同时净化船舶尾气NOx和SOx的处理设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种同时净化船舶尾气NOx和SOx的处理设备及方法，属于尾气处理技术领域。本发明专利技术提供的方法，将船舶尾气通过鼓泡器、布气板后对其用海水进行旋流雾化，同时将尾气通过负载光催化剂的填料床，并在真空紫外灯的照射下去除NOx和SOx，排出尾气；该方法具有高效的脱硫脱硝效果，设备占地小，操作便捷；旋流雾化技术使得烟气走廊现象从根源上被解决，同时在气体穿过负载填料层时大量去除烟气中的SO2，使得SO2在促进NO脱除率的提高的基础上保护了负载填料层，延长其使用期限；本发明专利技术提供的负载填料层性能稳定；价格便宜，利于大规模推广应用。推广应用。推广应用。

【技术实现步骤摘要】
同时净化船舶尾气NOx和SOx的处理设备及方法


[0001]本专利技术属于尾气处理
，具体地，涉及一种同时净化船舶尾气NOx和SOx的处理设备及方法。

技术介绍

[0002]二冲程柴油机具有功率大、效率高、经济效益好等优点而广泛应用于船舶行业，但是船舶柴油机所使用的低质燃油会产生硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、碳氧化物（COx）、碳氢化合物（CH）以及颗粒物（PM）等污染物，会对全球的环境造成不利影响，同时也会危害人类健康。
[0003]为了解决日益严重的船舶废气污染问题，1997年，国际海事组织（IMO）通过《防止船舶造成大气污染规则》，将其作为MARPOL 73/78公约附则VI颁布，其中明确规定了船舶NOx和SOx的排放含量，新法规规定，2016年以后制造的柴油机所排放NOx的限定值要比IMO TierI法规规定的排放限值低约80%，而在全球范围内，船舶柴油机所使用燃油硫含量要到2020年降至0.5%m/m以下。随着排放法规的日趋严格，单独依靠机内措施减排已经不能满足法规要求，而净化燃料成本过高并且对环境有一定的污染,使用替代燃料目前技术尚不成熟，所以船舶废气的后处理技术亟待研究。
[0004]船舶废气一体化处理技术可分为联合处理技术和协同处理技术。联合处理技术主要包括低硫油联合SCR技术、废气洗涤联合SCR技术、废气洗涤联合EGR技术。从实验结果来看，3种方法的脱除效果良好。但是该技术脱除装置复杂、占地面积大、能耗高、经济性差，尤其是对主机工作影响较大，限制了该技术的进一步发展。湿法氧化技术、络合物吸收技术、光催化氧化技术等协同处理技术对主机工作影响小，优势明显。

技术实现思路

[0005]本专利技术一种同时净化船舶尾气NOx和SOx的方法，本专利技术提供的方法，将船舶尾气通过鼓泡器、布气板后对其用海水进行旋流雾化，同时将尾气通过负载光催化剂的填料床，并在真空紫外灯的照射下去除NOx和SOx，排出尾气；该方法具有高效的脱硫脱硝效果，设备占地小，操作便捷；旋流雾化技术使得烟气走廊现象从根源上被解决，同时在气体穿过负载填料层时大量去除烟气中的SO2，使得SO2在促进NO脱除率的提高的基础上保护了负载填料层，延长其使用期限；本专利技术提供的负载填料层性能稳定；价格便宜，利于大规模推广应用。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：同时净化船舶尾气NOx和SOx的方法，包括以下操作步骤：步骤一：将船舶的尾气通过船舶尾气收集器进行收集，收集来的尾气进入尾气冷却换热器吸收尾气的热量使其降温；步骤二：将冷却后的船舶尾气通过增压风机，启动蠕动循环泵并调节海水和船舶尾气的液气比，使尾气通过尾气进口管进入主反应器，尾气通过鼓泡器、布气板后对其用海水进行旋流雾化，同时将尾气通过负载光催化剂的填料床，并在真空紫外灯的照射下去除
NOx和SOx；步骤三：经尾气分析仪测试，排出尾气。
[0007]作为本专利技术的一种优选方案，主反应器内涉及共参数如下：液气比为1.0
‑
3.0L
·
m
‑3，尾气温度为60
‑
80℃，空速为1000
‑
1500h
‑1。
[0008]作为本专利技术的一种优选方案，所述真空紫外灯的功率为150
‑
160W。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，步骤二中所述旋流雾化的雾化压力为0.2
‑
0.23MPa。
[0010]作为本专利技术的一种优选方案，步骤二中所述负载填料层高600
‑
800mm。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，步骤二中所述负载填料层通过以下制备方法制得：（1）量取钛酸丁酯、无水乙醇、水、硝酸，将一半体积的无水乙醇与钛酸丁酯均匀混合，形成A液，按比例加入鳌合剂乙酰丙酮和催化剂乙酸；将另外一半体积的无水乙醇、水、硝酸和Fe(NO3)3均匀混合，形成B液;边搅拌边将B液加入到A液中，继续搅拌2
‑
3h，形成透明的溶胶
‑
凝胶液然后在室温下静置陈化24h，制得溶胶
‑
凝胶；（2）对玻璃纤维进行预处理：将柔性玻璃纤维首先在异丙醇中用超声波清洗器超声清洗15min，接着用体积比为H2O:HCI=2:1的洗涤液超声清洗器中超声15min，再用二次去离子水超声清洗15min，最后用AR级无水乙醇超声清洗15min，取出晾干后，再以5℃/分钟的速度升温到80
‑
105℃，保持2h进行热处理；而后放入干燥箱中干燥备用；（3）将TiO2凝胶负载在玻璃纤维上：在20
‑
25℃，将预处理后的玻璃纤维浸入制得的溶胶
‑
凝胶中10
‑
20min，然后以1cm/min的速度将玻璃纤维垂直提出液面，放入离心机中进行以100r/min的速度进行离心处理0.5min，将玻璃纤维表面多余的溶胶分离出来；（4）将负载TiO2凝胶的玻璃纤维放入
‑
18℃的低温环境下陈化1
‑
3d，取出自然升温至室温，放置12
‑
24h，然后在20℃，
‑
0.01KPa的环境下挂起干燥24h，使溶剂充分挥发，溶胶充分水解、缩聚；重复上述操作以增加薄膜厚度，完成后，再在100℃下干燥30min；（5）将挂膜干燥后的玻璃纤维填料放入马弗炉中，以5℃/min的速度升温至450
‑
550℃，并在此温度下保持3h，然后在炉内自然冷却至室温后取出待用。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，步骤（1)中所述钛酸丁酯:无水乙醇:水:硝酸的体积比为1∶5
‑
6∶0.2
‑
0.4∶0.1
‑
0.2。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，步骤（1)中所述钛酸丁酯：乙酰丙酮：乙酸物质的量比为1:0.03
‑
0.05:0.03
‑
0.05。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，步骤（1)中将B液加入到A液中时控制Fe
3+
/TiO2质量比为0.03%
‑
0.05%。
[0015]同时净化船舶尾气NOx和SOx的处理设备，包括依次连接的以下装置：船舶尾气收集器（1）、尾气冷却换热器（2）、增压风机（3）、涡街流量计（4）、主反应器（5）；所述主反应器（5）顶端依次连接有涡街流量计（4）、尾气分析仪（7）和引风机（6）；所述主反应器（5）底部连接有蠕动循环泵（8）、储液罐（10）、离心泵（11）和电磁流量计（12），电磁流量计（12）另一端与反应器（5）顶部相连，所述储液罐（10）内设置有搅拌器（9）；所述主反应器下部的侧壁外设置有尾气进口管（510），所述尾气进口管（510）与主反应器（5）内部鼓泡器（507）连接，主反应器（5）内部鼓泡器（507）向上依次间隔设置有布气板（506）、过滤器（505）和负载填料层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时净化船舶尾气NOx和SOx的方法，其特征在于：包括以下操作步骤：步骤一：将船舶的尾气通过船舶尾气收集器进行收集，收集来的尾气进入尾气冷却换热器吸收尾气的热量使其降温；步骤二：将冷却后的船舶尾气通过增压风机，启动蠕动循环泵并调节海水和船舶尾气的液气比，使尾气通过尾气进口管进入主反应器，尾气通过鼓泡器、布气板后对其用海水进行旋流雾化，同时将尾气通过负载光催化剂的填料床，并在真空紫外灯的照射下去除NOx和SOx；步骤三：经尾气分析仪测试，排出尾气。2.根据权利要求1所述的一种同时净化船舶尾气NOx和SOx的方法，其特征在于：主反应器内涉及参数如下：液气比为1.0
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3.0L
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m
‑3，尾气温度为60
‑
80℃，空速为1000
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1500h
‑1。3.根据权利要求1所述的一种同时净化船舶尾气NOx和SOx的方法，其特征在于：步骤二中所述真空紫外灯的功率为150
‑
160W。4.根据权利要求1所述的一种同时净化船舶尾气NOx和SOx的方法，其特征在于：步骤二中所述旋流雾化的雾化压力为0.2
‑
0.23MPa。5.根据权利要求1所述的一种同时净化船舶尾气NOx和SOx的方法，其特征在于：步骤二中所述负载填料层高600
‑
800mm。6.根据权利要求1所述的一种同时净化船舶尾气NOx和SOx的方法，其特征在于：步骤二中所述负载填料层通过以下制备方法制得：（1）量取钛酸丁酯、无水乙醇、水、硝酸，将一半体积的无水乙醇与钛酸丁酯均匀混合，形成A液，按比例加入鳌合剂乙酰丙酮和催化剂乙酸；将另外一半体积的无水乙醇、水、硝酸和Fe(NO3)3均匀混合，形成B液;边搅拌边将B液加入到A液中，继续搅拌2
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3h，形成透明的溶胶
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凝胶液然后在室温下静置陈化24h，制得溶胶
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凝胶；（2）对玻璃纤维进行预处理：将柔性玻璃纤维首先在异丙醇中用超声波清洗器超声清洗15min，接着用体积比为H2O:HCI=2:1的洗涤液超声清洗器中超声15min，再用二次去离子水超声清洗15min，最后用AR级无水乙醇超声清洗15min，取出晾干后，再以5℃/分钟的速度升温到80
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105℃，保持2h进行热处理；而后放入干燥箱中干燥备用；（3）将TiO2凝胶负载在玻璃纤维上：在20
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25℃，将预处理后的玻璃纤维浸入制得的溶胶
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凝胶中10
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20min，然后以1cm/min的速度将玻璃纤维垂直提出液面，放入离心机中进行以100r/min的速度进行离心处...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈海涛，余国成，郑浣琪，王德智，陈煜，李琼，郁濠亮，佘青青，方德忠，
申请(专利权)人：浙江浙能迈领环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：