[发明专利]船用柴油机尾气和EGR废气联合洗涤系统

说明书

技术领域

本发明涉及船用柴油机，特别是一种船舶柴油机尾气和EGR废气联合洗涤系统。

背景技术

目前，随着Tier 3法规的陆续实施，船舶领域对脱硫的需求已经显现，对脱硫的需求有两个方面：

一是船舶尾气脱硫。目前，IMO规定ECA区域船舶燃油含硫量需低于0.1％，非ECA区域燃油含硫量低于3.5％。到2020年，全球范围内非限制区域的燃油含硫量将限制在0.5％以内(也可能在2018年决定推迟到2025年实施)，这些含硫量限制的指标也被允许通过使用后处理脱硫装置来实现，以使尾气含硫量等于或低于使用该指标含硫量的燃油所排放的硫浓度。低硫燃油价格昂贵，而且由于低硫燃油粘度较小，无法直接应用在现有船舶主机上，需对船舶管系进行改装，增加燃油冷却系统，亦增加成本。所以目前船舶废气脱硫已经成为国内外重要的研究方向。

二是船舶的废气再循环(简称为EGR)系统脱硫。由于IMO对ECA区域的氮氧化物的排放浓度做出了严苛的规定，为达成该规定的指标，EGR、SCR、双燃料机型三种技术手段必须三选一。EGR系统中废气在循环进入扫气集管之前，必须脱除废气中所含的SO₂和颗粒物，以防止对燃烧室部件的损坏，对滑油润滑功能产生不利影响，对主机的可靠性、寿命产生不利影响。

船舶仍采用含硫量3.5％的重油作为燃料，若要满足ECA区域0.1％含硫量的要求，船舶尾气洗涤效率需要大于97％；EGR系统中的废气洗涤效率一般也需达到95％以上，这对洗涤器的洗涤效率提出了极高的要求，普通的洗涤器如喷淋塔、填料塔无法达到如此高的要求，一般使用多级喷淋、增加填料、提高循环液碱度等方式增加洗涤效率，这样就会导致洗涤塔设备体积、重量增大，也提高了设备对耐腐蚀性的要求。使用海水可以有效去除废气中的SO₂，但海水洗涤的洗涤效率不高，而且对含硫量高的废气洗涤效果也不是很好。

本发明采用了一种极高效的洗涤设备——动力波洗涤器，可以有效提高海水脱硫率，并在海水洗涤的基础上增加碱液补充和强化洗涤的措施以应用在不利于洗涤效率的特殊工况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船舶柴油机尾气和EGR废气联合洗涤系统，该洗涤系统在满足高洗涤效率的同时，最大限度地减少碱性物质消耗量，以达到EGR系统对脱硫效率的要求同时达到法规对船舶尾气硫排放的要求。

本发明的技术解决方案如下：

一种船舶柴油机尾气和EGR废气联合洗涤系统，柴油机废气输出结构包括排气集管、扫气集管、船舶余热锅炉、增压器和柴油机空冷系统，其特点在于：还包括EGR废气洗涤系统、船舶尾气洗涤系统、洗涤水供给和处理系统：

所述的EGR废气洗涤系统自上而下依次是切断阀、空冷器清洗装置、空冷器、阵列式动力波洗涤器、空间、洗涤液缓冲箱，所述的切断阀的另一端与所述的排气集管相连，所述的空间的一侧经第一滴水分离器、第一鼓风机、换向调节阀与所述的扫气集管相通，在第一鼓风机和换向调节阀之间的管路上设有第一硫化物浓度监测传感器，所述的洗涤液缓冲箱的底出口经管路与所述的船舶尾气洗涤系统的一级曝气池相通；

所述的船舶尾气洗涤系统包括动力波洗涤塔，该动力波洗涤塔内自上而下依次是第二滴水分离器、喷淋喷嘴、空腔、一级曝气池，该动力波洗涤塔的一侧有单根逆喷管，该单根逆喷管的上端口经烟气流量计与船舶的尾气输入管道相通，该尾气输入管道分别与所述的余热锅炉、燃油锅炉废气相通，所述的余热锅炉分别与发动机废气、排气集管相通，在所述的单根逆喷管内自上而下依次是第一动力波大喷嘴和第二动力波大喷嘴，所述的一级曝气池经管道与二级曝气中和池相通，所述的动力波洗涤塔之顶经第二鼓风机与大气相通，在第二鼓风机的输出管路上设有第二硫化物浓度监测传感器；

所述的洗涤水供给和处理系统包括混合箱、二级曝气中和池、碱液箱、固液分离系统、碱液流量计、洗涤液供给泵、海水供给泵、碱液供给泵和废液排放泵，所述的碱液箱经第一碱液供给泵、第一碱液流量计与所述的混合箱相通，该混合箱经第一洗涤液供给泵与所述的第一动力波大喷嘴和第二动力波大喷嘴相通，该混合箱经第二洗涤液供给泵与所述的喷淋喷嘴相通，该混合箱经第三洗涤液供给泵与所述的动力波喷嘴相通，所述的碱液箱经第二碱液供给泵、第二碱液流量计与所述的二级曝气中和池相通，该二级曝气中和池的输出口经所述的固液分离系统(8)、废液排放泵输出，所述的第三鼓风机的输出端经管道分别与所述的一级曝气池、二级曝气中和池相通。

所述的第一动力波大喷嘴和第二动力波大喷嘴的洗涤液喷射方向与气流方向相反。