同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置及方法制造方法及图纸

一种同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置及方法，其中的装置包括废气集管、BOG集管、催化反应器、换热器及控制器，废气集管的进气端与柴油机连接，BOG集管的排气端接入废气集管，换热器设置在废气集管中且位于BOG集管的排气端之前，换热器设有废气旁路，废气旁路中设有开关阀，催化反应器设置在废气集管中且位于BOG集管的排气端之后，BOG与废气中的NO2在催化反应器中发生反应，废气集管在催化反应器之后设有用于检测NO2浓度的传感器，BOG集管中设有用于检测BOG流量及BOG浓度的传感器，控制器分别与开关阀及各传感器电性连接，用于根据各传感器测得的数据控制开关阀进行工作。本发明专利技术能够同时对BOG和废气中未完全除去的NO2进行处理，有效减少BOG和黄色烟羽排放。

Device and method for reducing BOG and yellow plume emission simultaneously

A device and a method for simultaneously reducing BOG and yellow plume emissions include an exhaust gas collector, a BOG collector, a catalytic reactor, a heat exchanger, and a controller. The inlet end of the exhaust gas collector is connected to a diesel engine, the exhaust end of the BOG collector is connected to the exhaust gas collector, and the heat exchanger is arranged in the exhaust gas collector and located in the BOG collector. Before the gas end, the heat exchanger is equipped with an exhaust gas bypass, and the exhaust gas bypass is equipped with a switch valve. The catalytic reactor is set in the exhaust pipe of the exhaust gas collector and is located behind the exhaust end of the BOG collector. BOG reacts with the NO 2 in the exhaust gas in the catalytic reactor. The exhaust gas collector is equipped with a sensor to detect the concentration of NO 2 and BOG collector is installed behind the catalytic reactor. A sensor for detecting BOG flow and BOG concentration is arranged in the pipe, and the controller is electrically connected with the on-off valve and each sensor respectively to control the on-off valve according to the data measured by each sensor. The invention can simultaneously treat BOG and the incomplete removal of NO2 from the exhaust gas, effectively reducing the emission of BOG and yellow plume.

【技术实现步骤摘要】
同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置及方法
本专利技术涉及大气污染防治
，特别是关于一种同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置及方法。
技术介绍
BOG(Boil-OffGas，蒸发气体)是指气体在其临界温度以下经加压被液化后的低温液体，因难以与环境绝对绝热，吸收外界热量而蒸发出的气体。在船舶领域，常见的BOG一般为LNG(LiquidNaturalGas，液化天然气)，其主要组分为甲烷，其温室效应比二氧化碳强72倍。国际海事组织(简称IMO)要求，装载量为125000m3的LNG运输船，标准蒸发率为每天0.12％，也就是说，对于该等级LNG船，每天约有150m3的LNG要变成90000Nm3天然气。随着保温技术的进步，LNG运输船的日蒸发率最低可降至0.05％，但仍然需要对BOG进行处理。船舶BOG处理方法一般包括放空、再液化和燃烧。放空是指LNG蒸发量因某些原因突然增大，超出了再液化和燃烧的处理能力，且货舱安全释放阀压力超出设定值时，所采用的紧急手段。此时BOG通过透气桅直接释放至大气中。再液化是指将BOG引出后，经过压缩机增压，进而由冷凝器冷却，将BOG再次液化。BOG再液化装置一般分为全部再液化装置、自持式再液化装置和部分再液化装置，然而无论那种液化方式，在实际运行中，都会有少量的BOG泄露。燃烧是指在LNG船远洋运输过程中，BOG作为燃料，带动动力设备驱动LNG船航行和提供能源。所涉及的燃烧设备包括双燃料柴油机、燃气轮机以及气体燃烧装置。燃烧与液化方法相互配合，可最大程度的优化能耗。然而由于外燃烧设备的特性仍会导致有少量BOG再次被排放到大气中。因此，如何进一步减少BOG气体的排放成为一个令人关注的问题。双燃料柴油机和燃气轮机在使用甲烷为燃料时，会产生黄色烟羽(yellowplume)。这是由二者在燃烧过程中生成了较多的NO2，当NO2在废气中的浓度超过15ppm时，废气的颜色就会明显呈黄色，其颜色会使周围的人群产生担忧，从而导致环境监管部门的介入。在陆源燃气轮机项目中，多采用SCR法来使黄色烟羽脱色，但在船舶上，由于催化剂体积及效率的影响，容易使得仍有一部分NO2被排放到大气中。因此，如何进一步黄色烟羽的排放也十分令人关注。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置及方法，能够同时对BOG和废气中未完全除去的NO2进行处理，有效减少BOG和黄色烟羽排放。本专利技术提供一种同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置，包括废气集管、BOG集管、催化反应器、换热器及控制器，所述废气集管的进气端与柴油机连接，所述BOG集管的排气端接入所述废气集管，所述换热器设置在所述废气集管中且位于所述BOG集管的排气端之前，所述换热器设有废气旁路，所述废气旁路中设有开关阀，所述催化反应器设置在所述废气集管中且位于所述BOG集管的排气端之后，BOG与废气中的NO2在所述催化反应器中发生反应，所述废气集管在所述催化反应器之后设有用于检测NO2浓度的传感器，所述BOG集管中设有用于检测BOG流量及BOG浓度的传感器，所述控制器分别与所述开关阀及各传感器电性连接，用于根据各传感器测得的数据控制所述开关阀进行工作。其中，所述催化反应器采用铝基铂催化剂。其中，所述控制器，还用于根据所述BOG集管中的BOG流量及浓度确定BOG集气量，并分别判断NO2浓度是否大于第一阈值以及BOG集气量是否大于第二阈值，以及，当BOG集气量不大于第二阈值且NO2浓度大于第一阈值时，控制所述开关阀关闭，当NO2浓度不大于第一阈值时，控制所述开关阀打开，当NO2浓度与BOG集气量均大于对应阈值时，根据BOG与NO2的处理优先级控制所述开关阀进行工作。其中，所述装置还包括BOG支管与脱硝反应器，所述脱硝反应器设置在所述废气集管中且位于所述换热器之前，所述BOG支管的进气端与所述BOG集管连通，所述BOG支管的排气端接入所述废气集管且位于所述脱硝反应器之前，所述BOG集管在所述BOG集管的排气端与所述BOG支管的进气端之间设有第一比例阀，所述BOG支管中设有第二比例阀，所述BOG集管在所述第一比例阀之前及之后均设有用于检测BOG流量及BOG浓度的传感器，所述废气集管在所述催化反应器之后设有用于检测BOG流量及BOG浓度的传感器，所述控制器还用于根据各传感器测得的数据控制所述开关阀、所述第一比例阀及所述第二比例阀进行工作。其中，所述控制器，还用于根据各传感器测得的BOG流量及浓度分别确定BOG集气量、BOG分流量及BOG排放量，并分别判断NO2浓度是否大于第一阈值以及BOG集气量是否大于第二阈值，以及，当NO2浓度大于第一阈值且BOG集气量不大于第二阈值时，控制所述开关阀关闭并根据BOG集气量、BOG分流量、BOG排放量及NO2浓度控制所述第一比例阀与所述第二比例阀开启对应的开度，当NO2浓度大于第一阈值且BOG集气量大于第二阈值时，控制所述开关阀打开并根据BOG集气量、BOG分流量、BOG排放量及NO2浓度控制所述第一比例阀与所述第二比例阀开启对应的开度，当NO2浓度不大于第一阈值且BOG集气量不大于第二阈值时，控制所述开关阀关闭、所述第一比例阀开度为零、所述第二比例阀开度为100％，当NO2浓度不大于第一阈值且BOG集气量大于第二阈值，控制所述开关阀打开、所述第一比例阀开度为零、所述第二比例阀开度为100％。本专利技术还提供一种同时减少BOG和黄色烟羽排放的方法，包括：利用废气集管将柴油机的废气输送至催化反应器；在废气进入所述催化反应器之前，利用设置在所述废气集管中的换热器及所述换热器的废气旁路调节废气温度，所述废气旁路中设有开关阀；利用BOG集管将BOG输送至所述催化反应器中以与废气中的NO2反应，所述BOG集管的排气端接入所述废气集管且位于所述换热器之后；利用设置在所述催化反应器之后的传感器检测NO2浓度，以及利用设置在所述BOG集管中的传感器检测BOG流量及BOG浓度；利用控制器根据各传感器测得的数据控制所述开关阀进行工作。其中，所述废气进入所述换热器之前的温度为200-500℃，所述废气进入所述换热器之后的温度小于200℃。其中，所述根据各传感器测得的数据控制所述开关阀进行工作，包括：根据所述BOG集管中的BOG流量及浓度确定BOG集气量；分别判断NO2浓度是否大于第一阈值以及BOG集气量是否大于第二阈值；当BOG集气量不大于第二阈值且NO2浓度大于第一阈值时，控制所述开关阀关闭；当NO2浓度不大于第一阈值时，控制所述开关阀打开；当NO2浓度与BOG集气量均大于对应阈值时，根据BOG与NO2的处理优先级控制所述开关阀进行工作。其中，所述方法还包括：在废气进入所述换热器之前，利用设置在所述废气集管中的脱硝反应器进行脱硝；利用连通所述废气集管与所述BOG集管的BOG支管将BOG引流至所述脱硝反应器的进气端，以与废气发生脱硝反应；利用设置在所述BOG集管的位于所述BOG集管的排气端与所述BOG支管的进气端之间的管路中的第一比例阀，以及设置在所述BOG支管中的第二比例阀控制BOG的分流比例；利用分别设置在所述BOG集管上的位于所述第一比例阀之前及之后的传感器检测BOG流量及BOG浓度，以及利用设置在所述催化反应器之后的传感器检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置，其特征在于，包括废气集管、BOG集管、催化反应器、换热器及控制器，所述废气集管的进气端与柴油机连接，所述BOG集管的排气端接入所述废气集管，所述换热器设置在所述废气集管中且位于所述BOG集管的排气端之前，所述换热器设有废气旁路，所述废气旁路中设有开关阀，所述催化反应器设置在所述废气集管中且位于所述BOG集管的排气端之后，BOG与废气中的NO2在所述催化反应器中发生反应，所述废气集管在所述催化反应器之后设有用于检测NO2浓度的传感器，所述BOG集管中设有用于检测BOG流量及BOG浓度的传感器，所述控制器分别与所述开关阀及各传感器电性连接，用于根据各传感器测得的数据控制所述开关阀进行工作。

【技术特征摘要】
1.一种同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置，其特征在于，包括废气集管、BOG集管、催化反应器、换热器及控制器，所述废气集管的进气端与柴油机连接，所述BOG集管的排气端接入所述废气集管，所述换热器设置在所述废气集管中且位于所述BOG集管的排气端之前，所述换热器设有废气旁路，所述废气旁路中设有开关阀，所述催化反应器设置在所述废气集管中且位于所述BOG集管的排气端之后，BOG与废气中的NO2在所述催化反应器中发生反应，所述废气集管在所述催化反应器之后设有用于检测NO2浓度的传感器，所述BOG集管中设有用于检测BOG流量及BOG浓度的传感器，所述控制器分别与所述开关阀及各传感器电性连接，用于根据各传感器测得的数据控制所述开关阀进行工作。2.如权利要求1所述的同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置，其特征在于，所述催化反应器采用铝基铂催化剂。3.如权利要求1或2所述的同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置，其特征在于，所述控制器，还用于根据所述BOG集管中的BOG流量及浓度确定BOG集气量，并分别判断NO2浓度是否大于第一阈值以及BOG集气量是否大于第二阈值，以及，当BOG集气量不大于第二阈值且NO2浓度大于第一阈值时，控制所述开关阀关闭，当NO2浓度不大于第一阈值时，控制所述开关阀打开，当NO2浓度与BOG集气量均大于对应阈值时，根据BOG与NO2的处理优先级控制所述开关阀进行工作。4.如权利要求1或2所述的同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置，其特征在于，所述装置还包括BOG支管与脱硝反应器，所述脱硝反应器设置在所述废气集管中且位于所述换热器之前，所述BOG支管的进气端与所述BOG集管连通，所述BOG支管的排气端接入所述废气集管且位于所述脱硝反应器之前，所述BOG集管在所述BOG集管的排气端与所述BOG支管的进气端之间设有第一比例阀，所述BOG支管中设有第二比例阀，所述BOG集管在所述第一比例阀之前及之后均设有用于检测BOG流量及BOG浓度的传感器，所述废气集管在所述催化反应器之后设有用于检测BOG流量及BOG浓度的传感器，所述控制器还用于根据各传感器测得的数据控制所述开关阀、所述第一比例阀及所述第二比例阀进行工作。5.如权利要求4所述的同时减少BOG和黄色烟羽排放的装置，其特征在于，所述控制器，还用于根据各传感器测得的BOG流量及浓度分别确定BOG集气量、BOG分流量及BOG排放量，并分别判断NO2浓度是否大于第一阈值以及BOG集气量是否大于第二阈值，以及，当NO2浓度大于第一阈值且BOG集气量不大于第二阈值时，控制所述开关阀关闭并根据BOG集气量、BOG分流量、BOG排放量及NO2浓度控制所述第一比例阀与所述第二比例阀开启对应的开度，当NO2浓度大于第一阈值且BOG集气量大于第二阈值时，控制所述开关阀打开并根据BOG集气量、BOG分流量、BOG排放量及NO2浓度控制所述第一比例阀与所述第二比例阀开启对应的开度，当NO2浓度不大于第一阈值且BOG集气量不大于第二阈值时，控制所述开关阀关闭、所述第一比例阀开度为零、所述第二比例阀开度为100％，当NO2浓度不大于第一阈值且BOG集气量大于第二阈值，控制所述开关阀打开、所述第一比例阀开度为零、所述第二比例阀开度为100％。6.一种同时减少BOG和黄色烟羽排放的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：高健，刘城君，范昊，刘雪雷，王廷勇，王洪仁，
申请(专利权)人：青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37