[发明专利]一种船舶柴油机尾气氮氧化物脱除装置及脱除方法

说明书

本发明公开了一种船舶柴油机尾气氮氧化物脱除装置及脱除方法，属于船舶柴油机废气处理技术领域。船舶柴油机主要的燃料油为重质燃油，其尾气中含有大量的氮氧化物。本发明通过等离子体与吸附相结合的方式采用新型工艺设计与方法对尾气中的NOx进行了处理。本发明利用填充床反应器进行循环吸附，同时，利用低温等离子体技术对尾气进行处理，在常温下实现了对船舶柴油机尾气中NOx气体的有效处理，并且终产物为单质无害气体。这种尾气处理方法无需催化剂参与，并且终产物不需要进行再次处理，减少了设备投入以及设备占地面积，满足了在动态复杂工况下对船舶尾气有效处理的要求。

技术领域

本发明涉及一种船舶柴油机尾气氮氧化物脱除装置及脱除方法，属于船舶柴油机废气处理技术领域。

背景技术

目前，船舶柴油机使用的普遍燃料油为重质燃油，其尾气中含有大量的氮氧化物(NOx＝NO+NO₂)气体，能够造成酸雨、光化学烟雾以及臭氧空洞等一系列环境问题，严重破坏了地球生态系统。同时，它刺激人的眼、鼻、喉和肺部，容易造成呼吸系统疾病，对人体产生较大的危害。国际海事组织制定了较为严格的防污染公约，对船舶尾气NOx进行了严格的限制。相关研究人员也在积极的开发船舶尾气NOx处理装置，目的在于有效地去除船舶尾气中的NOx气体，满足法规要求，降低对环境的污染，减少对人体的危害。

目前船舶尾气NOx处理方法存在初期投资大、占地面积大、系统管理复杂、催化剂泄露以及动态处理效率低等问题。因此，开发一种简单高效且适用于船舶动态工况的尾气NOx处理技术是近年来科研人员的研究热点。在现有的船舶尾气NOx处理技术中，低温等离子体技术是一种非常有前景的技术。

低温等离子体技术能够在较低温度下活化和转化分子，实现许多常规条件下难以进行的化学反应。目前有很多研究是利用低温等离子体技术对烟气和尾气中的NOx进行处理。一般是利用低温等离子体的放电进行氧化反应过程，氧化反应过后再用催化剂以及碱吸收剂对其进行催化反应或中和反应，生成相应的无害气体和相应的盐。研究表明，在低温等离子体的协同作用下，可以提高NOx的处理效率，降低反应条件，使NOx的处理更为简单。但是，目前所开发的技术方法中对于船舶尾气中NOx的处理方法还有很多的不足，如动态工况尾气处理效果不佳、装置复杂、占地面积大、过程繁琐、反应条件高、催化剂中毒、处理副产物难处理以及催化剂泄露污染等问题。

针对现有处理船舶尾气中NOx方法所存在的各种各样的不足，开发出一种有效且适用于动态工况下的尾气NOx处理技术是研究的重要方向。针对现有处理技术的不足之处，提出本发明装置及技术方法。

发明内容

本发明的目的是这样实现的：

一种船舶柴油机尾气氮氧化物脱除装置及脱除方法，船舶柴油机1产生的尾气在电除尘装置2中进行除尘处理，处理后尾气经四向电控阀12分离后，一部分由第一等离子发生器3中气体入口14进入第一等离子体发生器3中进行第一步处理，第一等离子体发生器3的高压生成系统由供电装置6和高压生成器5组成；另一部分尾气由气体解附塔7下部入口22进入气体解附塔7中作为气体解附的热源；经过第一等离子体发生器3处理后的尾气由第一低温等离子体发生器气体出口15排出，通过填充床反应器气体入口16自下而上进入到填充床反应器4中，进行气体吸附过程，在吸附过程结束后，尾气由填充床反应器气体出口17排空；填充床反应器4中的吸附剂由吸附剂入口18进入到反应器内部，吸附待处理气体后由填充床反应器吸附剂出口19排出，经气体解附塔吸附剂入口20进入到气体解附塔7中；在气体解附过程完成后，提供热源的尾气由气体解附塔尾气出口23排出，经过电控阀11与四向电控阀12进入到第一等离子体发生器3中进行处理；吸附剂则从气体解附塔吸附剂出口21排出，由吸附剂输送泵13输送到填充床反应器4中；解附气体则由气体解附塔解附气体出口24排出进入到气体混合罐9中，与贫氧气体提供装置8所提供的贫氧气体进行混合后，由第二等离子体发生器气体入口25进入到第二等离子体发生器10中进行第二步的处理，处理后的气体由第二等离子体发生器气体出口26直接排放到空气中。