一种船用燃油发动机废气净化系统的制作方法

[0001]
本实用新型属于燃油发动机废气处理技术领域，尤其是一种船用燃油发动机废气净化系统。


背景技术：

[0002]
国际远洋运输船舶以及在沿海、内河运输的较大船型上的低速柴油机大多使用残渣型燃料，包括船用残渣燃料油rmd80、rme180、rmg380等，其燃料油硫含量高于3.5％。船用燃料油每年消耗量约3亿吨，燃油船用动力机的废气排放造成了海洋空气污染，在沿海和港口区尤其严重，也是全球大气污染主要因素之一。
[0003]
为了降低污染，国际海事组织(imo)于2005年根据《防止船舶污染国际公约》附件六(marpol annex vi)发布了《减少船舶硫氧化物排放条例》并生效。
[0004]
2016年10月，国际海事组织(imo)海洋环境保护委员会第70次会议(mepc70)，决定进一步减少全球硫排放限额至0.5％，并于2020年1月1日生效。
[0005]
2018年10月，国际海事组织(imo)海洋环境保护委员会第73次会议(mepc73)，决定从2020年3月1号起，没安装替代设备洗涤器的船，将不被允许携带高硫燃油。
[0006]
2019年10月25日，中国海事局正式发布《2020全球船用燃油限硫令实施方案》，并将于2020年1月1日生效。
[0007]
针对《减少船舶硫氧化物排放条例》的限硫指标，目前海运界尚不能给出较好的解决方案，它们主要是三个选项:
[0008]
①
继续使用高硫船用油(含硫量3.5％的fsfo)，但是需要在船上加装洗涤器，用于清除尾气中大部分的二氧化硫。
[0009]
②
将燃料油换成含硫量为0.5％的馏分油或者混合低硫油。
[0010]
③
使用lng或者甲醇等低硫燃料替代。
[0011]
在上述第
①
种方法中，由于废气海水洗涤器利用海水清洗吸收的污染物然后排放到海水中，排放物中不仅是硫氧化物，还有大量的氮氧化物、有害有机物和重金属等污染物，废气海水洗涤器不过是将空气污染转移到海水污染，逃避着对空气污染排放的监管，因此，中国海事局正式发布的《2020全球船用燃油限硫令实施方案》中明文规定“自2020年1月1日起，船舶不得在我国船舶大气污染物排放控制区内排放开式废气清洗系统洗涤水。”。这全面限制了开放式海水洗涤器在中国的使用。
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在上述第
②
种方法中，由于低硫燃油价格远高于高硫燃油，近期含硫0.5％船用燃料油和rmg380高硫燃油的价差大约200美元/吨，有时候甚至超出400美元/吨，因此，船舶运行燃料成本大幅度增加，长期高额的燃料费用将提高全球船运价格。
[0013]
在上述第
③
种方法中，船用燃料由燃油改为lng需要对船机进行改造，这需要更大的空间安装lng存储罐，高额的改装费用和燃料存储空间要求使得lng的使用受到限制。另外，全球lng的资源分布和供应的不均匀也是不容忽视的。
[0014]
由于国际海事组织(imo)2020年实施船舶限硫令，因此，全球船运业必须严格执
行，其中使用高硫燃油船舶的高额改造费用和低硫燃油的高价格都将提高船运成本，船运成本的提高会影响全球的经济价格体系，船运业需要妥善的解决办法，时间紧迫，市场巨大。
[0015]
综上所述，如何减少海运业对海洋的污染是人类需要迫切解决的问题。


技术实现要素：

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本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种船用燃油发动机废气净化系统，解决船用燃油发动机废气对海洋污染的问题。
[0017]
本实用新型解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0018]
一种船用燃油发动机废气净化系统，包括控制管理服务器、风机、冷却器、吸附塔和气粉分离器，所述风机、冷却器、吸附塔和气粉分离器依次相连接，所述控制管理服务器通过通信总线与风机、冷却器、吸附塔、气粉分离器相连接对上述设备进行控制，实现对船用燃油发动机废气的净化功能。
[0019]
进一步，所述控制管理服务器还通过船用通信网与控制中心相连接，实时传输控制指令和排放数据，实现远程监管功能。
[0020]
进一步，所述控制管理服务器还与安装在风机前端的废气传感器组相连接，所述控制管理服务器还与安装在冷却器、吸附塔前端及气粉分离装置后端的污染物传感器组相连接，所述控制管理服务器还与安装在气粉分离器中的温度传感器及压力传感器相连接，所述控制管理服务器还与气粉分离器后端的温度传感器相连接。
[0021]
进一步，所述气粉分离器后依次连接有二次吸附塔和二次气粉分离器，二次吸附塔和二次气粉分离器通过吸附剂复用机与吸附塔相连接，二次吸附塔和二次气粉分离器与控制管理服务器相连接。
[0022]
进一步，所述吸附塔使用的吸附剂为含水氧化铝的非金属固体材料。
[0023]
进一步，所述船用通信网为无线通信网络、卫星通信网络或局域通信网。
[0024]
本实用新型的优点和积极效果是：
[0025]
1、本实用新型在船用燃油发动机废气净化处理过程中，实时检测船机废气种类及浓度等信息并对净化设备进行准确控制，并且通过在吸附塔中投放专用吸附剂，能够有效净化船用燃油发动机废气，同时将次生污染物进行无公害化处理，解决了船用燃油发动机对海洋污染的问题,具有净度净化能力强、无废弃物、净化成本低等特点，实现了真正的船机废气低排放和无二次污染物功能。
[0026]
2、本实用新型采用无机材料al
203
·
h20作为专用吸附剂，具有性能稳定、无危害、无污染的特点，可适用于各类矿物燃料船用发动机，如燃煤锅炉、燃油锅炉、燃油内燃机、燃气轮机等产生的废气中多种污染物质全面净化处理。
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3、本实用新型净度净化能力强，在不改变设备的情况下，能够适应更严格的排放要求，实现真正的工业废气低排放(仅有燃烧氧化形成的二氧化碳)。
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4、本实用新型使用的工程设备为模块化，适合于不同类型的船用矿物燃料发动机、不同功率主机及排放状况，并可以根据实际情况可以进行多级净化。
[0029]
5、本实用新型应用范围广泛，不仅可以应对海船限硫排放，同时也净化了废气中的氮氧化物、有机物、重金属等污染物，可广泛用于远洋运输船舶、沿海及内河较大运输船
舶的废气处理。
[0030]
6、本实用新型的净化系统能耗较低，一般船舶自有电力系统即可满足系统运行需求。
[0031]
7、本实用新型可以全面替代目前使用的开式海水洗涤器、选择性催化还原技术(scr)脱硝等船舶废气净化设备。
附图说明
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图1是本实用新型的净化系统连接示意图。
具体实施方式
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以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
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一种船用燃油发动机废气净化系统，如图1所示，包括控制管理服务器、风机、冷却器、吸附塔、气粉分离器、船机废气传感器组、污染物传感器组、温度传感器及压力传感器，风机、冷却器、吸附塔、气粉分离器依次相连接，所述控制管理服务器通过通信总线与风机、冷却器、吸附塔、气粉分离器、船机废气传感器组、污染物传感器组、温度传感器、压力传感器相连接。控制管理服务器一方面采集各种传感器的数据，另一方面控制管理服务器根据传感器采集的数据对风机、冷却器、吸附塔、气粉分离器进行净化处理控制，实现智能化运行和管理功能。
[0035]
控制管理服务器还通过船用通信网还与相关控制中心进行通信，实时传输控制指令和排放数据，实现远程监管功能，船用通信网可以是无线通信网络、卫星通信网络或局域通信网。
[0036]
本船用燃油发动机废气净化系统可以根据需要，在气粉分离器后再依次连接二次吸附塔和二次气粉分离器，实现二级吸附及二次气粉分离处理。二次吸附塔和二次气粉分离器收集的吸附物可通过吸附剂复用机再次投入到吸附塔中作为吸附剂重复使用。
[0037]
所述控制管理服务器通过船机废气传感器组(包括温度、湿度、压力、流量传感器)采集船机废气的温度、湿度、压力、流量数据，并对风机的运行进行控制，风机将船机废气传送至冷却塔内。
[0038]
所述控制管理服务器通过污染物传感器组采集风机传送进入冷却器中的废气类型、浓度等数据，控制冷却器进行冷却处理，冷却器通过冷却介质进行热交换处理，冷却后的废气被送入吸附塔，同时产生的余热作为热源使用。
[0039]
所述控制管理服务器通过污染物传感器组采集进入吸附塔中的废气类型、浓度等数据，控制吸附塔投放专用吸附剂进行吸附处理，吸附塔处理后的废气传送至气粉分离器。
[0040]
所述控制管理服务器通过温度、压力传感器采集进入气粉分离器中的废气温度及压力数据，控制气粉分离器进行气粉分离，气粉分离器分离出的吸附物能够将污染物包裹起来，该吸附物收集后可以另行处理。
[0041]
所述控制管理器通过污染物传感器及温度传感器检测气粉分离后的气体是否符合洁净气体标准，是则处理后的气体直接被排放，如果不符合洁净气体标准，可以在气粉分离器后，加装二次吸附塔和二次气粉分离器，二次吸附塔和二次气粉分离器回收的吸附剂可以通过吸附剂复用机再次投放至吸附塔内重复使用。
[0042]
在本净化系统中，吸附塔使用的专用吸附剂为：含水氧化铝的非金属固体材料，其化学式为al
203
·
h20，具有从周围介质中吸附各种离子及杂质的性能，并且在溶液中具一定程度的离子交换性质，化学稳定性好，常态下无公害。
[0043]
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。