一种船舶柴油机尾气脱硫脱硝联合处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的目的在于提供一种船舶柴油机尾气脱硫脱硝联合处理装置，包括柴油机、涡轮增压器、余热锅炉、尾气洗涤塔，柴油机分别连接排气歧管和扫气箱，排气歧管通过涡轮进口管路连接涡轮进口，涡轮出口通过涡轮出口管路连接余热锅炉的进口，涡轮出口管路与涡轮进口管路通过废气旁通通路相通，压气机出口通过压气机出口管路连接扫气箱，压气机出口管路与排气歧管通过压缩空气旁通通路相通，余热锅炉的出口连接余热锅炉出口管路，余热锅炉出口管路与废气洗涤脱硫通路、排放管路通过三通方式相连，废气洗涤脱硫通路连接尾气洗涤塔的进口，尾气洗涤塔的出口与排放管路连通后连通大气。本实用新型专利技术能够满足IMO法规对船舶柴油机NOX和SOX排要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种柴油机尾气处理装置，具体地说是船舶柴油机尾气处理装置。
技术介绍
随着船舶航运业的迅速发展，船舶废气排放量日益增多，对环境的危害日益严重。根据国家环境保护部监控中心的数据，2013年在中国港口靠泊的船舶共排放二氧化硫58.8万吨，约占全国排放总量的8.4％；港口船舶氮氧化物排放量27.8万吨，约占全国排放总量的11.3％。国际海事组织IMO制定了一系列防污染公约，对船舶废气中有害成分排放进行了严格限制。2016年1月1日起在排放控制区内的船舶排放要求达到Tier III排放标准。船舶柴油机减排技术,主要包括采用低硫燃油和废气洗涤技术两种。相对而言,采用低硫燃油比较方便,对船舶改动较小,可以满足IMO对船舶燃油硫含量的要求,但船用高低硫燃油之间差价巨大,使用低硫燃油成本太高,同时现有发动机使用低硫燃油存在粘度过低、润滑性差、容易磨损等问题,对发动机有一定的损害,且低硫燃油在炼制过程中会产生大量的CO2,加剧全球温室效应。NOX的脱除主要用选择性催化还原法(SCR)，用NH3将NO还原为N2。由于脱硫后的气体温度较低，SCR反应需要较高的温度，需将气体二次加热才能脱硝。作为IMO认可的一种除去船舶废气脱硫(FGD)的有效方法,废气洗涤技术通过对燃用低质高硫重油产生的废气进行清洗,除去其中的SOX,满足IMO有关燃油硫含量的要求。湿法FGD具有很高的脱硫效率，但却难以同时脱硝，这是因为船舶柴油机实际尾气中的NOX中90％以上都是NO，NO除了生成络合物以外，几乎不被水或碱液吸收。目前,对船舶废气NOX和SOX的研究和处理,都是分开单独进行,即使用两套不同设备,分别对NOX和SOX进行处理。这种废气串联处理方法,设备体积巨大,背压高,对发动机正常工作影响较大,设备投资和运行费用都很高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供能够满足IMO法规对船舶柴油机NOX和SOX排要求的一种船舶柴油机尾气脱硫脱硝联合处理装置。本技术的目的是这样实现的：本技术一种船舶柴油机尾气脱硫脱硝联合处理装置，其特征是：包括柴油机、涡轮增压器、余热锅炉、尾气洗涤塔，涡轮增压器包括涡轮和压气机，柴油机分别连接排气歧管和扫气箱，排气歧管通过涡轮进口管路连接涡轮进口，涡轮出口通过涡轮出口管路连接余热锅炉的进口，涡轮出口管路与涡轮进口管路通过废气旁通通路相通，废气旁通通路上安装第一单向截止阀，压气机出口通过压气机出口管路连接扫气箱，压气机出口管路上安装空冷器、水滴捕集器，压气机出口管路与排气歧管通过压缩空气旁通通路相通，压缩空气旁通通路上安装第二单向截止阀，余热锅炉的出口连接余热锅炉出口管路，余热锅炉出口管路与废气洗涤脱硫通路、排放管路通过三通方式相连，废气洗涤脱硫通路连接尾气洗涤塔的进口，尾气洗涤塔的出口与排放管路连通后连通大气，废气洗涤脱硫通路上安装催化氧化装置，催化氧化装置连接臭氧发生器，尾气洗涤塔连接水处理单元。本技术的优势在于：1、本技术采用的一种船舶柴油机尾气脱硫脱硝联合处理系统满足IMO有关船舶废气排放标准。2、本技术采用臭氧催化氧化法，将不易被碱液吸收的NO转化为易被碱液吸收的NO2，大幅提高了碱液对NOX的洗涤脱硝效率。3、由于使用一套装置同时脱除发动机废气中的NOX和SOX,本技术装置的体积和重量要明显小于分别进行脱硫和脱硝的装置的体积和重量之和,设备紧凑，可节省船舶有效空间,投资成本和运行费用低,对发动机影响小。4、采用废气旁通技术,保证了废气洗涤脱硫脱硝装置运行的安全性。5、在对船舶柴油机尾气脱硫脱硝联合处理的同时，还可以降低颗粒物的排放。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图举例对本技术做更详细地描述：结合图1，本技术的船舶柴油机尾气脱硫脱硝联合处理系统适合于船舶动力装置,该动力装置具有柴油机1,通过排气管2连接到柴油机上的排气歧管3,设置在进气通路上的空气中间冷却器6和水滴捕集器7,连通到排气歧管的涡轮10,以及设置在进气通路上的压气机4；进气通路连通压气机4出口和扫气箱8,包含空气中间冷却器6和水滴捕集器7；含有单向截止阀11的涡轮废气旁通通路直接连接涡轮入口10和余热锅炉12入口；包含单向截止阀5的压缩空气旁通通路直接连接压气机4出口和涡轮10入口；由三通阀13控制的废气洗涤脱硫通路和废气旁通通路。船舶在排放控制区运行时,柴油机的废气通过排气歧管3全部通入涡轮,在涡轮10中膨胀做功,驱动压气机4工作,压气机4压缩新鲜空气,压缩空气经过空气中间冷却器6降温,进入水滴捕集器7,去除其中所含水滴,进入扫气箱8,再通过进气管9,进入柴油机1,参与燃烧；当发动机中低负荷工作时,压缩空气旁通通路中单向截止阀11关闭,在发动机高负荷工作时,柴油机废气量过剩,开启涡轮废气旁通通路中单向截止阀11,旁通多余废气,提高发动机效率。按废气洗涤装置16是否投入运行,船舶柴油机系统分为两种运行模式,非洗涤模式和洗涤模式。非洗涤模式:当船舶在非排放控制区和非港口区域航行时,废气经过余热锅炉12回收能量后,经三通阀13,由废气旁通通路直接排入环境大气。洗涤模式:当船舶在硫排放控制区或港口区域航行时,废气经过余热锅炉12回收能量后,经三通阀13,由废气洗涤脱硫通路流入催化氧化装置15，与臭氧发生器14产生的臭氧发生氧化反应；氧化后的废气进入废气洗涤装置16,用碱液洗涤脱去其中的NOX，SOX和颗粒,经洗涤装置顶部除雾器去除水滴后,排入环境大气，洗涤后的废水进入水处理单元17处理。当船舶废气洗涤装置维修或出现故障时,废气经三通阀13,由废气旁通通路直接排入大气环境。本技术装置包括在与柴油机的排气管相连的排气歧管和与油机的进气管相连的扫气箱之间连接的进气系统,所述进气系统包括连通到排气歧管的涡
轮、由涡轮驱动的压气机、连接于压气机出口与扫气箱之间的空气中间冷却器。所述进气系统还包括连接于压气机出口和排气歧管之间的包含第一单向截止阀的压缩空气旁通通路,在涡轮进出口之间设置废气旁通管路,废气旁通管路上设置第四单向截止阀,废气旁通管路连接余热锅炉,余热锅炉后通过三通阀连接废气洗涤装置或直接连通大气。在空气中间冷却器与扫气箱之间设置空气水滴捕集器。在尾气洗涤器前有臭氧发生装置和催化氧化器。洗涤器采用一级或多级喷淋塔结构,或采用填料塔结构。本技术的船舶柴油机NOX和SOX排放控制装置包含柴油机系统和臭氧氧化装置及废气洗涤装置。在所述柴油机系统中,在空气中间冷却器后增设水滴捕集器。在所述柴油机系统中,增设涡轮废气旁通通路,连通涡轮进出口。增设压缩空气旁通通路,连通压气机出口和涡轮入口。在所述柴油机系统中,非再循环的废气,经余热锅炉后,通过三通阀,或去废气洗涤装置洗涤或直接排入大气。在所述联合减排装置中,所述废气预洗装置、洗涤器和废气洗涤装置采用一级或多级喷淋塔结构,或采用填料塔结构。本技术的船舶柴油机尾气脱硫脱硝联合处理方法的主要特点为：船舶在氮氧化物排放控制区航行时,柴油机的废气通过排气歧管全部通入涡轮,做功驱动压气机工作,压缩新鲜空气,压缩空气经过空气中间冷却器降温,进入水滴捕集器,去除其中所含水滴,进入扫气箱,再由进气管,进入柴油机参与燃烧；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶柴油机尾气脱硫脱硝联合处理装置，其特征是：包括柴油机、涡轮增压器、余热锅炉、尾气洗涤塔，涡轮增压器包括涡轮和压气机，柴油机分别连接排气歧管和扫气箱，排气歧管通过涡轮进口管路连接涡轮进口，涡轮出口通过涡轮出口管路连接余热锅炉的进口，涡轮出口管路与涡轮进口管路通过废气旁通通路相通，废气旁通通路上安装第一单向截止阀，压气机出口通过压气机出口管路连接扫气箱，压气机出口管路上安装空冷器、水滴捕集器，压气机出口管路与排气歧管通过压缩空气旁通通路相通，压缩空气旁通通路上安装第二单向截止阀，余热锅炉的出口连接余热锅炉出口管路，余热锅炉出口管路与废气洗涤脱硫通路、排放管路通过三通方式相连，废气洗涤脱硫通路连接尾气洗涤塔的进口，尾气洗涤塔的出口与排放管路连通后连通大气，废气洗涤脱硫通路上安装催化氧化装置，催化氧化装置连接臭氧发生器，尾气洗涤塔连接水处理单元。

【技术特征摘要】
1.一种船舶柴油机尾气脱硫脱硝联合处理装置，其特征是：包括柴油机、涡轮增压器、余热锅炉、尾气洗涤塔，涡轮增压器包括涡轮和压气机，柴油机分别连接排气歧管和扫气箱，排气歧管通过涡轮进口管路连接涡轮进口，涡轮出口通过涡轮出口管路连接余热锅炉的进口，涡轮出口管路与涡轮进口管路通过废气旁通通路相通，废气旁通通路上安装第一单向截止阀，压气机出口通过压气机出口管路连接扫气箱，压气机出口管路上...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱元清，郭浩，周松，刘佃涛，周金喜，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23