[发明专利]一种船用燃机烟气脱硫脱硝一体化方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于船舶烟气处理技术及工艺，具体是一种船用燃机烟气脱硫脱硝一体化方法和设备，用于处理船用燃机烟气中的SO₂和NO_X。

背景技术

大量SO₂和NO_x的排放，是空气质量恶化、酸雨危害、水体富营养化日益严重的主要原因之一。在船用燃机的烟气中，NO_X来源于船用燃机的燃烧过程，SO₂来源于船用燃油中的硫含量。由于船用燃机所用燃油多为渣油，含硫量一般都在4.5%以上，更加重了船舶在航行过程中对大气的污染。随着商用船队船舶保有量的日益增加，国际海事组织对于SO₂和NO_X排放量的控制也日益严格。

国际海事组织（IMO）制定了 MARPOL 73/78附则VI《防止船舶造成大气污染规则》。MARPOL 73/78附则VI适用于400总吨及以上的国际航行船舶，以及所有移动式或固定式海洋钻井平台及其它平台.MARPOL 73/78附则VI对于船舶废气中的硫氧化物（SO_X）和氮氧化物（NOx）的排放含量作了限制，禁止故意排放消耗臭氧的物质，附则VI规定了燃油中硫的含量的全球上限，并允许设立硫氧化物排放控制区（Sulphur Emission Control Area-SECA），从而对硫的排放进行更严格的控制。而在国内，GB 8189-87给出了我国的船舶主机排放水平的允许限值，但没有IMO的排放限制严格。相反，欧美、日本等国却纷纷对在自己海域航行的船舶制定了比IMO更加严格的法规，同时还辅以经济手段来促使这些法规的执行，

湿法烟气脱硫(WFGD)技术目前世界上应用最多的脱硫技术，其中，纯海水烟气脱硫工艺是利用天然海水中的碱度脱除烟气中SO₂的一种湿式烟气脱硫方法。海水是一个具有天然碱度的巨大的酸碱平衡溶液。利用海水具有的天然碱度和酸碱缓冲能力吸收烟气中的SO₂，并恢复脱硫后海水的pH。此方法多应用在滨海火电厂，技术已基本成熟。

海水脱硫技术具有吸收剂易得，脱硫副产品易处理，当海水中的碱性物质满足要求时，不需另添加脱硫剂，以及系统简单，投资较少，电耗，运行费用少，脱硫效率可达90～95%等优点。但是，该工艺吸收塔和曝气池占地面积均很大。由于船舶上空间有限，对脱硫设备的安装尺寸要求较为苛刻，这直接影响了海水脱硫在船舶领域的应用。如何减少整个设备的体积是海水脱硫能否应用于船舶领域的关键问题。

后处理法脱硝技术一般分为干法和湿法两种。干法脱硝技术中选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction，SCR）较为成熟。SCR法是指温度在290℃~420℃下，利用还原剂 “有选择性地”与NOx在催化剂上进行催化还原反应，生成无毒无污染的N₂和H₂O。液氨、氨水、尿素都可用作还原剂。该技术可使NOx的排放量减少80%-95%，同时不会造成油耗、排气黑烟的增加。但是该技术所需工艺复杂，配套设备繁多，且催化反应对温度要求严格，局限了其在船舶上应用。

湿法脱硝主要有稀硝酸吸收法、碱性溶液吸收法。稀硝酸吸收法是利用于NO_X在硝酸中的溶解度比水大的特性，采用15%-20%的稀硝酸洗脱烟气中的NO_X；碱性溶液吸收法是指采用NaOH、KOH、Na₂CO₃、NH₃等碱性溶液作为吸收剂对NO_X进行化学吸收，并据此技术开发了氨-碱溶液两级吸收：首先氨与NO_X进行完全气相反应，生成硝酸铵和亚硝酸铵白烟雾，然后用碱溶液进一步吸收未反应的NO_X。这两种方法工艺流程较为简单，但是吸收效率不高，多用于烟气中NO_X浓度较高的场合，后者还对NO/NO₂的比例有要求。

同时脱硫脱硝工艺，一般会采用先脱硫后脱硝或者先脱硝后脱硫的组合技术，也就是两套设备的组合应用，这不仅增了投资成本和占地面积，还增加了设备的操作难度以及维护难度。

发明内容

本发明目的是提供一种船用燃机烟气脱硫脱硝一体化方法以及实施该方法的设备，以解决现有技术存在的投资成本高，占地面积大，设备的操作难度大以及不易维护的问题。

本发明的技术方案是：一种船用燃机烟气脱硫脱硝一体化方法，其特征在于，包括以下流程：