[发明专利]船舶废气净化设备和方法

说明书

本说明书中公开了一种用于在去除船舶废气中包含的二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)时通过由两个步骤组成的过程顺序去除二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)的方法，并且提供了一种船舶废气净化设备和方法，该设备和方法用于使二氧化硫(SO₂)向硫酸氢铵(NH₄HSO₄)的转化效率最大化，从而能够防止在随后的去除氮氧化物(NO_x)的过程期间，残留在船舶废气中的二氧化硫(SO₂)降低氮氧化物(NO_x)的去除效率。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月13日在韩国提交的韩国专利申请号10-2019-0028477的优先权，其公开内容以引用的方式结合于本文中。

技术领域

本说明书涉及一种船舶废气净化设备和方法，并且更具体地，提出了一种用于在去除船舶废气中包含的二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)时通过由两个步骤组成的过程顺序去除二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)的方法，并且提供了一种船舶废气净化设备和方法，该设备和方法用于使二氧化硫(SO₂)向硫酸氢铵(NH₄HSO₄)的转化效率最大化，从而能够防止在随后的去除氮氧化物(NO_x)的过程期间，残留在船舶废气中的二氧化硫(SO₂)降低氮氧化物(NO_x)的去除效率。

背景技术

使用高含硫量燃油的船舶发动机的废气包括二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO_x)、水蒸气(H₂O)、氧气(O₂)、氮气(N₂)等。在这些废气物中，特别是SO₂和NO_x被国际海事组织(IMO)更严格地规定不能排放到船舶的外部。例如，自2016年以来，已经加强了规定，以将在诸如美国海岸的排放控制区域(ECA)航行的船舶的NO_x排放减少到先前允许的排放的20％以下。特别地，在预计从2020年起规定更加严格的SO₂排放的情况下，当所有船舶在全球水域中航行时，应该将废气净化并排放至小于当使用包含0.5％以下硫的燃油时排放的SO₂的量，并且当在ECA中航行时，应该将废气净化并排放至小于当使用包含0.1％以下硫的燃油时排放的SO₂的量。

因此，特别地，建立响应从2020年起列入目录的SO₂规定的最佳计划是非常紧迫的问题。作为目前为止提出或开发的解决航运业中的这种问题的方法，首先，有一种使用低硫燃油的方法，如IMO所提出的。然而，如果采用这种方法，则存在经济上的缺点，即增加了与低硫燃油和高硫燃油之间的价格差同样多的巨大代价。

第二，存在一种安装和利用洗涤器的方法，该洗涤器用大量的水溶解发动机废气中包含的SO₂，以将SO₂转化成低浓度亚硫酸或硫酸，然后将其释放到海水中，或者转化成钠盐或钙盐并储存，然后处理它们。然而，在该方法中，存在严重的附加经济负担，诸如需要昂贵材料的特殊钢和需要安装非常大规模的洗涤器。而且，还存在技术的稳定性尚不完美的技术困难。

第三，可以使用活性炭去除船舶废气中包含的SO₂。该方法用于将SO₂吸附到活性炭的表面和孔，但问题在于在200℃以上的温度下由于活性炭的性质而降低吸附特性。而且，活性炭必须连续供应，这在经济可行性上差。