[发明专利]一种船舶尾气一塔化脱硫除微粒装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶尾气洗涤净化技术，尤其是涉及一种船舶尾气一塔化脱硫除微粒装置及使用方法。

背景技术

纵观国内外研究现状可以发现，现有的船舶尾气洗涤器大部分都是普通的湿法洗涤器，在结构上与燃煤烟气湿法脱硫装置没有本质上的区别，并且都是以脱硫为目标。然而，柴油机排放的船舶尾气中还含有粒径极小的微粒，研究表明，柴油机微粒排放量以及微粒大小与燃油硫含量的关系很大，如燃油含硫量为0.1%时，微粒排放量约为0.375g/kWh；燃油含硫量为3.0%时，微粒排放量约为2g/kWh。通过对采用高压共轨技术的二冲程瓦锡兰主机和四冲程柴油机的排烟情况进行测量，测得低速二冲程柴油机排烟微粒的粒径主要分布在20~40纳米，而四冲程柴油机的排烟粒径相对而言稍大一些，大都在500纳米以下。 为此MARPOL73/78公约附VI的修订案通过限制燃油含硫量来同时控制硫与微粒的排放。然而，由于成本高和低硫燃油供应不足等原因，通过限制燃油含硫量来同时控制硫与微粒的排放实施起来很困难。目前国内外相关技术主要是通过安装船舶尾气洗涤装置替代使用低硫燃油来控制硫和微粒的排放，从MARPOL73/78公约附VI的修订案对燃油含硫量的限制目标来看，安装船舶尾气洗涤装置替代低硫燃油应满足两个等效性：一是要有足够高的烟气脱硫率，以使硫氧化物排放与燃用低硫油等效；二是要有足够高的微粒去除率，以使微粒排放与燃用低硫油等效。然而，现有的常规湿法洗涤装置并不能满足后一个等效。

专利号为ZL201010018238.9的中国发明专利公开了一种燃煤湿法烟气脱硫工艺中促进细颗粒物脱除的装置及方法，其针对设有预洗涤塔的燃煤WFGD工艺中烟气水汽含量高的特点，应用蒸气相变原理促进细颗粒物的脱除。该装置由预洗涤塔、蒸汽相变室和脱硫主塔组成，蒸汽相变室设有冲洗废液出口、烟气进口和烟气出口，烟气进口与预洗涤塔烟气出口连接，烟气出口与脱硫主塔的烟气进口连接，蒸汽相变室的烟气进口与烟气出口之间依次设有蒸汽喷嘴、除雾器和冲洗水喷嘴。燃煤烟气在预洗涤塔中经洗涤除尘后被水蒸汽饱和或接近饱和，然后由预洗涤塔除雾器脱除水雾后进入蒸汽相变室，注入适量蒸汽，蒸汽添加量以烟气过饱和度S由S约等于1增至S等于1.10~1.50确定，建立细颗粒物凝并长大所需的过饱和水汽环境，凝并长大的细颗粒物由置于蒸汽相变室烟气出口处的除雾器部分脱除；烟气经蒸汽相变室脱除部分细颗粒物后进入脱硫主塔，通过优化脱硫主塔进口气液温差增大烟气过饱和度，使未脱除的细颗粒物发生二次凝并长大并由脱硫液和脱硫主塔除雾器脱除。这种燃煤湿法烟气脱硫工艺中促进细颗粒物脱除的装置及方法用于燃煤锅炉时，其蒸汽消耗量约占锅炉蒸发量的10%，蒸汽消耗量过大；而用于船舶，单靠柴油机尾气的余热不足以提供脱硫除微粒所需的蒸汽量，因此对于船舶而言，这种细颗粒物脱硫装置不仅仅存在蒸汽消耗量过大的问题，还存在蒸汽来源问题，为此，若要用于船舶则须另外增加燃油辅锅炉和海水淡化装置，这无疑增加了成本，也增加了设备占用空间。此外，这种燃煤湿法烟气脱硫工艺中促进细颗粒物脱除的装置，其预洗涤塔和脱硫主塔是两个相互独立的塔，结构上不够紧凑，占用空间大，且也不能简单的将两个塔拼合成一个塔，再加上附加的燃油辅锅炉和海水淡化装置，在空间有限的船舶上不适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑，适用于船舶的一塔化脱硫除微粒装置，以及能够充分利用海水的碱性和低温性高效脱除船舶尾气中的硫和微粒且蒸汽消耗量低的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种船舶尾气一塔化脱硫除微粒装置，包括洗涤塔体，所述的洗涤塔体的下部设置有船舶尾气进气口，所述的洗涤塔体的上部设置有船舶尾气出气口，所述的洗涤塔体内设置有蒸发冷却段和主洗涤段，所述的船舶尾气进气口与所述的蒸发冷却段连通，所述的船舶尾气出气口与所述的主洗涤段连通，所述的蒸发冷却段与所述的主洗涤段之间设置有可让气体流通而阻止液体流通的第一通气阻液器，所述的蒸发冷却段配置有独立的用于促使船舶尾气在所述的蒸发冷却段内快速接近于绝热饱和的冷却液循环系统，所述的主洗涤段连接有洗涤液开式系统和洗涤液循环系统，所述的洗涤液开式系统以海水为洗涤液为所述的主洗涤段供液，所述的洗涤液循环系统以碱液为洗涤液为所述的主洗涤段供液，所述的第一通气阻液器分别与所述的洗涤液开式系统和所述的洗涤液循环系统连接，船舶尾气通过所述的船舶尾气进气口后依次经过所述的蒸发冷却段和所述的主洗涤段完成船舶尾气的脱硫和除微粒后再从所述的船舶尾气出气口排出。