船舶用废气净化方法和净化装置及配备其的船舶与流程

本发明涉及一种用于通过吸收并固化从船舶排出的废气中包含的二氧化碳来将其移送到陆地上的船舶用废气净化方法和净化装置及配备其的船舶，更详细而言，涉及一种通过再生并重复使用用作湿式洗涤塔的反应液的氨水来不在船舶配备用于储存氨气的罐而能够消除船舶和船员暴露于氨气的危险性的船舶用废气净化方法和净化装置及配备其的船舶。此外，本发明涉及一种通过吸收并固化从船舶排出的废气中包含的二氧化碳和二氧化硫而能够容易地将其移送到陆地上的船舶用废气净化方法和净化装置及配备其的船舶。

背景技术：

1、从船舶排出的废气中包含的污染物质有sox、nox以及co2等，这些污染物质不仅对人体有害，而且在未经过滤处理直接排放到大气中的情况下，会成为诱发环境污染的原因。

2、由此，联合国(un)曾将航行全世界所有海域的船舶的废气排出限制问题委托给国际海事组织(interantional maritime organization，以下称为imo)，imo正在以到2030年为止将从船舶排出的废气的排放量相比2008年减少40％，到2050年为止减少50％的目标推进多种废气减排方案。

3、据此，要求海运业界和造船业界提出针对减少作为代表性的温室气体的二氧化碳排放的解决方案。

4、另外，根据国际能源组织(iea)透露，2016年燃料燃烧导致的全世界co2排放量为323亿吨，其中，由海上重油的燃烧产生的co2排放量为6.8t，占整体水平的2.1％。

5、在韩国，为了实现由imo提出的2030年温室气体减排40％的目标，正在制定中长期发展蓝图而执行研究事业，并且正在推进开发从船舶排出的温室气体减排技术等。

6、尤其，以2050年减少2008年排放量的50％以上的二氧化碳排放为目标，从而不排放co2或捕集已排放的co2的技术备受瞩目。

7、因此，不向大气中释放作为船舶的废气中包含的代表性的污染物质的二氧化碳，而是捕集并储存二氧化碳，并对其进行再利用的技术正在受到非常多的瞩目，将与此相关的技术称为二氧化碳捕集及储存技术(carbon dioxide capture and storage，以下称为ccs)，代表性的技术有湿式吸收法、吸附法以及膜分离法等。其中，湿式吸收法就陆地工厂而言，技术成熟度高且易于co2的大量处理，因此可以说是最接近ccs技术的商用化的捕集技术。作为湿式吸收法的反应液主要使用胺系列和氨气。

8、所述氨气是腐蚀性强的毒性气体，吸入时会刺激鼻子、喉咙、呼吸道黏膜等并造成严重烧伤，还会诱发咳血、呕吐、鼻血等。

9、由此，迫切需要开发一种技术，该技术可以消除诸如船舶之类的密闭的设施中的所述氨气的泄漏危险，并且可以通过吸收从船舶排出的废气中包含的二氧化碳并转换成不影响环境的物质来排放或储存而移送到陆地上。

10、此外，从船舶排出的废气中包含的污染物质中有二氧化碳(carbon dioxide，以下称为co2)、二氧化硫(sulfur dioxide，以下称为so2)等，这些污染物质不仅对人体有害，而且在未经过滤处理直接排放到大气中的情况下，会成为诱发环境污染的原因。

11、由此，un曾将航行于全世界所有海域的船舶的废气排出限制问题委托给国际海事组织(interantional maritime organization，以下称为imo)，imo正在以到2030年为止将从船舶排出的废气的环境污染物质排放量相比2008年减少40％，到2050年为止减少50％的目标推进多种废气减排方案。

12、在韩国，为了实现由imo提出的2030年温室气体减排目标，正在制定中长期发展蓝图而执行研究事业，由此，正处于需要通过用于减少船舶产生的温室气体的积极的技术开发来抢先进入环保船舶市场的时间点。

13、为了解决如上所述的针对船舶的废气的海运业界的问题，作为到目前为止开发出的方法，第一种是像imo提出的方法那样使用低硫燃料油的方法。然而，在采用此方法的情况下，低硫燃料油和高硫燃料油的价格差异大，从而存在经济不利。

14、第二种是通过安装和应用利用大量的水溶解引擎的废气中包含的污染物质的装置(洗涤塔)来将sox转换成低浓度的亚硫酸或硫酸后放流到海水中，或者转换成钠或钙盐并储存后废弃的方法。然而，在此方法的情况下，具有对昂贵材质的特殊钢的需求增加、需要在船舶安装非常大规模的洗涤塔(scrubber)等额外的经济负担。

15、由此，正在开发用于吸收处理船舶产生的废气并减少所述废气中包含的污染物质的多种形态的船舶废气的减少装置。然而，去除或吸收处理co2和so2的装置虽然在陆地上设置并运用，但是目前在船舶上还没有商用化的事例。因此，提出了吸收从船舶排出的废气中包含的污染物质并转换成不影响环境的物质而能够排放或移送到陆地上的技术的必要性。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明涉及一种能够再生并重复使用作为用于捕集船舶产生的废气中包含的二氧化碳的反应液的氨水而能够使船舶和船员在氨气中的暴露最小化的船舶用废气净化方法和净化装置及配备其的船舶。

3、此外，本发明涉及一种能够通过使用反应液捕集作为船舶产生的废气中包含的污染物质的co2和so2并将其转换成不影响环境的物质而储存后移送到陆地上的船舶用废气净化方法和净化装置及配备其的船舶。

4、技术方案

5、用于解决上述技术问题的本发明的第一实施例的船舶用废气净化装置100可以配备于船舶以处理废气产生装置产生的废气，并且可以包括：湿式洗涤塔110，使由配备于船舶的废气产生装置产生的废气与反应液反应而将所述废气中包含的二氧化碳转换成铵盐；流入口115，供所述废气流入到所述湿式洗涤塔110的内部；排出口112，供所述废气排出到所述湿式洗涤塔110的外部；循环罐120，制备与所述废气反应的反应液并将其供应到所述湿式洗涤塔110；移送泵123，用于移送通过所述流入口115流入的废气中包含的二氧化碳与所述反应液反应而生成的铵盐；设置有叶轮135的混合罐130，使从所述湿式洗涤塔110移送的铵盐与二价金属氧化物或二价金属氢氧化物反应而生成包含碳酸盐的泥浆和氨水；泥浆泵131，将泥浆从所述混合罐130移动到固液分离装置150；固液分离装置150，从所述混合罐130移送的泥浆中将碳酸盐等的沉淀物与氨水分离；第一储存罐151，储存由所述固液分离装置150分离的氨水；第二储存罐160，储存由所述固液分离装置150分离的碳酸盐等的沉淀物；第三储存罐140，供应二价金属氧化物或二价金属氢氧化物；以及移送泵152，将所述第一储存罐151中储存的氨水需要时移送到循环罐120，其中，优选为，所述二价金属氧化物是氧化钙或氧化镁，所述二价金属氢氧化物是氢氧化钙或氢氧化镁，所述二价金属氧化物或二价金属氢氧化物以粉末、水溶液或泥浆形态供应。

6、此外，利用根据本发明的第一实施例的船舶用废气净化装置100的废气净化方法包括以下步骤：ⅰ)从船舶排出的废气中包含的二氧化碳与水反应而生成碳酸(h2co3)的第一步骤；ⅱ)所述第一步骤中生成的碳酸与氨水反应而生成碳酸氢铵(nh4hco3)的第二步骤；ⅲ)所述第二步骤中生成的碳酸氢铵(nh4hco3)与氨水反应而生成碳酸铵(nh4)2co3)的第三步骤；ⅳ)碳酸氢铵(nh4hco3)和碳酸铵(nh4)2co3与二价金属氧化物或二价金属氢氧化物反应而生成碳酸盐和氨水的第四步骤；以及ⅴ)将所述第四步骤中生成的氨水再次供应到所述第二步骤的第五步骤，在所述船舶废气的净化方法中，不足的氨水可以通过无机化合物与氢氧化钙的反应来生成而补充，所述无机化合物是选自利用碳酸氢铵(nh4hco3)、碳酸铵((nh4)2co3)、硫酸氢铵(nh4hso4)、硫酸铵((nh4)2so4)、硝酸铵(nh4no3)、氯化铵(nh4cl)、氨磺酸铵(nh4so3nh2)以及亚硫酸铵((nh4)2so3)组成的组中的一种以上，所述无机化合物的使用量优选为投入不足的氨水的摩尔比的1.0倍至2.0倍。

7、此外，根据本发明的第二实施例的船舶用废气净化系统1000包括：湿式洗涤塔1100，配备于船舶并用于处理由废气产生装置产生的废气，使由废气产生装置产生的废气与水和反应液反应而将所述废气中包含的二氧化碳和二氧化硫转换成无机盐；第十一罐1200，储存与废气反应的所述反应液并将其供应到所述湿式洗涤塔1100；移送泵1230，配备在所述湿式洗涤塔1100的下部并用于将包含所述无机盐的反应液移送到第十二罐1300；第十二罐1300，使由所述湿式洗涤塔1100生成的包含无机盐的反应液中包含的无机盐与二价金属氧化物或二价金属氢氧化物反应而再生反应液，并生成包含此时生成的碳酸盐和硫酸盐的泥浆；第十三罐1400，储存所述二价金属氧化物或二价金属氢氧化物并将其供应到所述第十二罐1300；固液分离装置1500，从所述第十二罐1300移送的泥浆中分离碳酸盐和硫酸盐；泥浆泵1310，用于将碳酸盐和硫酸盐从所述第十二罐1300移送到固液分离装置1500；第十四罐1600，储存由所述固液分离装置1500分离的碳酸盐和硫酸盐；以及第十五罐1550，储存由所述固液分离装置1500分离的再生反应液并将其供应到第十一罐1200，其中，所述反应液是氢氧化钠水溶液、氨水溶液或它们的混合物，在所述反应液中可以追加有氢氧化锂水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化钙水溶液以及氢氧化镁水溶液中的一种以上作为辅助反应液，此时，优选为，所述氢氧化锂水溶液和氢氧化钾水溶液的浓度可以相对于总反应液包含15重量％以下，所述氢氧化钙水溶液和氢氧化镁水溶液的浓度相对于总反应液包含2重量％以下。

8、此外，根据本发明的第二实施例的船舶废气净化方法包括以下步骤：ⅰ)从船舶排出的废气中包含的二氧化碳与水反应而生成碳酸(h2co3)的第a步骤(s100)；ⅱ)所述废气中包含的二氧化硫与水反应而生成亚硫酸(h2so3)和硫酸(h2so4)的第b步骤(s200)；ⅲ)所述第a步骤(s100)中生成的碳酸(h2co3)以及第b步骤(s200)中生成的亚硫酸(h2so3)和硫酸(h2so4)与反应液反应而生成包含无机盐的反应液的第c步骤(s300)；ⅳ)所述第c步骤(s300)中生成的包含无机盐的反应液与二价金属氧化物或二价金属氢氧化物反应而生成碳酸盐和硫酸盐并同时再生反应液的第d步骤(s500)；以及ⅴ)通过固液分离装置1500分离再生的反应液中包含的碳酸盐和硫酸盐的第e步骤(s600)，其中，优选为，所述反应液是氢氧化钠水溶液、氨水溶液或它们的混合物，在所述氢氧化钠水溶液中，所述氢氧化钠包含0.1重量％至20重量％，在所述氨水溶液中，所述氨包含0.1重量％至25重量％，在所述反应液中可以追加有氢氧化锂水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化钙水溶液以及氢氧化镁水溶液中的一种以上作为辅助反应液，此时，所述氢氧化锂水溶液和氢氧化钾水溶液的浓度可以相对于总反应液包含15重量％以下，所述氢氧化钙水溶液和氢氧化镁水溶液的浓度可以相对于总反应液包含2重量％以下。

9、并且，在所述氢氧化钾水溶液中，所述氢氧化钾可以包含20重量％以下，在所述氢氧化锂水溶液中，所述氢氧化锂可以包含15重量％以下，所述反应液可以使用纯水或海水而制备，所述二价金属氧化物可以是氧化钙或氧化镁，所述二价金属氢氧化物可以是氢氧化钙或氢氧化镁，所述二价金属氧化物或二价金属氢氧化物可以以粉末、水溶液或泥浆形态供应，在所述船舶废气净化方法中，作为补充所述反应液的步骤，特别优选为，通过测量所述反应液的氧化还原电位(orp)、酸度(ph)或电导率而据此测量所述反应液的浓度，从而补充运转中损失的反应液。

10、技术效果

11、根据本发明的第一实施例的船舶用废气净化装置100，通过捕集从船舶排出的废气中包含的二氧化碳而使其固化，具有便于储存和向陆地移送的效果。此外，通过在船舶上自主再生用于吸收所述二氧化碳的在湿式洗涤塔110中使用的作为反应液的氨水而重复使用，具有从源头阻断船舶和船员暴露于氨气的危险性的效果。由此，能够缩减氨(nh3)的需求量，从而能够显著降低船舶废气的净化成本。并且，由此具有能够通过吸收从船舶排出的废气中包含的二氧化碳来满足imo废气排放限制，并能够使可能影响海洋环境污染的物质的流出最小化。

12、此外，根据本发明的第二实施例的船舶用废气净化装置，通过捕集并固化从船舶排出的废气中包含的污染物质，具有便于储存和向陆地移送的效果。此外，通过在船舶上自主再生用于吸收所述污染物质的在湿式洗涤塔中使用的反应液而重复使用，能够显著降低船舶废气的净化成本。

13、并且，可以通过测量所述反应液的氧化还原电位、ph或电导率等来补充损失的反应液，从而具有能够获得更高的废气吸收效率的优点。尤其，具有能够通过吸收从船舶排出的废气中包含的污染物质来满足imo废气排放限制，并能够使可能影响海洋环境污染的物质的流出最小化的效果。