船舶廢氣脫硫裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶造成大氣污染防治技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種船舶廢氣脫硫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)下，國(guó)際間貿(mào)易合作日益增強(qiáng)，遠(yuǎn)洋船舶數(shù)量日益增加。目前超過(guò)90%的遠(yuǎn)洋船舶采用柴油機(jī)作為主要?jiǎng)恿Γ掖蟛糠执安裼蜋C(jī)都燃用價(jià)格低廉的重油。雖然燃用重油節(jié)省了成本，但與此同時(shí)產(chǎn)生的船舶廢氣污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重，尤其是船舶硫氧化物污染，已經(jīng)嚴(yán)重影響了沿海地區(qū)的大氣環(huán)境。
[0003]為了減少船舶廢氣中硫氧化物對(duì)大氣環(huán)境的污染，國(guó)際海事組織和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相繼頒布了控制船舶硫氧化物排放的規(guī)定。MARPOL公約附則VI規(guī)定，在一般海域，自2012年I月I日及之后，燃油的硫分含量<3.5% m/m ;2020年I月I日及之后，燃油的硫分含量彡0.5% m/m ;在排放控制區(qū)(ECA)內(nèi)航行的船舶，自2015年I月I日及之后，燃油的硫分含量<0.1 % m/m;除此之外，歐盟法令還規(guī)定自2010年I月I日起在歐盟港口停泊超過(guò)2小時(shí)的船舶，不得使用燃油硫分含量超過(guò)0.1 % m/m的燃油(不適用于停掉所有機(jī)器而使用岸電的船舶)。美國(guó)的加利福尼亞州的空氣資源委員會(huì)也對(duì)船舶燃油硫含量做出了類似的規(guī)定，自2012年I月I日開(kāi)始，船舶在距加州海岸線24海里內(nèi)水域航行不得使用燃油硫分含量超過(guò)0.1 % m/m的燃油。為應(yīng)對(duì)愈加嚴(yán)格的排放法規(guī)，現(xiàn)有船舶逐漸采用進(jìn)入ECA前換用低硫燃油的方法，使船舶尾氣排放滿足相關(guān)海域的硫排放要求。然而由于低硫燃油的粘度較低，過(guò)低的粘度會(huì)使燃油噴油設(shè)備精密偶件間因潤(rùn)滑不良而加劇磨損甚至咬死，且低粘度油的可泵性較差，影響了船舶航行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。目前，歐美國(guó)家的個(gè)別航運(yùn)企業(yè)開(kāi)始嘗試為船舶加裝尾氣后處理設(shè)備，該方法的脫硫效率較高，經(jīng)濟(jì)性和安全性好，受到越來(lái)越多船舶設(shè)備廠商和航運(yùn)企業(yè)的青睞。
[0004]近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外各大船用設(shè)備公司和科研院所都加大了對(duì)船舶廢氣脫硫技術(shù)的投入力度，涌現(xiàn)出很多關(guān)于船舶廢氣脫硫技術(shù)的專利，如:在專利《一種船舶柴油機(jī)廢氣洗滌脫硫的設(shè)備》(專利號(hào)CN103331093B)中，使用淡水與NaOH混合生成的吸收液吸收廢氣中S0X。但是船舶淡水資源緊缺，用造水機(jī)制造淡水效率低而且費(fèi)用高。所以使用淡水會(huì)大幅提高脫硫裝置的使用成本。而且由于淡水量有限，脫硫裝置只能在排放控制區(qū)短時(shí)間的使用，并不能滿足船舶在非排放控制區(qū)航行狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的脫硫要求。在專利《滌氣器系統(tǒng)及方法》(專利號(hào)CN103842051A)中，提出開(kāi)式、閉式和混合式三種脫硫工作模式，該方法在一定程度上提高了裝置的適應(yīng)性，但是隨著船舶航行狀態(tài)改變，廢氣中SOx含量明顯變化，該裝置無(wú)法實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)噴淋洗滌液的用量，影響了裝置的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。更為關(guān)鍵的是，在開(kāi)式脫硫模式下，洗滌塔排出廢液的PH值約為3.5，明顯不滿足MO所要求的濕法洗滌廢液pH值高于6.5的規(guī)定。在專利《鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)》(專利號(hào)CN102120138A)中，提出將MgO粉加入漿料罐中，經(jīng)蒸汽加熱和電機(jī)攪拌，MgO與海水反應(yīng)制得Mg (OH) 2，之后經(jīng)漿料提升泵分多路輸送至脫硫洗滌塔中，通過(guò)噴淋泵提升作用進(jìn)行多級(jí)Mg (OH) 2漿料循環(huán)冷卻噴淋與煙氣中的SOx反應(yīng)，提高了天然海水SOx的吸收率，該方法的脫硫效率較高，但存在脫硫工藝復(fù)雜，脫硫劑價(jià)格昂貴和隨船存儲(chǔ)量大等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題的提出，而研宄設(shè)計(jì)一種船舶廢氣脫硫裝置及方法。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下:
[0006]一種船舶廢氣脫硫裝置，包括洗滌塔，所述洗滌塔下部設(shè)有進(jìn)氣口和洗滌水出口，上部設(shè)有出氣口，還包括海水混合柜和曝氣池，所述海水混合柜上方設(shè)有加堿口、內(nèi)部設(shè)有攪拌器，海水混合柜的進(jìn)水口與海水泵I連接，海水混合柜的出水口通過(guò)加堿泵與洗滌塔內(nèi)的噴淋裝置連接，噴淋裝置還與海水泵II連接，所述噴淋裝置設(shè)置于出氣口的下方，所述洗滌水出口與污泥分離裝置的進(jìn)水口連接，所述污泥分離裝置的下部的排泥口與污泥柜連接，污泥分離裝置上部的出水口與曝氣池的進(jìn)水口連接，所述曝氣池的出水口與排放管連接，曝氣池上還設(shè)有進(jìn)海水口，所述進(jìn)海水口與海水泵III連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述污泥分離裝置為離心分離裝置。
[0008]進(jìn)一步地，所述出氣口處設(shè)有SOx*析儀，所述排放管上設(shè)有能檢測(cè)pH值的排水檢測(cè)裝置，所述SOx分析儀和排水檢測(cè)裝置與控制反饋裝置相連，所述控制反饋裝置與加堿泵相連，控制加堿泵的供液量。
[0009]一種船舶廢氣脫硫方法，采用本發(fā)明所述的船舶廢氣脫硫裝置，包括以下步驟:
[0010]①向海水混合柜中注入海水，將鈉堿投入海水混合柜，配成鈉堿海水溶液；
[0011 ] ②使用配制的鈉堿海水溶液混合海水作為噴淋液注入洗滌塔的噴淋裝置對(duì)船舶廢氣進(jìn)行噴淋；
[0012]③噴淋處理后的廢氣排入大氣，將噴淋后的噴淋液排入污泥分離裝置進(jìn)行污泥分離，將污泥排入污泥柜，對(duì)分離后的液體混合海水后排入曝氣池進(jìn)行曝氣處理，通過(guò)排放管排入大海。
[0013]進(jìn)一步地，所述鈉堿海水溶液的pH值為10?13，所述噴淋液的pH值為8?10。
[0014]進(jìn)一步地，對(duì)出氣口處排出的氣體和排放管排出的液體進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)鈉堿海水溶液注入洗滌塔的量進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至排放管排出的液體的pH值為6.5?7.5且出氣口排出的氣體中SOA CO 2的體積比不高于4.3X10
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明所述的一種船舶廢氣脫硫裝置及方法具有以下有益效果:
[0016]1、本發(fā)明通過(guò)向噴淋管中加入少量預(yù)先配置的一定濃度鈉堿海水，適當(dāng)提高噴淋海水的PH值。既增強(qiáng)了天然海水吸收SOx的能力，又使排出的洗滌水pH值大于6.5，滿足IMO對(duì)濕法洗滌廢液pH值高于6.5的規(guī)定。
[0017]2、本發(fā)明裝置在運(yùn)行過(guò)程中始終使用海水噴淋，可以在船舶航行時(shí)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的工作。而且在不需要使用淡水的情況下就可以滿足IMO對(duì)濕法洗滌廢液的排放要求。裝置實(shí)用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性好。
[0018]3、本發(fā)明可根據(jù)SOx分析儀檢測(cè)的廢氣中SO x濃度信號(hào)和排水檢測(cè)裝置檢測(cè)的洗滌水PH信號(hào)，調(diào)節(jié)加堿泵向噴淋管的供液量，增加了裝置的靈活性和適應(yīng)性，從而使本裝置能滿足船舶在不同海域、工況下的排放要求。
[0019]4、鈉堿市場(chǎng)價(jià)格低，而且在運(yùn)行時(shí)只需使用少量鈉堿就可較大程度提高噴淋海水的PH值，隨船存儲(chǔ)量小，裝置安全性高，經(jīng)濟(jì)性好。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明所述的船舶廢氣脫硫裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，一種船舶廢氣脫硫裝置，包括洗滌塔1，還包括海水混合柜2和曝氣池3，所述洗滌塔I下部設(shè)有進(jìn)氣口 4和洗滌水出口 5，上部設(shè)有出氣口 6，所述海水混合柜2上方設(shè)有加堿口 7、內(nèi)部設(shè)有攪拌器8，海水混合柜2的進(jìn)水口與海水泵I 9連接，海