较高的温度进入清洗器中，如超过200℃。由于分流并不适用于所有情况，因此至少必须使清洗器及其衬板能够承受干运行，从而使各个组成要素都能够承受200℃以上的高温。因此，必须为清洗器及其衬板选择温度敏感材料。然而，当清洗器被安装在船舶上时，海洋环境富含酸性、有还原作用的氯化物，腐蚀性极强，因此其衬板成本也大幅增加。

第二种技术是使用海水来降低所排出气体中的含硫氧化物，该技术广泛应用于在陆地生产能量的发电厂：此项技术基于空载清洗器的使用，即在该清洗器的内部海水被喷射出来，与在清洗器内与以上升的方式流动的气体相接触。

对于这两种技术，传统的清洗器都采用圆形的水平截面，以利用结构优势最大程度地降低腐蚀风险，尤其是应力腐蚀。