[发明专利]一种船舶尾气净化及余热回收系统和方法

说明书

本发明公开了一种船舶尾气净化及余热回收系统和方法，属于节能环保技术领域，所述船舶尾气净化及余热回收系统包括尾气净化系统、尾气余热回收系统和控制系统；所述尾气净化系统包括与换热器的排气管依次连通的过滤装置组、混合装置、催化还原装置和碱液喷淋吸收装置；所述尾气余热回收系统包括与柴油机的排气总管依次相连接的所述换热器和吸附式制冷机以及分别与所述吸附式制冷机和所述柴油机的缸套冷却水管相连接的海水淡化装置，所述换热器还与所述催化还原装置相连接；所述控制系统分别与所述尾气净化系统和所述尾气余热回收系统通讯连接。本发明有效利用柴油机的余热且对船舶尾气进行净化处理，节能、环保。

技术领域

本发明属于节能环保技术领域，尤其是涉及一种船舶尾气净化及余热回收系统和方法。

背景技术

近年来，船舶柴油机的尾气排放问题日益凸显，2017年其污染物排放总量与汽车等道路移动源相当，但整体排放水平不高于国II标准，严重影响航道及港口区域空气质量。当前，我国大气污染防治正向减排与质量改善并重转变，《打赢蓝天保卫战三年行动计划》文件中明确指出“全面实施船舶发动机第一阶段排放标准”、“2019年度船舶排放控制区覆盖沿海重点港口”，要求“加强颗粒物排放控制”，并发布《加快成品油质量升级工作方案》规定近海及内河船舶燃油含硫量逐步降至0.1％以下，深入推进船舶等非道路移动源的减排。国际海事组织也发布了Tier III阶段规范要求，其与Tier II标准相比，符合 Tier III标准的发动机的氮氧化物排放量须减少近80％，进而对船舶尾气控制技术的进一步发展提出了要求。

申请号为CN2016413055.4的专利针对柴油机尾气控制提出了一种车用柴油机尾气处理系统，包括尾气处理单元，能够提升的控制尾气的温度，避免DPF 堵塞、背压快速升高。然而船舶尾气污染物排放特性远较车用柴油机复杂：(1) 船舶柴油机多为中低速机，尾气温度(150-350℃)远低于车用柴油机尾气温度； (2)燃料成分复杂(含硫量0.035％-3.5％)，尾气中存在大量NO_x、SO_x和水蒸汽；(3)船舶柴油机类型杂工况多，污染物组分波动大。传统SCR技术在这一温度条件下还原剂尿素无法完全分解为NH₃、CO和H₂O等。未完全分解的尿素及三聚氰胺、三聚氰酸等主要副产物易沉积在催化剂孔道和下游流道中，堵塞设备管路，影响系统正常运行。

申请号为2015315791.1、2017551561.4、2017203599.2和201811606216.7 的专利公开了船舶尾气净化热管理系统，公开了向船舶尾气管道内喷入燃油或高温气体，可有效提高尾气温度，促进还原剂尿素分解产氨，从而实现污染物 NOx的高效控制，然而系统控制较为繁琐，且经济性仍需提升。

一般而言，船舶柴油机在工作时会产生大量的热烟气，而这些热烟气的直接对外排放又带走了大量未利用的热能，这就造成船舶柴油机正常工作时能量的不完全利用。此外，为保证柴油机气缸的安全运行，需要用冷却水对其进行冷却，缸套冷却水也会带走系统的热量。对于船舶柴油机而言，燃油的能量转化效率非常低，仅有约50％转变成柴油机的机械功，其余50％是废热。其中约 25％的废热量被废气带走，约20％的废热量被缸套冷却水带走，其他废热量损失约占5％，因此系统的能源利用效率低。

由此可见，如何充分利用这部分热能，确保环保系统的稳定运行具有重要的意义。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明的目的在于，提供了一种船舶尾气净化及余热回收系统，包括尾气净化系统、尾气余热回收系统和控制系统；

所述尾气净化系统包括与所述换热器的排气管依次连通的过滤装置组、混合装置、催化还原装置和碱液喷淋吸收装置；