本发明专利技术公开了一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫方法，具有如下步骤：抽取两份等量的天然海水，并加入等量的钠碱溶液，钠碱海水混合溶液与废气发生酸碱中和反应，洗涤后的气体达标后排入大气，反应后的洗涤液经去渣、曝气处理以及达标后排入海中。本发明专利技术还公开了一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置。本发明专利技术降低了海水泵功率以及能耗，投资运行成本低，系统更加紧凑，并通过控制系统精确调控钠碱溶液的添加量，大大提高洗涤液的碱度，增强了海水吸收SOx的能力，使曝气后洗涤液的pH值大于6.5，本发明专利技术利用混合柜使钠碱溶液可以顺利与天然海水混合，避免了海水管路水压过高不利于钠碱溶液进入的问题，提高了产品效率和实用程度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于船舶造成大气污染防治
，具体涉及一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫方法及装置。
技术介绍
在经济全球化的持续影响下，世界各国之间的贸易往来越来越频繁，国际间的货运量也随之增大。陆上运输作为一种传统的运输方式，容易受地理条件、运输能力等多种因素的限制，在国际间大宗货物运输方面发展乏力。水上运输因其具有运载量大、运营成本低等独特的优势，现已成为国际货物运输中最主要的运输方式。目前，超过90％的远洋船舶采用柴油机作为主要动力，由于燃油费用占船舶总营运成本的50％以上，大部分船舶柴油机都燃用价格低廉的重油。重油含硫量高，燃烧后产生的硫氧化物会对大气环境造成严重污染。为了减少船舶排放的硫氧化物对大气环境的污染，国际海事组织(IMO)、欧洲环境署、美国环保局、美国加州空气资源委员会等制定了严格的法规以限制船舶硫氧化物的排放。MARPOL公约附则VI要求自2012年1月1日起，全球范围内船舶加装的燃油含硫量不得超过3.5％(m/m)；自2015年1月1日起，在硫氧化物排放控制区内船舶燃油含硫量不得超过0.1％(m/m)。目前，各大船用柴油机生产厂家、科研院所研究的主要方向是应用湿法洗涤技术脱除船舶柴油机废气中的硫氧化物。目前已经有很多关于船舶废气脱硫技术的专利报道，如：《一种船舶柴油机废气洗涤脱硫的设备》(专利号CN103331093B)中，通过向淡水中加入NaOH来提高淡水的碱度，用以中和废气中的酸性硫氧化物。虽然闭式碱液脱硫系统脱硫效率较好，但是它们仅能满足船舶在港口或排放控制区内短暂使用(一般为数小时)的需求，无法满足船舶在公海长时间航行的需求。专利《涤气器系统及方法》(专利号CN103842051A)中，提出开式、闭式和混合式三种脱硫工作模式，该方法在一定程度上提高了系统的经济性，但随着船舶航行状态频繁的改变，该系统并不能在开式与闭式之间随意切换，因此无法保证装置的灵活性。更重要的是该系统并不能有效解决开式脱硫曝气后溶液的pH值较低、海水用量大，闭式脱硫运行时间短等问题。
技术实现思路
根据上述提出的技术问题，本专利技术提供一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫方法及装置。本专利技术采用的技术手段如下：一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫方法，具有如下步骤：S1、抽取两份等量的天然海水，并分别充入到混合柜Ⅰ和混合柜Ⅱ内；S2、分别向所述混合柜Ⅰ和所述混合柜Ⅱ中加入等量的钠碱溶液，混合均匀后，得到两份钠碱海水混合溶液；S3、将所述混合柜Ⅰ中的钠碱海水混合溶液与废气在洗涤塔中逆向接触而发生酸碱中和反应，洗涤后的气体达标后排入大气，反应后的洗涤液经去渣、曝气处理以及达标后排入海中；S4、待所述混合柜Ⅰ中的钠碱海水混合溶液完全消耗后，将所述混合柜Ⅱ中的钠碱海水混合溶液与废气在洗涤塔中逆向接触而发生酸碱中和反应，洗涤后的气体达标后排入大气，反应后的洗涤液经去渣、曝气处理以及达标后排入海中，同时，抽取与所述步骤1抽取的其中一份天然海水等量的天然海水充入到所述混合柜Ⅰ，并加入与步骤S2中向所述混合柜Ⅰ加入的钠碱溶液等量的钠碱溶液，之后混合均匀；S5、待所述混合柜Ⅱ中的钠碱海水混合溶液完全消耗后，将所述混合柜Ⅰ中的钠碱海水混合溶液与废气在洗涤塔中逆向接触而发生酸碱中和反应，洗涤后的气体达标后排入大气，反应后的洗涤液经去渣、曝气处理以及达标后排入海中，同时，抽取与所述步骤1抽取的其中一份天然海水等量的天然海水充入到所述混合柜Ⅱ，并加入与步骤S2中向所述混合柜Ⅱ加入的钠碱溶液等量的钠碱溶液，之后混合均匀；S6、重复步骤S4和步骤S5，直至船舶柴油机停止工作不再产生废气为止。气体达标指的是将排入大气的上述各步骤中提到的气体中SO2和CO2的气体浓度进行SO2(ppm)/CO2(％v/v)比值计算，当所述比值低于MARPOL公约附则VI(如下表)的相关限值时，即为达标。洗涤液达标指的是上述各步骤中提到的洗涤液经去渣、曝气处理后，其pH值大于等于6.5时，即为达标。所述步骤S2中所述钠碱溶液为质量分数为20％-60％的NaOH溶液。当钠碱海水混合溶液与废气在洗涤塔中逆向接触而发生酸碱中和反应，洗涤后的气体未达标或反应后的洗涤液经去渣、曝气处理后未达标时，提高加入到所述混合柜Ⅰ和所述混合柜Ⅱ的钠碱溶液的用量。本专利技术还公开了一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置，包括海水泵，两个混合柜，加碱泵，碱液柜，喷淋泵，洗涤塔，排水泵Ⅰ，水力旋流器，污泥柜，曝气池和排水泵Ⅱ，所述混合柜底部设有搅拌器，所述混合柜内设有用于检测所述混合柜内液位高度的双位电极，所述洗涤塔的侧壁下端设有废气入口，所述洗涤塔的上端设有排气口，所述排气口的侧壁设有用于检测气体成分的烟气分析仪，所述洗涤塔内设有喷淋装置，所述曝气池内设有用于检测所述曝气池内液体pH值的pH计，所述曝气池的底部设有曝气风机，所述海水泵通过三通阀Ⅰ分别与两个所述混合柜连通，所述碱液柜通过所述加碱泵和三通阀Ⅱ分别与两个所述混合柜连通，两个所述混合柜通过三通阀Ⅲ和所述喷淋泵与所述喷淋装置连通，所述洗涤塔的下端通过排水泵Ⅰ与所述水力旋流器连通，所述水力旋流器分别与所述污泥柜和所述曝气池连通，所述曝气池上设有排水泵Ⅱ。所述一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置还包括与所述加碱泵、所述pH计和所述烟气分析仪电连接的控制系统Ⅰ，和与所述海水泵和两个所述双位电极电连接的控制系统Ⅱ。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术用少量钠碱溶液替代大量天然海水，降低了海水泵功率以及能耗，投资运行成本低。随着天然海水消耗量的减小，洗涤塔、混合柜等装置的尺寸
也会明显减小，使系统更加紧凑。2、本专利技术通过向混合柜中加入少量钠碱溶液，大大提高洗涤液的碱度。这样既增强了海水吸收SOx的能力，又使曝气后洗涤液的pH值大于6.5，从而满足IMO关于湿法洗涤曝气后洗涤液的pH值高于6.5的要求。3、本专利技术通过控制系统精确调控脱硫装置。控制系统Ⅰ控制钠碱海水混合溶液的碱度，在保证功能的前提下节约药品、降低机械负荷，延长机械寿命。控制系统Ⅱ实时监测两个混合柜中的液位高度，在其中一个混合柜的液位较低时切换至另外一个混合柜，即实现两个混合柜的交替运行，并且及时补入天然海水，确保系统持续运转，使曝气后洗涤液的pH值、排入大气的气体中SOx浓度稳定在相关限值以下。4、本专利技术利用混合柜使钠碱溶液可以顺利与天然海水混合，避免了海水管路水压过高不利于钠碱溶液进入的问题，提高了产品效率和实用程度。基于上述理由，本专利技术可在船舶造成大气污染防治等领域广泛推广。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的具体实施方式中一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置的结构示意图。具体实施方式实施例1一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫方法，具有如下步骤：S1、抽取两份等量的天然海水，并分别充入到混合柜Ⅰ和混合柜Ⅱ内；S2、分别向所述混合柜Ⅰ和所述混合柜Ⅱ加入等量的钠碱溶液，混合均匀后，得到两份钠碱海水混合溶液，来自于钠碱溶液中的OH-会与天然海水中的镁离子、钙离子等发生化学反应，产生乳白色碱性悬浊物，涉及的化学反应如下：Mg2++2OH-→Mg(OH)2(↓)，Ca2++2OH-→Ca(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫方法，其特征在于具有如下步骤：S1、抽取两份等量的天然海水，并分别充入到混合柜Ⅰ和混合柜Ⅱ内；S2、分别向所述混合柜Ⅰ和所述混合柜Ⅱ中加入等量的钠碱溶液，混合均匀后，得到两份钠碱海水混合溶液；S3、将所述混合柜Ⅰ中的钠碱海水混合溶液与废气在洗涤塔中逆向接触而发生酸碱中和反应，洗涤后的气体达标后排入大气，反应后的洗涤液经去渣、曝气处理以及达标后排入海中；S4、待所述混合柜Ⅰ中的钠碱海水混合溶液完全消耗后，将所述混合柜Ⅱ中的钠碱海水混合溶液与废气在洗涤塔中逆向接触而发生酸碱中和反应，洗涤后的气体达标后排入大气，反应后的洗涤液经去渣、曝气处理以及达标后排入海中，同时，抽取与所述步骤1抽取的其中一份天然海水等量的天然海水充入到所述混合柜Ⅰ，并加入与步骤S2中向所述混合柜Ⅰ加入的钠碱溶液等量的钠碱溶液，之后混合均匀；S5、待所述混合柜Ⅱ中的钠碱海水混合溶液完全消耗后，将所述混合柜Ⅰ中的钠碱海水混合溶液与废气在洗涤塔中逆向接触而发生酸碱中和反应，洗涤后的气体达标后排入大气，反应后的洗涤液经去渣、曝气处理以及达标后排入海中，同时，抽取与所述步骤1抽取的其中一份天然海水等量的天然海水充入到所述混合柜Ⅱ，并加入与步骤S2中向所述混合柜Ⅱ加入的钠碱溶液等量的钠碱溶液，之后混合均匀；S6、重复步骤S4和步骤S5，直至船舶柴油机停止工作不再产生废气为止。...
【技术特征摘要】
1.一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫方法，其特征在于具有如下步骤：S1、抽取两份等量的天然海水，并分别充入到混合柜Ⅰ和混合柜Ⅱ内；S2、分别向所述混合柜Ⅰ和所述混合柜Ⅱ中加入等量的钠碱溶液，混合均匀后，得到两份钠碱海水混合溶液；S3、将所述混合柜Ⅰ中的钠碱海水混合溶液与废气在洗涤塔中逆向接触而发生酸碱中和反应，洗涤后的气体达标后排入大气，反应后的洗涤液经去渣、曝气处理以及达标后排入海中；S4、待所述混合柜Ⅰ中的钠碱海水混合溶液完全消耗后，将所述混合柜Ⅱ中的钠碱海水混合溶液与废气在洗涤塔中逆向接触而发生酸碱中和反应，洗涤后的气体达标后排入大气，反应后的洗涤液经去渣、曝气处理以及达标后排入海中，同时，抽取与所述步骤1抽取的其中一份天然海水等量的天然海水充入到所述混合柜Ⅰ，并加入与步骤S2中向所述混合柜Ⅰ加入的钠碱溶液等量的钠碱溶液，之后混合均匀；S5、待所述混合柜Ⅱ中的钠碱海水混合溶液完全消耗后，将所述混合柜Ⅰ中的钠碱海水混合溶液与废气在洗涤塔中逆向接触而发生酸碱中和反应，洗涤后的气体达标后排入大气，反应后的洗涤液经去渣、曝气处理以及达标后排入海中，同时，抽取与所述步骤1抽取的其中一份天然海水等量的天然海水充入到所述混合柜Ⅱ，并加入与步骤S2中向所述混合柜Ⅱ加入的钠碱溶液等量的钠碱溶液，之后混合均匀；S6、重复步骤S4和步骤S5，直至船舶柴油机停止工作不再产生废气为止。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S2中所述钠碱溶液为质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩志涛，宋永惠，潘新祥，杨少龙，孙凯强，张宇康，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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