[发明专利]一种船舶废气混合式脱硫装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶节能减排领域，特别是一种船舶废气混合式脱硫装置及其工作方法。

背景技术

远洋船舶多采用重油或渣油作为燃料，这些燃料中含有大量硫分，势必造成排放尾气中含有大量污染性气体SOx。据统计，由船舶造成的SOx的排放量占全球认为SOx排放总量的5％以上，并且这一数据正在逐年增加，严重影响了生态环境和人们身体健康。为此，MARPOL公约(国际防止船舶造成污染公约)附则VI中对船舶硫氧化物的排放进行了明确规定。目前全球燃油含硫量限制在3.5％以内，该标准于2012年1月1日生效，到2020年1月1日，这一标准将降低至0.5％；对于硫氧化物排放控制区，目前的排放标准是1.0％，到2015年1月1日开始实施0.1％的排放标准。面对即将实施的更为严格的船舶尾气硫氧化物排放限制，国内外展开了船舶尾气处理技术的进一步研究。

由于船舶的实际运行情况并结合陆地成熟脱硫技术，海水湿法脱硫这一方法成为了国内外众多专家、学者的重点研究对象。经研究表明：采用湿法洗涤来进行船舶尾气脱硫，其脱硫效率与废气温度有较大关系。有实验数据表明废气温度在60℃左右时海水对废气中硫氧化物的吸收效果最佳，而废气经过废气锅炉后其温度仍有180℃左右，为提高脱硫效率，目前的措施多是采用海水降温，海水温度升高后直接排放入海，对于尾气中蕴含的如此巨大的能量无疑是一种浪费。因此，考虑如何利用经过废气锅炉后废气中的余热就显得很有必要。

IMO(国际海事组织)的统计数据表明，海水法脱硫所消耗的功率约占船舶主机功率的1％-2％，例如对于一台额定功率为5000kW的主机来说，海水法脱硫所消耗的功率约50-100kW，这对于船舶发电机来说，这部分功率是比较大的，给船舶电网带来压力。而由主机排烟带走的废热能量约占主机额定功率的35％-40％，对于一台额定功率为5000kW的船舶主机来说，排烟带走的废热能量为1750-2000kW。如果能把主机排烟中这一部分能量利用上的话，可大大降低电网压力。

船舶航行于大海，海水取之不尽且取之方便，非常适合用来对船舶尾气脱硫，然而海水法脱硫仅适用于船舶在航的条件下，当船舶靠港或航行至特殊海域时，由于港内海水污染情况严重或者海水碱度不足以吸收尾气中硫氧化物时，海水法就不适于船舶尾气的脱硫使用，因此，急需一种针对船舶在港或特殊海域时的尾气脱硫方法。

经净化后的尾气其温度很低，可到达35℃左右，为防止烟囱出口处出现白雾并抬高废气升空力，必须设置尾气再加热系统。现有的加热方式多是采用未经净化处理的尾气去加热净化后尾气或者采用锅炉产生的过热蒸汽来加热净化后尾气。前者由于采用未净化处理的尾气，其中硫氧化物含量较高，这很容易造成换热器的腐蚀问题。后者采用锅炉产生的过热蒸汽，从船舶设计的角度考虑其蒸汽产量还不能满足船舶主机排烟加热所需要的热量。因此，考虑采用何种方式加热净化后的尾气至关重要。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种既实船应用性强又脱硫效率高且节能环保的船舶废气混合式脱硫装置及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种船舶废气混合式脱硫装置，包括废气发电系统、废气脱硫系统、废气排放系统以及自动监测和控制系统；所述的废气发电系统包括缸套水换热器、蒸发器、膨胀机、冷凝器、工质泵、发电机和储电装置；所述的缸套水换热器上设置有烟气进口和烟气出口；所述的缸套水换热器左端连接缸套水循环系统出口、右端连接蒸发器的高温侧进口，所述的蒸发器的高温侧出口连接缸套水循环系统进口，构成高温侧闭环；所述的蒸发器低温侧出口依次连接膨胀机、冷凝器、工质泵和蒸发器低温侧进口，构成低温侧闭环；膨胀机与发电机之间通过法兰连接；发电机与储电装置通过导线连接；