[发明专利]采用湿法清洁来自船舶发动机的废气的方法和设备

说明书

根据该方法，来自船舶发动机的废气进入洗涤器(100)的下部并在洗涤器内向上流动。在洗涤器中流动的废气通过分配装置(400)在洗涤器(100)的横截面上基本均匀地分布，该分配装置布置在洗涤器内部并且包括主体(401)，该主体设置有穿孔(402)，该穿孔将主体的相对于水平面倾斜的上表面(401A)和主体的下表面(401B)彼此连接，主体的下表面被洗涤器中从洗涤器的下部上升的废气触及。水以雨水(P)的形式在洗涤器(100)内扩散，雨水朝洗涤器底部落到主体(401)的上表面(401A)上，雨水一旦落入主体的上表面，便在上表面流动，同时形成覆盖主体的上表面的水膜(F)，覆盖的部分至少部分地包括主体的穿孔(402)的上开口。当来自主体的上游和下游的废气的平均速度在3m/s到7m/s之间时，在洗涤器(100)中流动的废气以5m/s到25m/s的速度在主体(401)的穿孔(402)中流动，使得穿孔中的废气的流动阻止水膜(F)中的水流入穿孔中，且离开穿孔的废气的气流与流过主体上表面(401A)的水膜的水之间的会合产生了从主体的上表面喷射到主体上方的射流(J)。

技术领域

本发明涉及一种采用湿法清洁来自船舶发动机的废气的方法和设备。

背景技术

在水上运输中，特别是对于货物或乘客的运输中，船舶和船的推进发动机是重要的污染源，尤其是二氧化硫(SO₂)的主要来源，二氧化硫是酸雨的主要来源。二氧化硫的排放与确保船舶推进的柴油发动机使用的燃料中存在硫有关。国际海事组织(IMO)是寻求限制船舶排放到大气中的废气的二氧化硫的排放量的法规的源头：目前，这一限制相当于将燃料的硫含量限制在0.5％(按重量计)的范围内，这一限制在未来将达到相当于0.1％(按重量计)的硫含量。为了遵守这些限制，可以考虑两种主要解决方案：要么使用含硫量极低的燃料，要么使用含硫量较高的燃料，并实施处理系统以消除船舶发动机中燃料燃烧产生的二氧化硫。

替代方案是存在的，比如基于使用液化气体或甲醇为燃料的发动机。然而，这些替代方案包括存储和安全等缺点，这些缺点尤其限制了液化气体的使用。在实践中，为推进发动机使用柴油的船配备处理这些发动机排放的废气的处理系统，而不是将这些发动机替换为使用污染较少的燃料的发动机，这对船东是更有利的。

此类废气处理系统最常用的技术是湿法清洁，该技术包括使用嵌入船的洗涤器，洗涤器中分散了特殊的清洁液，该清洁液通常以海水为基础，清洁液的天然碱度用于中和二氧化硫。随后，在本文的其余部分中，这种洗涤液被称为“水”，应当理解的是，该术语“水”对应于液态的含水液体，用于清洁洗涤器中的废气，这种水通常是海水，在水中可能已加入中和剂，例如氢氧化钠(NaOH)、氧化镁(MgO,Mg(OH)₂)或石灰(Ca(OH)₂)，并且水中还可能含有因清洁废气而产生的盐类和其他固体的盐类。这些水在洗涤器内部的顶部喷洒，而需要清洁的废气则进入洗涤器内部的底部：喷出的水以雨水的形式在洗涤器中下落，与上升的废气相遇，废气与水接触，水通过转化废气含有的污染物，特别是二氧化硫，来清洁废气。这种湿法清洁设备的优点是操作简单，产生的压降保持在较低水平。

然而，这些雨水洗涤器可能会遇到空间问题，因为这些雨水需要大约几秒钟的接触时间，以确保喷洒的水滴和待清洁的废气之间的充分的转化。一旦待捕获量很大，特别是待捕获的二氧化硫的量很大，洗涤器必须具有很高的高度，例如大约十米。然而，船的盈利能力与其拥有的可用空间有关，因此洗涤器的此类尺寸可能是不利的。