本发明属于船舶造成大气污染防治技术领域，具体涉及一种船舶柴油机废气污染物综合处理方法及装置。
背景技术：
在世界货物运输中，船舶运输因具有运量大、安全、经济等优势而备受青睐，在我国，对外贸易的货物有90％以上都是通过远洋船舶运输。远洋船舶大多以重油等劣质燃油为燃料的低速二冲程柴油机作为主动力装置，劣质燃油燃烧后的废气中含有大量nox、sox、pm等污染物。据统计，由船舶造成的nox、sox的排放量分别占全球人为nox、sox排放总量的15％和5％以上，对大气环境和人类健康造成严重危害。
面对严峻的船舶造成柴油机废气造成的大气污染，国际海事组织(imo)制定了一系列防污染公约(如marpol公约)，对船舶尾气中有害成分的排放进行严格限制，尤其对排放控制区内的要求更为严格。我国在珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域设立船舶排放控制区，控制船舶nox、sox、pm等排放。
为满足日益严格的排放法规要求，远洋船舶分别采用各种废气排放控制技术，减少大气环境污染。近年来，国内外研究人员在废气处理技术方面开展了大量研发工作，提出了许多船舶废气污染物控制技术。典型的脱硝技术包括选择性催化还原技术(scr)、废气再循环(egr)等，典型的脱硫技术包括海水洗涤法、钠碱洗涤法等，尽管上述方法在废气脱硫脱硝处理方面取得了一定的成果，但在实际应用中仍存在一些问题。
现有技术中，采用scr方法对烟气进行脱硝，但该方法存在装置尺寸大、氨逃逸、催化剂易中毒失效等问题，在船舶废气脱硝应用上存在一定的困难；基于egr的船舶柴油机废气脱硝系统，在一定程度上可以控制船舶废气nox排放，但影响了柴油机的热效率，而且由于吸入颗粒物，加速了柴油机的腐蚀磨损；采用钠碱洗涤系统去除船舶废气中的sox，但单一的脱硫处理并不能对船舶废气中的nox进行脱除。目前也有一些学者提出将湿法洗涤技术与废气再循环相结合的船舶柴油机废气处理技术，例如，提出将脱硫处理后的一部分废气重新引回到扫气箱中，形成一套废气再循环系统，减少船舶柴油机nox的生成量，但该方法，不能除掉废气中的颗粒物，增加对气缸的磨损。
技术实现要素：
根据上述提出的技术问题，而提供一种船舶柴油机废气污染物综合处理方法及装置。本发明采用的技术手段如下：
一种船舶柴油机废气污染物综合处理方法，具有如下步骤：
s1.船舶柴油机废气进入超重力反应器，通过湿法洗涤去除船舶柴油机废气中的硫氧化物和颗粒物；
s2.经所述超重力反应器得到的废气与氧化剂气雾充分混合，其中的no被氧化剂气雾高效氧化，形成含有硝酸盐气溶胶颗粒的废气；
s3.含有硝酸盐气溶胶颗粒的废气通过高压静电吸附作用脱除掉其中的气溶胶、雾滴等颗粒物；
s4.经过s3处理后的废气一部分通过空压机进行加压处理，存储于废气存储罐内，其余部分直接排向大气；
s5.存储于废气存储罐内一部分进入船舶柴油机扫气系统，通过废气再循环降低柴油机气缸内气体最高燃烧的温度，进而直接减少柴油机氮氧化物的生成量；其余部分作为船舶惰性气体使用。
所述步骤s1中，船舶柴油机废气在进入超重力反应器之前进行降温处理。
所述步骤s2中所述氧化剂气雾通过压缩空气雾化、喷淋雾化或者超声雾化产生。
所述步骤s3中通过调整高压静电的高压电源输出功率来调整脱除效率。
所述超重力反应器中的洗涤液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化镁、氢氧化钙中的一种或数种碱性化合物的水溶液，所述水溶液中的水为淡水或海水。
所述氧化剂气雾中的氧化剂为次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠、高氯酸钠中的一种或数种含氯化合物的水溶液；所述水溶液中的水为淡水或海水。
本发明还公开了一种船舶柴油机废气污染物综合处理装置，包括文丘里管洗涤装置，超重力反应器，废液柜，氧化剂气雾发生装置，气雾反应区，静电除雾装置，空压机和废气存储罐；
所述超重力反应器的侧壁下部通过管ⅰ与柴油机排气管侧壁上的孔ⅰ连通，所述柴油机排气管侧壁上还设有孔ⅱ，所述孔ⅱ位于所述孔ⅰ和所述柴油机排气管的排气口之间，所述管ⅰ上设有所述文丘里管洗涤装置，位于所述孔ⅰ和所述文丘里管洗涤装置之间的所述管ⅰ的管段上设有单向阀ⅰ，所述超重力反应器的侧壁上部具有洗涤液注入口，所述超重力反应器的底端与所述废液柜相连通，所述超重力反应器的顶端通过气雾反应管与所述静电除雾装置的底端连通，所述气雾反应区位于所述气雾反应管内，所述氧化剂气雾发生装置位于所述气雾反应区的底部，所述氧化剂气雾发生装置的气雾喷口朝上，所述氧化剂气雾发生装置上还设有氧化剂注入管，所述静电除雾装置的顶端具有管ⅱ，所述管ⅱ分别与管ⅲ和管ⅳ连通，所述管ⅲ与所述孔ⅱ连通，所述管ⅲ上设有单向阀ⅱ，所述管ⅳ通过所述空压机与所述废气存储罐的顶端连通，所述管ⅳ上设有流量调节阀ⅰ，所述废气存储罐的底端通过管ⅴ与柴油机扫气系统相连通，所述管ⅴ上设有流量调节阀ⅱ，所述废气存储罐上设有惰性气体输送管，所述孔ⅰ和所述孔ⅱ之间的所述柴油机排气管的管段上依次设有单向阀ⅲ和单向阀ⅳ。所述气雾反应管的上端伸入到所述静电除雾装置内且位于所述静电除雾装置的静电场下方，所述气雾反应管的上端与所述静电除雾装置的静电场之间设有防冲击板。
待处理的船舶柴油机废气先经过所述文丘里管洗涤装置，进行降温处理，之后进入所述超重力反应器，通过湿法洗涤去除船舶柴油机废气中的硫氧化物和颗粒物，产生的废液进入所述废液柜，产生的废气在经过所述超重力反应器后，进入所述气雾反应区时，与所述氧化剂气雾发生装置产生的适量氧化剂气雾充分混合，高效地将废气中no氧化，形成含有硝酸盐气溶胶颗粒的废气，随后含有硝酸盐气溶胶颗粒的废气进入所述静电除雾装置，利用高压静电吸附作用，脱除掉含有硝酸盐气溶胶颗粒的废气中的气溶胶、雾滴等颗粒物，得到的废气一部分经所述空压机加压后，存储到所述废气储存罐内，另一部分直接排放到大气中，所述废气存储罐内的废气一部分进入柴油机扫气系统，通过废气再循环的方式直接减少柴油机氮氧化物的生成量，另一部分可用作船舶惰性气体使用。
与其他的船舶柴油机废气处理技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明中利用超重力反应器，以碱液作洗涤剂对废气进行洗涤，实现脱硫除尘处理，与传统的湿法洗涤技术相比，该方法气液接触更加充分，反应速率显著提高；反应消耗的药剂较少，减少了船舶的淡水消耗以及随船携带的药品量；超重力反应器的尺寸小，大大缩减了占用船舶机舱的空间。
2、本发明在超重力反应器与静电除雾装置之间设有气雾反应区，利用氧化剂气雾发生装置将氧化剂雾化，高效地将废气中no氧化，形成含有硝酸盐气溶胶颗粒的废气，再利用静电除雾装置，脱除含有硝酸盐气溶胶颗粒的废气中的气溶胶、雾滴等颗粒物，达到进一步脱硝的目的。
3、本发明将进行脱硫脱硝除尘处理后得到的废气一部分经过空压机加压处理后，存储在废气存储罐内；所述废气存储罐与船舶柴油机扫气系统连接，通过废气再循环的方式直接减少柴油机氮氧化物的生成量；所述废气存储罐内的废气也可作为船舶惰性气体使用。
基于上述理由本发明可在船舶造成大气污染防治技术等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种船舶柴油机废气污染物综合处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种船舶柴油机废气污染物综合处理方法，实现对船舶柴油机废气中sox、nox、pm等多种污染物的脱除，具有如下步骤：
s1.经过降温处理的船舶柴油机废气进入超重力反应器，通过湿法洗涤去除船舶柴油机废气中的硫氧化物和颗粒物，所述超重力反应器中的洗涤液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化镁、氢氧化钙中的一种或数种碱性化合物的水溶液，所述水溶液中的水为淡水或海水，所涉及到的化学反应过程如下：
so2(g)→so2(l)
so2(l)+2oh-(l)→so32-(l)+h2o(l)
so32-(l)+2oh-(l)→so42-(l)+h2o(l)；
s2.经所述超重力反应器得到的废气与适量氧化剂气雾充分混合，其中的no被所述氧化剂气雾高效氧化，形成含有硝酸盐气溶胶颗粒的废气，所述氧化剂气雾中的氧化剂为次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠、高氯酸钠中的一种或数种含氯化合物的水溶液；所述水溶液中的水为淡水或海水，涉及到的化学反应过程如下：
no(g)→no(l)
no(l)+no2+h2o(l)→2hno2(l)
2no(l)+clo2-(l)→cl-(l)+2no2(l)
4no(l)+3clo2-(l)+2h2o(l)→4hno3(l)+3cl-(l)
3no(l)+clo3-(l)→3no2(l)+cl-(l)
3no2(l)+clo3-(l)+oh-→3no3-(l)+cl-(l)+h2o(l)
2no(l)+clo3-(l)+2oh-→2no3-(l)+cl-(l)+h2o(l)；
s3.含有硝酸盐气溶胶颗粒的废气通过高压静电吸附作用脱除掉其中的气溶胶、雾滴等颗粒物；
s4.经过s3处理后的废气一部分通过空压机进行加压处理，存储于废气存储罐内，其余部分直接排向大气；
s5.存储于废气存储罐内一部分进入船舶柴油机扫气系统，通过废气再循环降低柴油机气缸内气体最高燃烧的温度，进而直接减少柴油机氮氧化物的生成量；其余部分作为船舶惰性气体使用。
所述步骤s2中所述氧化剂气雾通过压缩空气雾化、喷淋雾化或者超声雾化产生。
所述步骤s3中通过调整高压静电的高压电源输出功率来调整脱除效率。
实施例2
如图1所示，一种船舶柴油机废气污染物综合处理装置，包括文丘里管洗涤装置1，超重力反应器2，废液柜3，氧化剂气雾发生装置4，气雾反应区5，静电除雾装置6，空压机7和废气存储罐8；
所述超重力反应器2的侧壁下部通过管ⅰ9与柴油机排气管10侧壁上的孔ⅰ连通，所述柴油机排气管10侧壁上还设有孔ⅱ，所述孔ⅱ位于所述孔ⅰ和所述柴油机排气管10的排气口之间，所述管ⅰ9上设有所述文丘里管洗涤装置1，位于所述孔ⅰ和所述文丘里管洗涤装置1之间的所述管ⅰ9的管段上设有单向阀ⅰ11，所述超重力反应器2的侧壁上部具有洗涤液注入口12，所述超重力反应器2的底端与所述废液柜3相连通，所述超重力反应器2的顶端通过气雾反应管13与所述静电除雾装置6的底端连通，所述气雾反应区5位于所述气雾反应管13内，所述氧化剂气雾发生装置4位于所述气雾反应区5的底部，所述氧化剂气雾发生装置4的气雾喷口朝上，所述氧化剂气雾发生装置4上还设有氧化剂注入管14，所述静电除雾装置6的顶端具有管ⅱ15，所述管ⅱ15分别与管ⅲ16和管ⅳ17连通，所述管ⅲ16与所述孔ⅱ连通，所述管ⅲ16上设有单向阀ⅱ18，所述管ⅳ17通过所述空压机7与所述废气存储罐8的顶端连通，所述管ⅳ17上设有流量调节阀ⅰ19，所述废气存储罐8的底端通过管ⅴ20与柴油机扫气系统21相连通，所述管ⅴ20上设有流量调节阀ⅱ22，所述废气存储罐8上设有惰性气体输送管23，所述孔ⅰ和所述孔ⅱ之间的所述柴油机排气管10的管段上依次设有单向阀ⅲ24和单向阀ⅳ25。
所述气雾反应管13的上端伸入到所述静电除雾装置6内且位于所述静电除雾装置6的静电场下方，所述气雾反应管13的上端与所述静电除雾装置6的静电场之间设有防冲击板26。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。