一种基于等离子体的船舶尾气脱硫脱硝系统技术方案

本实用新型专利技术涉及船舶尾气处理技术领域，尤其是涉及一种基于等离子体的船舶尾气脱硫脱硝系统，包括一级低温等离子体反应装置、洗涤装置、二级低温等离子体反应装置、SCR脱硝装置和尿素热解装置；所述一级低温等离子体反应装置、所述洗涤装置、所述二级低温等离子体反应装置和所述SCR脱硝装置依次首尾连接；所述尿素热解装置的气体输出端分别与所述一级低温等离子体反应装置和所述SCR脱硝装置连通。该系统通过先烟气湿法洗涤脱硫处理，可解决SCR脱硝装置堵塞及失活问题，通过低温等离子体提高污染物的反应活性可拓宽反应温度窗口，提高脱硝效率，实现宽负荷NO

【技术实现步骤摘要】
一种基于等离子体的船舶尾气脱硫脱硝系统


[0001]本技术涉及船舶尾气处理
，尤其是涉及一种基于等离子体的船舶尾气脱硫脱硝系统。

技术介绍

[0002]船舶尾气排放已成为大气污染物的主要排放源之一，且主要由船舶柴油机产生，尾气中污染物主要以SO
X
与NO
X
气体为主。国际海事组织IMO通过MARPOL公约附则VI对SO
X
与NO
X
的排放做出了严格限制，因此，其脱除技术工艺面临着严峻的挑战。
[0003]目前，常用的船舶尾气脱硫脱硝技术主要有：石膏法烟气脱硫、旋转喷雾干燥法、烟气脱硫、海水洗涤脱硫、选择性非催化还原法(SNCR)脱硝、选择性催化还原法(SCR)脱硝等。其中，海水洗涤脱硫法中，海水洗涤脱硫设备价格及脱硫成本都较低，其工艺简单、技术成熟，可以解决原料储运困难问题，是一种非常适合船用的脱硫技术，但由于天然海水碱度相对较低，对于高浓度值SO2烟气脱除效果不佳，且经过海水洗涤后的废海水pH值较低，不能直接排入海洋，需在曝气池中鼓入大量空气将亚硫酸盐SO
32-氧化为对海洋生态环境友好的、稳定的SO
42-，需增加多种辅助设备，并耗费大量的电能；此外，由于船舶柴油机排放尾气中的NO
X
中90％都是NO，几乎不会被水或碱液吸收，因此，海水洗涤脱硫法虽具有较高的脱硫效率，但却难以同时脱除NO
X
，而且烟气中大量存在的SO
X
对催化剂的活性有抑制作用，在温度较低的情况下会生产硫酸氢铵，进而堵塞催化剂使其无法正常工作。
[0004]因此，开发一种能够高效脱硫脱硝，满足船舶尾气排放标准，且不会产生SCR催化剂堵塞及中毒现象，适用于船舶尾气脱硫脱硝的高效处理技术，是目前船舶尾气处理
亟需解决的一项技术问题。

技术实现思路

[0005]本技术的第一目的在于提供一种船舶尾气脱硫脱硝系统，该系统能够高效脱硫脱硝，满足船舶尾气排放标准；
[0006]本技术的第二目的在于提供一种船舶尾气脱硫脱硝方法，旨在解决海水洗涤脱硫法难以同时脱除NO
X
，并且烟气中大量存在的SO
X
对催化剂的活性有抑制作用的问题。
[0007]本技术提供一种基于等离子体的船舶尾气脱硫脱硝系统，包括一级低温等离子体反应装置、洗涤装置、二级低温等离子体反应装置、SCR脱硝装置和尿素热解装置；
[0008]所述一级低温等离子体反应装置、所述洗涤装置、所述二级低温等离子体反应装置和所述SCR脱硝装置依次首尾连接；
[0009]所述尿素热解装置的气体输出端分别与所述一级低温等离子体反应装置和所述SCR脱硝装置连通。
[0010]本技术的船舶尾气脱硫脱硝系统中，一级低温等离子体反应装置、洗涤装置、二级低温等离子体反应装置和SCR脱硝装置依次首尾连接，尿素热解装置的气体输出端分别与一级低温等离子体反应装置和SCR脱硝装置连通，在尿素热解装置中，尿素溶液分解产
生NH3、CO2和H2O，进而为一级低温等离子体反应装置和SCR脱硝装置提供NH3，首先，由一级低温等离子体反应装置将尾气中的SO2和NO氧化为高价态的SO3和NO2；高价态的SO3和NO2与NH3一并通入洗涤装置中，因NH3的输入，提高了天然海水的碱度，进而大大提高了海水对SO2、SO3、NO及NO2等气体的吸收率，减小了该洗涤装置的体积，降低了尾气处理能耗，此外，由于SO2、NO气体被氧化为SO3和NO2后，在洗涤装置中被碱性物质中和后，以SO
42-和NO
32-形式存在洗涤废海水中，呈现中性，无需再鼓入大量空气进行氧化，即可排入后处理系统，无需添加海水水质恢复系统，避免了能源浪费；经洗涤装置处理后，尾气中的SO2基本被脱除，部分NO也被脱除，进入二级低温等离子体反应装置后，剩余少量未完全吸收的NO可被氧化为NO2，通过该装置将NO和NO2调节至适宜比例，可使催化反应温度降低至150℃，此时，因尾气中无SO3和SO2等酸性气体存在，不会造成硫酸铵的生成，不会造成催化剂堵塞和中毒的现象，此外，在此装置中脱除了绝大部分烟尘，也不会造成催化剂的堵灰现象；最后，将NO、NO2以及尿素热解装置中产生的NH3一并通入SCR脱硝装置中，由于经二级低温等离子体反应装置处理后污染物气体的活性有所增加、浓度也有所降低，因此，洗涤装置和SCR脱硝装置体积可大大缩减，减少了系统的占用空间。
[0011]本技术中的洗涤装置优选为海水洗涤脱硫法中的所使用的海水洗涤装置，一级低温等离子体反应装置和二级低温等离子体反应装置优选为低温等离子体反应器。
[0012]进一步，还包括第一换热器、第二换热器和辅助加热装置；
[0013]所述第一换热器、所述辅助加热装置、所述第二换热器和所述尿素热解装置依次连通；
[0014]所述第一换热器与所述一级低温等离子体反应装置连通；
[0015]所述第二换热器设置在所述洗涤装置和所述二级低温等离子体反应装置之间的通路上，并与所述洗涤装置、所述二级低温等离子体反应装置连通。
[0016]在本技术的脱硫脱硝系统中还包括第一换热器、第二换热器和辅助加热装置，其中，第一换热器、辅助加热装置、第二换热器和尿素热解装置依次连通，第一换热器与一级低温等离子体反应装置连通，第二换热器设置在洗涤装置和二级低温等离子体反应装置之间的通路上，并与洗涤装置、二级低温等离子体反应装置连通。由此，高温船舶尾气经第一换热器后温度被降至50-150℃，第一换热器将与高温尾气换热得到的热空气输送至辅助加热装置，由辅助加热装置进一步将热空气加热至600-700℃，而辅助加热装置与第二换热器连通，因此，600-700℃的热空气可被输送至第二换热器，利用第二换热器的热空气将洗涤装置中排出的尾气换热处理至50-150℃，以便于二级低温等离子体反应装置对尾气继续处理。
[0017]进一步，所述一级低温等离子体反应装置包括一级等离子体电源和一级等离子体发生器；
[0018]所述一级等离子体电源与所述一级等离子体发生器电连接，所述一级等离子体发生器的两端分别与所述第一换热器和所述洗涤装置连通。
[0019]本技术的一级低温等离子体反应装置包括一级等离子体电源和一级等离子体发生器，一级等离子体电源产生的高能自由基与经过等离子发生器中船舶尾气中的H2O、O2和N2等中性分子碰撞生成活性较强的离子、电子和激发态原子，进而将尾气中的SO2和NO气体氧化为高价态的SO3和NO2。
[0020]进一步，所述二级低温等离子体反应装置包括二级等离子体电源和二级等离子体发生器；
[0021]所述二级等离子体电源与所述二级等离子体发生器电连接，所述二级等离子体发生器的两端分别与所述第二换热器和所述SCR脱硝装置连通。
[0022]本技术的二级低温等离子体反应装置包括二级等离子体电源和二级等离子体发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于等离子体的船舶尾气脱硫脱硝系统，其特征在于，包括一级低温等离子体反应装置(1)、洗涤装置(2)、二级低温等离子体反应装置(3)、SCR脱硝装置(4)和尿素热解装置(5)；所述一级低温等离子体反应装置(1)、所述洗涤装置(2)、所述二级低温等离子体反应装置(3)和所述SCR脱硝装置(4)依次首尾连接；所述尿素热解装置(5)的气体输出端分别与所述一级低温等离子体反应装置(1)和所述SCR脱硝装置(4)连通。2.根据权利要求1所述的脱硫脱硝系统，其特征在于，还包括第一换热器(6)、第二换热器(7)和辅助加热装置(8)；所述第一换热器(6)、所述辅助加热装置(8)、所述第二换热器(7)和所述尿素热解装置(5)依次连通；所述第一换热器(6)与所述一级低温等离子体反应装置(1)连通；所述第二换热器(7)设置在所述洗涤装置(2)和所述二级低温等离子体反应装置(3)之间的通路上，并与所述洗涤装...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳朴杰，孟磊，谷小兵，杜明生，彭代军，荆亚超，白玉勇，李本峰，李叶红，
申请(专利权)人：大唐环境产业集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：