[发明专利]基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置、废气脱硫方法和用于废气脱硫装置的控制系统

说明书

本发明属于脱硫技术领域，具体涉及基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置、废气脱硫方法和用于废气脱硫装置的控制系统。本发明将两个脱硫床平行设置，并使两脱硫床之间的空腔与脱硫模块的进气口相通，再配合出气口位置的设置，使废气能以环形扰流的方式通过脱硫模块，废气与脱硫试剂充分接触，从而达到提高脱硫效率的目的；而多个脱硫模块串联使用，能进一步提高脱硫效率，最终实现了对废气中硫化物、PM及其他杂质的高效去除。

技术领域

本发明属于脱硫技术领域，具体涉及基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置、废气脱硫方法和用于废气脱硫装置的控制系统。

背景技术

船舶是重要的海洋运输工具，目前，船舶动力装置大多使用含硫量高的重油，所产生的SO_x是形成酸雨的重要污染物之一，对港口城市的生态环境和人体健康造成了巨大危害。国际海事组织(IMO)设立排放控制区(ECA)，并在公约MARPOL73/78附则VI中规定：自2020年1月1日起，在全球范围内，船舶动力使用的任何燃油含硫量不得超过0.5％m/m。同时，我国于2015年，交通运输部在珠三角、长三角和环渤海水域设立船舶硫排放区，规定在2017～2019年期间，船舶控制区内逐步实施燃油量≤0.5％m/m的排放标准。

目前，低硫燃油、替代燃料和船舶废气后处理技术是解决船舶动力SO_x排放，并使之满足ECA排放标准的主流途径。但使用低硫油会造成船舶动力系统润滑不良、燃油供给系统需要改造和运营成本增加等问题。对于替代燃料，目前主流燃料LNG的应用也存在不少问题：续航能力弱、设备储存空间大、存储环境温度要求严格等。而采用后处理技术相对于上述两种途径，具有如下优点：通过后处理技术处理废气，使废气能够满足排放标准，船舶动力装置则不需要更换燃油，可以使用价格低廉的重油。

对于船舶脱硫后处理技术，目前潜力较大的有钠碱法、海水法和钙基法。钠碱法技术是将废气中的SO_x与碱性物质氢氧化钠(NaOH)发生中和反应，生成亚硫酸盐或少量硫酸盐，达到废气脱硫的目的；海水法是以天然的弱碱性海水(pH：8.0～8.2)作为吸收剂，利用其酸碱缓冲能力及吸收酸性气体(SO_x)，达到脱除硫的目的；钙基法是一种干式脱硫技术，该技术采用氧化钙(CaO)或氢氧化钙(CaO·H₂O)等物质作为脱硫吸收剂，废气中的SO_x与氧化钙或氢氧化钙反应，生成碳酸钙(CaCO₃)，达到处理废气中SO_x的目的。

船舶脱硫后处理技术中，与湿法脱硫技术相比，干法脱硫避免了酸性蒸汽腐蚀船舶动力系统，同时不需要液体吸收剂，不会产生液体污染。但干法脱硫自身也存在很多缺点，干式脱硫的工作温度范围为240℃～450℃，而对于部分船舶二冲程大功率柴油机的废气温度低于200℃，不满足干式脱硫工作温度的要求；另外，脱硫塔中，钙基颗粒等物质吸收废气中的SO_x后，其物理和化学性质发生变化，脱硫能力会逐渐减弱；其次，脱硫塔装置所占用的船舶空间大，重量也明显超过湿式脱硫装置；最后，现有的脱硫塔联合监控系统不够完善，需要进一步改进。

对于船舶废气干式脱硫的核心技术在相关专利中较少报道，申请号为201110392798.5的专利公开了一种干式脱硫装置，该装置利用两级脱硫装置进行两次脱硫，提高了脱硫效果；申请号为201320226553.X的专利公开了一种干式脱硫塔，其工作原理是在封闭体系内，采用循环流动的脱硫方式进行脱硫，进一步改善了脱硫效果。上述装置虽然具有一定的脱硫效果，但在实际使用时，对烟气中硫化物的去除效果仍是有限，因此，限制了装置的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于轴向吸收扩散的废气脱硫装置、废气脱硫方法和用于所述废气脱硫装置的控制系统，本发明提供的废气脱硫装置基于轴向吸附扩散的原理，使气体通过脱硫床，提高了废气脱硫效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：