船舶废气处理用混合式脱硫脱硝设备及处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及船舶废气处理用混合式脱硫脱硝设备及处理工艺，属于船舶废气脱硫、脱硝处理技术领域。本发明专利技术提供的脱硫脱硝设备简便，仅包括换热机构、光催化反应机构和海水储存机构，且设备整体操作步骤通俗易懂，作业人员出错率低。本发明专利技术提供的处理工艺核心点在于将船舶废气泵入光催化反应器内反应，光催化反应器内置有填料，所述填料原料为活性炭纤维，本发明专利技术采用浓硫酸预处理活性炭纤维，增加其吸附能力；加入马来酸酐为后续均匀负载金属氧化离子做良好铺垫；加入十六烷基三甲基溴化铵降低体系中负载粒子的团聚现象；本发明专利技术还将二氧化钛和氧化亚铜对活性炭纤维进行同时改性，增加了活性炭纤维表面的活性位点，从而达到极好的脱硫脱硝效果。硫脱硝效果。

【技术实现步骤摘要】
船舶废气处理用混合式脱硫脱硝设备及处理工艺


[0001]本专利技术属于船舶废气脱硫、脱硝处理
，具体地，涉及船舶废气处理用混合式脱硫脱硝设备及处理工艺。

技术介绍

[0002]大气污染因严重破坏地球生态系统健康以及威胁人体健康安全而越来越受到人们的高度关注。同时，随着全球船舶航运业的快速发展，船舶排放的废气对大气造成的污染也日趋严重，船舶柴油机由于燃烧较为劣质的重油，释放出的废气中污染物成分复杂，主要以硫氧化物和氮氧化物为主，还包括CO、HC和PM等，由于柴油机燃烧过程中过量空气系数较大燃烧较完善，因此废气中的有害污染物以硫氧化物和氮氧化物占主导，它们也被国际海事组织列为首要控制的船舶废气污染物，能够引起环境酸化，破坏对流层臭氧，营养富集等不良影响，对全球人类健康造成危害。
[0003]为了防止船舶造成的空气污染以及加强对海洋生态环境的保护，国际海事组织制定了一系列船舶防污染公约以限制船舶废气的排放；而为了满足国际海事组织的排放限值，必须对船舶排放的废气进行净化处理，实际大多数也就是对船舶废气的脱硫脱硝处理。放眼市场，现有的船舶废气处理工艺和设备并不算多，其中有的设备过于复杂，难以操作，且处理工艺的脱硫脱硝效果欠佳。因此，目前对船舶废气处理已迫在眉睫，提供一种简便的脱硫脱硝设备和脱硫脱硝效果极佳的处理工艺具有重大的现实意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供船舶废气处理用混合式脱硫脱硝设备及处理工艺，本专利技术所提供的脱硫脱硝设备简便，仅包括换热机构、光催化反应机构和海水储存机构，且设备整体操作步骤通俗易懂，使作业人员出错率低。本专利技术提供的处理工艺核心点在于将船舶废气泵入光催化反应器内反应，光催化反应器内置有填料，所述填料原料为活性炭纤维，本专利技术采用浓硫酸预处理活性炭纤维，增加其吸附能力；加入马来酸酐为后续均匀负载金属氧化离子做良好铺垫；加入十六烷基三甲基溴化铵降低体系中负载粒子的团聚现象；本专利技术还将二氧化钛和氧化亚铜对活性炭纤维进行同时改性，增加了活性炭纤维表面的活性位点，从而达到极好的脱硫脱硝效果，解决了现有技术中船舶废气脱硫脱硝设备复杂和其处理工艺的脱硫脱硝效果欠佳的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：船舶废气处理用混合式脱硫脱硝处理工艺，所述处理工艺包括如下步骤：S10、将船舶废气输入换热器进行换热，然后控制船舶废气流速，将船舶废气从光催化反应器底部泵入光催化反应器内，同时启动水泵并调节第一流量计以控制海水和船舶废气的液气比，将海水储存槽中的海水从光催化反应器顶部泵入光催化反应器内进行海水的喷淋；喷淋海水，船舶废气进一步冷却，同时有效捕集废气中的颗粒物；S20、开启光催化反应器入口处和出口处的烟气分析仪，监测一氧化氮和二氧化硫
浓度变化，开启真空紫外灯进行光照、调节光催化反应器的温度、调节光催化反应器内废气湿度，废气在光催化反应器中穿过带有填料的填料床层限位装置，反应1
‑
1.5h，反应结束后对产物进行回收处理或资源化利用，而处理后的气体从烟囱排放。
[0006]进一步地，步骤S10所述船舶废气流速为0.12
‑
0.15m3/h，所述海水和船舶废气的液气比为0.6
‑
0.7L/m3。
[0007]进一步地，步骤S20所述真空紫外灯辐照功率为10
‑
15W，该真空紫外灯同时输出中心波长为254
‑
275nm的紫外光和185
‑
200nm的真空紫外光，且185
‑
200nm的真空紫外光占总辐照功率约6%；所述光催化反应器的温度为60
‑
70℃；所述湿度为0.006
‑
0.007。
[0008]进一步地，步骤S20所述填料的制备方法包括如下步骤：S21、对活性炭纤维进行预处理，得到第一炭纤维，并制备悬浊液：S211、将活性炭纤维用去离子水冲洗，然后浸入浓硫酸中液相氧化，接着用去离子水洗涤至活性炭纤维显中性，控温烘干，得到第一炭纤维，将第一炭纤维进行剪裁，备用；S212、将纳米二氧化钛加入到硫酸铜溶液中，边搅拌边逐滴加入氢氧化钠溶液进行反应，然后控温边搅拌边逐滴滴加水合肼水溶液并持续搅拌，得到悬浊液，备用；S22、称取第一炭纤维，然后依次加入马来酸酐和十六烷基三甲基溴化铵反应1
‑
1.5h，再加入悬浊液，控温反应，反应完成后得到第二炭纤维，将第二炭纤维依次用去离子水和无水乙醇洗涤，然后控温烘干，得到填料。
[0009]进一步地，步骤S211所述去离子水冲洗的次数为3
‑
5次，所述浓硫酸加入的体积量为完全没过活性炭纤维，所述液相氧化条件为于60
‑
80℃下水浴加热2
‑
2.5h，所述控温烘干的温度为115
‑
125℃，所述第一炭纤维剪裁规格为厚度为2
‑
3mm的正方形。
[0010]进一步地，步骤S212所述纳米二氧化钛、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液和水合肼水溶液用量比为78
‑
85g:35
‑
45mL:190
‑
220mL:48
‑
55mL。
[0011]进一步地，步骤S212所述硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液和水合肼水溶液的浓度均为0.2mol/L。
[0012]进一步地，步骤S212所述反应时间为20
‑
30min，所述控温温度为65
‑
70℃，所述持续搅拌时间为1
‑
1.5h。
[0013]进一步地，步骤S22所述第一炭纤维、马来酸酐、十六烷基三甲基溴化铵和悬浊液的重量份比为8
‑
12:5
‑
7:2
‑
3:230
‑
280，所述控温反应的温度为52
‑
58℃、时间为3
‑
4h，所述去离子水和无水乙醇洗涤次数均为3
‑
4次，所述控温烘干的温度为60
‑
70℃、时间为10
‑
12h。
[0014]作为本专利技术进一步的方案，船舶废气处理用混合式脱硫脱硝设备，所述混合式脱硫脱硝设备包括换热机构、光催化反应机构和海水储存机构；所述换热机构位于光催化反应机构的一侧，所述海水储存机构位于光催化反应机构的另一侧；所述光催化反应机构包括光催化反应器、水蒸气发生器、烟气分析仪和加热套，所述水蒸气发生器的输出端与光催化反应器底端相连接，所述加热套包裹于光催化反应器外壳底部，所述烟气分析仪与光催化反应器进、出口管道相连通；所述光催化反应器内设有真空紫外灯、填料床层限位装置和喷淋器，所述真空紫外灯位于光催化反应器中央，其顶端与光催化反应器顶端内壁固定连接，真空紫外灯顶部还连接有镇流器，所述镇流器位于光催化反应器顶部外，所述填料床层限位装置位于真空紫外灯和光催化反应器内壁之间并与光催化反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.船舶废气处理用混合式脱硫脱硝处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括如下步骤：S10、将船舶废气输入换热器进行换热，然后控制船舶废气流速，将船舶废气从光催化反应器底部泵入光催化反应器内，同时启动水泵并调节第一流量计以控制海水和船舶废气的液气比，将海水储存槽中的海水从光催化反应器顶部泵入光催化反应器内进行海水的喷淋；S20、开启光催化反应器入口处和出口处的烟气分析仪，监测一氧化氮和二氧化硫浓度变化，开启真空紫外灯进行光照、调节光催化反应器的温度、调节光催化反应器内废气湿度，废气在光催化反应器中穿过带有填料的填料床层限位装置，反应1
‑
1.5h，反应结束后对产物进行回收处理或资源化利用，而处理后的气体从烟囱排放。2.根据权利要求1所述的船舶废气处理用混合式脱硫脱硝处理工艺，其特征在于，步骤S10所述船舶废气流速为0.12
‑
0.15m3/h，所述海水和船舶废气的液气比为0.6
‑
0.7L/m3。3.根据权利要求1所述的船舶废气处理用混合式脱硫脱硝处理工艺，其特征在于，步骤S20所述真空紫外灯辐照功率为10
‑
15W，该真空紫外灯同时输出中心波长为254
‑
275nm的紫外光和185
‑
200nm的真空紫外光，且185
‑
200nm的真空紫外光占总辐照功率约6%；所述光催化反应器的温度为60
‑
70℃；所述湿度为0.006
‑
0.007。4.根据权利要求1所述的船舶废气处理用混合式脱硫脱硝处理工艺，其特征在于，步骤S20所述填料的制备方法包括如下步骤：S21、对活性炭纤维进行预处理，得到第一炭纤维，并制备悬浊液；S22、称取第一炭纤维，然后依次加入马来酸酐和十六烷基三甲基溴化铵反应1
‑
1.5h，再加入悬浊液，控温反应，反应完成后得到第二炭纤维，将第二炭纤维依次用去离子水和无水乙醇洗涤，然后控温烘干，得到填料。5.根据权利要求4所述的船舶废气处理用混合式脱硫脱硝处理工艺，其特征在于，所述步骤S21的具体操作为：S211、将活性炭纤维用去离子水冲洗，然后浸入浓硫酸中液相氧化，接着用去离子水洗涤至活性炭纤维显中性，控温烘干，得到第一炭纤维，将第一炭纤维进行剪裁，备...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑浣琪，郭景州，余国成，柴剑，龚良丰，赵媛媛，王臣，陆叶，俞翊轩，
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：