[实用新型]船舶废气脱硫脱硝脱碳一体化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及船舶装备领域，特别是关于一种船舶废气脱硫脱硝脱碳一体化系统。

背景技术

为控制船舶氮氧化物NO_X、硫氧化物SO_X以及二氧化碳CO₂的排放，国际海事组织(IMO)制定了《MARPOL 73/78公约》附则VI《防止船舶造成空气污染规则》和《船舶设计能效指数(EEDI)》，明确规定了NO_X、SO_X排放限值、CO₂的减少量以及实施时间表。

在NO_X排放量控制方面，废气再循环(EGR)是一种机内NO_X控制技术，可使二冲程低速柴油机(主机)的废气达到Tier III排放标准，在该技术中，部分燃烧后的废气(≤40％)在冷却后重新混入燃烧性进气中，由于废气中的CO₂含量相对较高，在与新鲜空气混合后，会明显提高混合气热容，从而降低了发动机的燃烧峰温，减少NO_X的生成。此外，为避免废气中的SO_X和颗粒物对EGR系统和柴油机的腐蚀和污损，废气与新鲜空气混合前，须经过EGR水处理系统的碱液洗涤。然而，由于EGR系统所需的废气量巨大且仅在排放控制区(ECA区)运行，导致所选的空气压缩机不仅功率较大且使用频率也不高，在ECA区运行时易造成峰值用电负荷增加。

在SO_X排放量控制方面，湿法脱硫技术是船舶废气SO_X控制的主流技术，即在洗涤塔内通过海水或其他碱性溶液吸收废气中的SO_X、颗粒物以及少量CO₂，废气湿法脱硫系统的原理和流程与EGR废气水处理系统基本相似。

在CO₂减少量的控制方面，提高船舶EEDI的方法是减少安装动力和增加载重量。然而，降低船舶速度和动力限制了船舶在恶劣环境下处理危险情况、回驶安全港口的能力以及躲避海盗袭击的能力，而对于任何船舶设计来讲，可增大的船舶载重量也较为有限。

由上述可知，目前船舶上的减排设备往往自成体系，且减排设备之间以及减排设备与船舶原有设备之间往往存在功能重复的现象，不仅控制NO_X、SO_X排放量及CO₂减少量的效果有限，还存在设备占地大、结构复杂的问题。因此，有必要提出一种船舶废气脱硫脱硝脱碳一体化系统以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种船舶废气脱硫脱硝脱碳一体化系统，结构紧凑并可同时减少NO_X、SO_X、CO₂的排放量。

本实用新型提供的船舶废气脱硫脱硝脱碳一体化系统，包括柴油机、热交换器、脱硫洗涤塔、二氧化碳膜分离器、二氧化碳储罐及进气阀门组，所述柴油机的排气端和进气端之间设有废气循环管路，所述热交换器、脱硫洗涤塔、二氧化碳膜分离器、二氧化碳储罐及进气阀门组在所述废气循环管路中依次设置，由所述柴油机的排气端排出的废气经所述热交换器降温后进入所述脱硫洗涤塔进行脱硫以获得脱硫废气，所述脱硫废气进入所述二氧化碳膜分离器，经二氧化碳膜分离器分离出的二氧化碳储存至所述二氧化碳储罐，所述二氧化碳储罐中的二氧化碳通过所述进气阀门组输送至所述柴油机的进气端。

进一步的，所述柴油机包括主机与多个辅机，所述主机与所述多个辅机各自的排气端与所述废气循环管路连接，所述主机与所述多个辅机各自的进气端与所述进气阀门组连接。

进一步的，所述进气阀门组包括在所述二氧化碳储罐与所述进气端之间依次设置的减压阀组及进气阀组，所述减压阀组包括主机减压阀与多个辅机减压阀，所述进气阀组包括主机进气阀和多个辅机进气阀。

进一步的，所述主机与所述多个辅机各自的进气端还与涡轮增压器连接，所述主机进气阀和多个辅机进气阀的排气口分别连接在所述主机和所述多个辅机各自的进气端与所述涡轮增压器之间。

进一步的，所述进气阀组控制进入所述柴油机的二氧化碳为柴油机扫气量的5％。

进一步的，所述脱硫洗涤塔与所述二氧化碳膜分离器之间依次设有引风机与第一空气压缩机，所述引风机将所述脱硫洗涤塔中设定比例的脱硫废气引入所述第一空气压缩机，所述第一空气压缩机将所述引风机引入的脱硫废气的压力提高至所述二氧化碳膜分离器的工作压力。