[发明专利]一种新型的船舶废气多污染物联合脱除方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于船舶造成大气污染防治技术领域，具体涉及一种新型的船舶废气多污染物联合脱除方法及其装置。

背景技术

据统计资料显示，当前世界90％以上的国际贸易是通过海上运输来完成的，其中绝大多数的商船均采用柴油机作为船舶主动力推进装置与发电装置的原动机。随着世界经济的发展，近几十年来，船舶排放废气已经造成严重的环境污染。据有关机构统计，在全球范围内，船舶柴油机废气排放所造成的大气污染约占整个大气污染的5-10％，在港口城市等局部地区甚至高达30-40％。据国际海事组织(IMO)2010年统计数据显示，船舶废气年排放NOx约占世界排放总量的7％，年排放SOx约占世界排放总量的4％。

面对如此严峻的船舶废气造成的大气污染，IMO于1997年就对《MARPOL73/78公约》修订，增加附则VI《防止船舶造成大气污染规则》，后于2008年又进一步修订，并于2010年生效实施，旨在通过渐进式的降低船舶排放标准，减少船舶造成的大气污染。

为了满足日益严格的排放法规要求，尤其是在排放控制区内的减排要求，远洋船舶纷纷通过各种机内或者后处理的方式来净化废气，减少大气环境污染。当前，国内外各大公司和科研院所广泛开展船舶废气处理技术的研究与应用。典型的脱硝技术有选择性催化还原技术(SCR)、废气再循环技术(EGR)等，典型的脱硫技术有海水洗涤、钠碱法洗涤、镁基海水洗涤等，尽管在单一的脱硫(或脱硝)处理技术方面已经取得一定成果，但在实际应用当中还是存在一些问题。

脱硝方面：专利号201110120210.0《具有废气净化系统的大型二冲程柴油发动机》、专利号201210167099.5《用于废气后处理的设备和方法》和专利号201280045211.6《排气系统和选择性催化还原方法》等，这些发明均通过优化十字头式大型涡轮增压二冲程柴油发动机排气管系，安装SCR来实现高效脱除废气中的氮氧化物，但却存在脱硝投资和运营成本较高、氨过量泄漏到大气造成污染、反应温度窗较窄和催化剂的抗硫中毒等问题；专利号201210512258.0《基于EGR高压腔的增压柴油机系统》、专利号201310277375.8《一种连续可控模块化废气再循环结构》等均提供了基于EGR的船舶柴油机废气脱硝系统，能在一定程度上降低船舶废气氮氧化物排量，但均未对再循环废气进行有效地预处理，牺牲了柴油机热效率，同时由于吸入颗粒物和硫氧化物增多也加速了柴油机的腐蚀磨损。

脱硫方面：专利号201010133220.3《具有废气洗涤器的大型二冲程柴油发动机》，该发明通过在废气净化洗涤器中喷洒扫气加湿单元返回的高盐度海水来提高船舶废气中硫氧化物的吸收效果，减少海水的用量和脱硫耗能；专利号EP2738364《一种废气洗涤器》、专利号201410146023.3《一种用于处理船舶排放废气的系统》和专利号201310259906.0《一种船舶柴油机废气洗涤脱硫的设备》，均采用钠碱洗涤系统将氢氧化钠和双氧水作为洗涤剂，去除船舶废气中的硫氧化物，但却需要随船存储大量的化学物质、占用船舶有效空间，且降低船舶安全性。此外，上述专利描述的湿法洗涤技术除脱硫之外，虽能同时去除较多的废气颗粒物，但洗涤废液的二次污染和废液中颗粒物的分离和回收难度均较大，需要额外附加一套复杂的离心分离处理设备(如专利号US 2013/0157833,《一种用于湿法洗涤废液的清洁装置》(CLEANING APPARATUS FOR GAS SCRUBBER FLUID))，增加了整套系统的复杂度和维护管理难度。

除此之外，对于船舶排放的大量颗粒污染物尚无针对性地脱除装置。目前典型的烟气除尘技术有旋风分离、静电除尘等，还只是局限应用到陆地燃煤电厂和工业锅炉的烟尘处理，如专利号201210023628.4《旋风分离装置》、专利号201310429964.3《一种高速涡旋电场旋风分离方法及旋风分离器》和专利号201110201846.8《一种常温半干式烟气净化方法及系统》等。

发明内容

根据上述提出的现有技术存在设备投资和运营成本高，装置体积庞大，存在二次污染和降低船舶安全性以及现有废气再循环技术(EGR)中再循环废气洁净程度不够，从而导致发动机热效率降低等技术问题，而提供一种新型的船舶废气多污染物联合脱除方法及其装置。

本发明采用的技术手段如下：