排气污染物降低系统及其监控方法

专利名称：排气污染物降低系统及其监控方法
技术领域：
本发明涉及一种排气污染物降低系统及其监控方法，用于对从船舶发动机产生的排放气体进行净化并排出。特别地，用于为了运行船舶而启动的发动机所排放的气体中含有各种有害物质，目前趋势是，在全球范围内正通过各种条约或规程来强化管制未经净化处理而排放的做法。本发明涉及这种满足所述管制措施的船舶排气降低系统。更进一步地， 本发明还涉及一种监控方法，用于对排放气体净化和净化时所产生的污染水进行净化的净水过程进行监控并进行文件化处理。
背景技术：
从诸如船舶的运输工具等所排出的排放气体具有强烈的毒性和腐蚀性，不仅对人体造成危害，同时在其直接被排放至大气中时可能成为环境污染的原因之一。因此，需要承担以下义务必须要对这种排放气体进行净化处理，将有害成分的含量降低至允许浓度以下；同时，仅将经过去除污染物质的净化处理的排气排向大气。尤其，近年来由于船舶肆意排放有害气体而造成各种危害，各国正在通过条约或协议的形式逐步展开管制活动，通过若干年的努力目前已经阶段性地建立了强化排放气体排出量管制的条约。另外，今后将制定根据船舶大小而不同的排放气体排出允许值，并且将其排出量进行准确测量，以实现相互之间的信息交换，对于违反所述规定的船舶将难于继续运营。通常所使用的有害气体处理方法有燃烧方式、润湿(Wetting)方式、吸附 (absorption)方式等。燃烧方式主要是，针对含有氢基等易燃性气体在高温燃烧室约 500-80(TC高温下进行分解而处理排放气体的方式；湿润方式主要是，针对水溶性气体将其通过水进行溶解而处理排放气体的方式；吸附方式主要是，针对难燃性或不溶于水的有害性气体将其通过吸附剂并在物理或化学性吸附作用下完成净化过程的方式。这种排放气体处理过程可包括，例如，从排放气体类中去除酸性气体或颗粒物等物质的洗涤(scriAbing)处理，这样使用液体去除气体中含有的有害气体或颗粒物等的装置被称之为洗涤器(scrubber)。图1是说明现有的湿式洗涤器(scrubber)的结构图，洗涤器的上端安装有进气口 1，中间设有隔膜4。如果用洗涤器上所形成的喷嘴2喷水时，所述水移动至吸附器 (absorber)30当气体分子进入进气口时，气体经过喷射有水的空间及吸附器并与水产生反应， 仅将剩下的气体通过隔膜下部移动至上部并通过排气管5排放。在此，所述吸附器3用于增大气体经过的表面积以及增加反应时间，通常具有刨屑的形态。此时，与气体产生反应的水通过排水管6进入水循环槽7。但是，如上所述地，所述通过安装所述吸附器或其他构造物等来提高反应率及净化率的方法需要占据较大空间体积，并且为了提高其反应率必须另外采用降低反应气体温度的冷却装置，因此用于船舶或汽车等移动工具方面存在一定局限性。
因此，本发明的发明人，针对湿式洗涤器(scrubber)局限性，开发了适合船舶等移动工具的旋流洗涤器，其不仅可以实现反应表面积和反应时间的最大化，同时还能确保仅使用最小化的空间，而且不需要另外的冷却装置等。图2表示的就是这种旋流洗涤器，当船舶的排放气体进入流入部21时，通过第一喷嘴22进行海水喷射的结构。流入的排放气体通过被第一喷嘴22形成微颗粒物的海水后，与从形成于洗涤器20圆筒部的第二喷嘴23 中排放的海水进行接触及产生反应，经过第二喷嘴23形成的海水幕帘膜时与海水直接产生反应。经过这种过程，排放气体就会得到净化。附图中标记M是薄雾分离装置。本发明是在使用本发明的申请人所提出的图2旋流洗涤器(韩国专利申请第 10-2009-41793号)的过程中，进一步提出净化和监控各种排放气体的方法。前述旋流洗涤器是一种脱硫和粉尘的净化效果非常突出的净化装置。因此，本发明提出，对其追加安装脱硝以及减少二氧化碳等成分的降低装置，并对其进行监控的方法和系统。

发明内容
本发明提供一种将由船舶发动机产生的排放气体进行净化处理后排放的排放气体污染物降低系统及其监控方法。具体地说，为船舶运行而工作的发动机所产生的排放气体中含有各种有害污染物质，本发明是为了提供一种综合系统，其能够有效满足对其进行管制的国际海事机构的规定。进一步地，本发明提供一种对排放气体净化和净化时产生的污染水的净化过程进行监控并对其文档化处理的监控方法。根据本发明的排放气体污染物降低系统，包括通过泵71引入的海水对从船舶发动机10向供应管道供应的排放气体进行净化的洗涤器20 ；净化由洗涤器20排放的污染海水的污染水净水装置30 ；搜集堆积在污染水净水装置30中残渣的残渣槽72 ；以及，对所述发动机10的排放气体变化状态和用污染水净水装置30净化的污染水变化状态进行监控的监控装置60。根据本发明的排放气体污染物降低系统，通过泵71向洗涤器20供应海水时，通过电解模块75供应电解的海水时可以对二氧化碳等排放污染物额外地进行净化。并且根据本发明的排放气体污染物降低系统，通过泵71向洗涤器20供应海水时， 供应的海水通过另外的电解模块75供应电解水，为了提高电解水和排放气体的接触效率， 设置双重流入管。监控装置60可以选择性地设置于下列部件上，并对排放气体和排出水的污染程度进行监控并进行排放控制，所述部件是排放气体供应至洗涤器20的供应管；净化的排放气体从洗涤器20排放至外部的排气管；从洗涤器20将污染的海水供应至污染水净水装置30的供应管；污染水净水装置向外部排放净化水的排放管。所述系统还包括选择性催化还原装置50，其包括将排放气体供应至洗涤器20的供应管或将净化的排放气体由洗涤器20向外部排放的排气管上设置，在流入洗涤器20之前未经处理的排放气体和通过洗涤器20处理的排放气体之间进行热交换的热交换器和排放气体加热装置76，并将氮氧化物通过波形的催化装置进行还原。另外，根据本发明的排放气体污染物降低系统，其中，在将排放气体供应至洗涤器 20的供应管或将净化的排放气体由洗涤器20向外部排放的排气管上设置粉尘去除装置40而去除细微粉尘。监控装置60包括排气分析装置、由排出水分析装置构成的分析装置69、 监控计算机77。所述排气分析装置选择性地包括用于测定在排放气体中产生变化的NOx 成分浓度的NOx分析器61 ；用于测定SOx成分浓度的SOx分析器62 ；用于测定颗粒物等粉尘的粉尘分析器63 ；用于测定C0、C02及&浓度的(XkA)2分析器64。所述由排出水分析装置构成的分析装置69可选择性地包括用于测定从洗涤器20排放的污染水中产生变化的氢离子浓度的PH分析器65 ；用于测定污染水浑浊程度的浑浊度分析器66 ；用于间接测定包含未经燃烧的碳的碳氢类浓度的油分析器67。所述监控计算机77用于将从所述已选择的分析器中检测的内容进行组合并产生控制信号，进而控制排气和排放。所述监控装置结合上述各项内容，测定N0x、S0x、粉尘及C0、C02、&排放气体成分和pH、污浊度、油等污染水成分的浓度，控制和调节排放量，最终进行文档化处理。根据本发明的排放气体污染物降低系统的监控方法，包括如下步骤第一步骤，对从发动机10排放的排放气体进行分析的步骤AllO ；第二步骤，对从洗涤器20排放的排放气体进行分析的步骤A120 ；第三步骤，对从洗涤器20排放的污染水进行分析的步骤A130 ；第四步骤，对从污染水净水装置30排放的净化水进行分析的步骤A140 ；第五步骤，监控分析内容并控制系统，将监控过程进行文档化处理的步骤A150。另外，根据本发明的排放气体污染物降低系统的监控方法，其中第二步骤中，分析由洗涤器20排放的排放气体，如果处于排放允许污染度范围时，则排放该气体；如果处于排放允许污染度范围之外，则重新循环该排放气体并通过洗涤器20重新进行降低处理； 第三步骤中，分析洗涤器20所使用的海水，如果对其状态发生变化的污染水进行分析后处于排放允许污染度范围时，排放到海上，如果处于排出允许污染度范围之外，则重新移动至污染水净水装置30 ；第四步骤中，由污染水净水装置30进行处理的净化水进行排放，其残渣保存至残渣槽72。根据本发明，其具有以下优点通过降低船舶向外部排放的有害气体有利于防止公害，而且用于降低有害排放气体的海水变成污染水后经过净化处理排放至海中。根据本发明，其还具有以下优点可以有利于有效进行发动机排放的有害气体的脱氮、脱硫以及减少粉尘和二氧化碳，降低排放气体中的有害成分。
安装本发明中提出的降低装置，不仅可以满足国际机构针对船舶有害气体排放行为提出的协约或条约等管控措施，而且可以选择性地安装有害排放气体降低系统结构，提高了可应用性。


图1是现有使用的一般洗涤器示意图；图2是本发明的申请人提出的洗涤器示意图；图3是本发明的污染物降低系统的基本系统示意图；图4是本发明包括其他实施形态的降低综合系统示意图；图5是本发明使用的监控装置示意图；图6是本发明系统的重要部分-污染物降低装置的构成方式和分析装置的内部结构方块示意6
图7是本发明监控方法的流程图；图8是本发明监控方法细节的流程图。附图标记说明10 发动机20 洗涤器40 粉尘去除装置30 污染水净水装置50 选择性催化还原装置60 监控装置61 =NOx分析器62 =SOx分析器63 粉尘分析器64 =C-分析器69 分析装置71 泵72 残渣槽73 残渣处理设施74 回收机构75 电解模块76 热交換器/加热装置 77 监控计算机80 有无线通信
具体实施例方式本发明涉及用于减少船舶运行中产生的发动机排放气体有害性的降低系统，其结 构和作用如图3-图8所示。本发明如图所示，其具有洗涤器20，用于通过泵71引入的海水对由船舶发动机10 向供应管道供应的排放气体进行浄化；还具有污水净水装置30，浄化从洗涤器20排出的污 染海水；还具有残渣槽72，搜集堆积在污染水净水装置30中的残渣。并且还具有监控装置， 用于监控所述发动机10排放气体的变化状态和由污染水浄水装置30进行净化的污染水变 化状态。并且，结合所述各项内容对船舶产生的排放气体进行净化和排放，同时对其进行监 控。本发明是通过应用本发明的申请人所开发的旋流洗涤器20并对船舶排放的各种 排放气体进行净化处理的系统。本发明的系统是形成有能够直接接收从发动机10的排气 管排放气体的所述洗涤器20，洗涤器20的另ー侧通过泵71引入海水并进行供应。船舶在 运行过程中，通过泵71引入海水，其一侧使排放气体在旋流器式的洗涤器20中得到离心カ 而进行供应，另ー侧将海水多重喷射，使得排放气体吸附海水而完成浄化。如果对所述旋流 洗涤器20进行更详细的说明，其是利用了离心カ的分离装置，所述离心カ通过流入旋流器 内部的流体旋转流产生，在气体旋流器的情况下，在分离气体中悬浮着的固体颗粒物或液 滴吋，根据气体中悬浮着的固体颗粒物或液滴的粒度或比重之差进行分离。特別地，根据本发明的所述洗涤器20具有分离排放气体中所含的SOx和粉尘成分 的功能。即，通过脱硫去除排放气体中的有害成分，分离出气体中含有的固体颗粒物、液滴。 此时，对于排放气体进行脱硫及去除粉尘作用之后的海水已经被污染，因此不能直接排放 至海水。通过洗涤器20的污染水只有满足国际海事机构所要求的排水允许条件时才能排
放至海里。因此，本发明还应包括另外的污染水浄水装置30，用于净化为去除排放气体中的 有害成分而被污染的海水。
将海水供应至洗涤器20，所供应的海水以微颗粒物形态进行喷射，以吸附排放气体中的污染物质，在此过程中，海水变成污染水，则应通过污染水净水装置30进行净化。所述污染水净水装置30根据船舶的特性及使用者的要求可选择不同形态的方法。本发明中所实施的污染水净水装置30如下。首先，海水通过洗涤器20而受到污染，其变成具有酸性和污浊度的污染水，将该污染水暂且保存至水槽。将保存到水槽的污染水移送至利用离心力的泵或离心分离器并分离为残渣和一次净化水，将淤积的残渣移送至残渣槽72，一次净化水则利用NaOH等化学物质进行中和处理后排放至海中。另一种净水方法是，为了将一次净化水再次分离为水和未燃燃料(油)，将其移送至油分离器。并且，由该分离器分离的油成分保存至油槽，去除油成分的二次净化水再次通过活性碳过滤器进行净化，并使用NaOH溶解完成化学净化过程后排放至船舶外部。本发明的又一特征是，可以监控所述船舶发动机10的排放气体经过净化过程后排放的过程和对净化排放气体的海水进行再次净水的过程。即，测定由发动机排放的排放气体的初始污染度，该排放气体通过洗涤器20后排放时再次测定其污染度，并分析其比较值。同时，还可以监控对所述洗涤器20排放的污染水污染度进行测定以及对排放至船舶外部的净化水的污染度进行再次测定。结合图4说明本发明中的排气污染物降低系统的具体结构和作用，所述系统是在基本的排放气体污染物降低系统基础上还包括装置。如图4所示，本发明优选地，通过泵71 将海水供应至洗涤器20时，通过电解模块75供应电解水。本发明中使用的洗涤器20被设计为，利用气体中悬浮着的固体颗粒物或液滴的比重之差进行分离，利用由多个喷雾喷嘴进行喷射的海水微颗粒物进行净化，尤其脱硫效果要显著。但是，在这种分离过程中，相比直接将海水供应至洗涤器20的方式，供应对海水提高碱度的电解水的方式可以更加有效地去除排放气体内的C02。不是直接投入海水，而是通过电解模块75将海水转换为电解水，然后将转换的电解水投入洗涤器。通过这种方式供应的电解水在其洗涤器20中与排放气体进行混合或进行化合作用，不仅能够有效去除C02， 还可以有效分离NOx。另外，为了在洗涤器20的流入部位提高电解水和排放气体的接触效率，可设计为，可将流入配管分管为双重的并向洗涤器20连接方向传送，以便提高洗涤器 20的效率。下面将详细说明本发明中提供的监控装置60的具体结构和作用。本发明中的监控装置60选择性地采用下列装置，以便于监控排放气体和污染水的污染度并进行排放控制向洗涤器20供应排放气体的供应管；将净化的排放气体从洗涤器20排放至外部的排气管；将污染海水从洗涤器20供应至污染水净水装置30的供应管； 以及，将海水净化水从污染水净水装置30排放至外部的排放管。本发明系统的着眼点是，排出排放气体并过滤排放气体中含有的各种有害成分， 而这种过程和内容均可以实现自动监控。监控方法非常多样，首先可以监控由发动机10排放的初始排放气体。为在发动机10进行净化，进入洗涤器20之前就可以监控排放气体的主要成分以及含量等。以分析的有害成分浓度为基准，决定降低系统应使用多少海水喷射量等系统应用方法。上述过程是必要的步骤，那是通过根据本发明的污染物降低系统可以对比污染度降低状态下的污染度，进而衡量根据本发明的污染物降低系统的有效性。再次测定从洗涤器20排放的排放气体污染度，决定是否将该排放气体直接排放至船体外部。污染度超过基准值时，本发明可包括进行再次循环进而再次投入洗涤器20的过程。对排放气体进行再循环的方法是仅需进行简单的配管工作，就可以降低发动机燃烧行程后的排放气体的温度， 所以还可以用来降低排放气体中氮氧化物的浓度。所述方法由于能够达到本发明目的的同时产生额外的积极效应，因而可以有用地进行适用。所述污染度的基准值是通过各国条约或章程已指定的状态，因此遵循该基准值是有益的。并且，所述条约或章程也随着时间不断强化对排放污染度允许值的管制，考虑到这种趋势，包括所述重新循环的过程。重要的一点是，现行污染排放气体管制条约或规程是按照船舶大小及重量采用不同允许值，因此可以根据船舶情况选择性地采用本发明的结构。对于管制较弱的船舶，可以仅测定从发动机10排出的排放气体污染度；对于管制较强的船舶，则测定从洗涤器20排放的污染气体污染度，并将其保存为电子文档，进而对全程进行监控。特别地，在从所述洗涤器20排放至外部的排气管包括内置另外的阀门，如果监控装置60检测到超出管制的允许值范围的排放气体时，还可以控制阀门的开关。开放阀门，还直接向船舶外部排气，或者关闭阀门，还可对排放气体进行再循环。另外，如图5所示，本发明的监控装置60不仅可以监控排放气体，同时还可以监控从洗涤器20排放的污染水的净化过程。洗涤器20是利用海水降低排放气体污染度的装置。如果从排放气体中过滤大量 SOx,则海水变成含有污染物状态的浑浊酸性污染水。这种污染水一旦直接排放至海中将影响鱼类的栖息，因此国际海事机构建议并管制排放水的酸性度、污浊度及碳化氢，使其能够被控制成以允许污染度范围进行排出。根据本发明，测定从所述洗涤器20排放的污染海水污染度，同时还要测定并监控污染水经过污染水净水装置30后的污染度。总之，如图5所示，从第一至第四步骤中选择性地测定其污染度。第一和第二步骤是监控排放气体污染度的过程，第三和第四步骤是测定污染水污染度的过程。其中，根据本发明的系统可按照船舶大小和重量以及协定条约或规程选择性地进行监控，即便添加监控位置，由于采用从排放气体或污染水采样的方式进行监控，因此被设计为可另外追加选择进行监控。在前述根据本发明的基本系统中，特别说明了通过洗涤器20降低排放气体污染度的系统。洗涤器20是脱硫效果显著的装置。并且，如果对海水进行电解，使其成为电解水供应，则可以有助于去除CO2和NOx。本发明的系统是，通过利用这种洗涤器20的污染度降低系统上增加另外的装置， 进而降底对于其他污染物的污染度。其中之一就是选择性催化还原装置50。S卩，本发明中将以下装置也称为脱氮装置，其将所述排放气体供应至洗涤器20的供应管或将净化的排放气体从洗涤器20排放至外部的排气管上增加选择性催化还原装置 50，通过波形的催化装置降低氮氧化物。选择性催化还原装置50中，如图4所示，优选地可结合于洗涤器20的上端并使用，但是根据燃料的条件也可以使用按照如图6(a)所示地在排放气体进入洗涤器20之前对排放气体进行净化。如图4所示，为了结合选择性催化还原装置50，还需要增加通过洗涤器20时对冷却的排放气体进行加热的装置76。这种对于排放气体的加热可以通过进入洗涤器20之前与高温气体进行热交换的方式来实现，但低于目标温度时需要另外包括加热装置76。本发明中所使用的选择性催化还原装置50使用水纹(波形)催化装置，其提高了耐久性及安装便利性。并且，本发明中可设计为，将所述排放气体供应至洗涤器20的供应管或将净化的排放气体从洗涤器20排放至外部的排气管上增加粉尘去除装置40，以便能够去除排放气体中的细微粉尘。如图5所示，所述粉尘去除装置40通常设置于洗涤器20的上端，结合所述选择性催化还原装置50时，可设置在催化还原装置50的前或后。并且，如图6所示，根据燃料的条件，也可在经过洗涤器20之前直接从排放气体中去除粉尘。根据本发明的排放气体污染物降低系统中，优选地，对于排放气体含有的有害成分中颗粒物较大的粉尘由洗涤器20进行处理，颗粒物较小的细微粉尘由粉尘去除装置40去除。以上概要地说明了所述监控装置60，下面将详细说明所述监控装置60的主要结构及作用。本发明的监控装置60包括由分析装置69和监控计算机77。所述分析装置69可区分为排放气体分析装置和排放水分析装置。首先，排放气体分析装置选择性地包括由用于测定在排放气体中产生变化的NOx成分浓度的NOx分析器 61 ；用于测定SOx成分浓度的SOx分析器62 ；用于测定诸如颗粒物等的粉尘的粉尘分析器 63 ；用于测定CO、CO2及&浓度的(XkA)2分析器64。另外，排放水分析装置选择性地包括由用于测定从洗涤器20排放的污染水中产生变化的氢离子浓度的PH分析器65 ；用于测定污染水浑浊程度的浑浊度分析器66 ；用于间接测定包含未燃碳的碳氢类浓度的油分析器67。另外，所述监控装置还另外包括组合所述已选择的分析器的检测内容，生成控制信号并对排气和排放进行控制的监控计算机77，并通过有无线通信与分析器相连。因此，结合所述各项内容测定NOx、SOx、粉尘及CO、CO2, O2排放气体成分和pH、污浊度、油等污染水成分浓度，控制和调节排放量，最终进行文档化处理。S卩，根据本发明的监控装置60可根据需要形成不同的系统。也就是说，分析装置 69可以选择性地包括从用于测定NOx成分浓度的NOx分析器61 ；用于测定SOx成分浓度的SOx分析器62 ；用于测定颗粒物等粉尘的粉尘分析器63 ；用于测定CO、CO2及仏浓度的 C0x/02分析器64。由于系统应用方面的问题而不采用降低系统的情况下，基本上应根据国际海事机构的建议采用NOx分析器61和(XkA)2分析器64。如果仅设置有洗涤器20，则可以选择性地采用SOx分析器62和粉尘分析器作为分析装置；如果设置有洗涤器20和电解模块75，则可以采用SOx分析器62和(XkA)2分析器64。并且，如果仅安装有选择性催化还原装置50，则采用NOx分析器61和(XkA)2分析器64。本发明中的洗涤器20是用于脱硫； 选择性催化还原装置50是用于脱氮；粉尘去除装置40是用于去除排放气体中含有的粉尘或受污染的微颗粒物；电解水是用于减少二氧化碳的量。如前所述，这些检测时点可以选择性地在如图5所示的第一-第四步骤中进行。本发明的监控装置60不仅监控排放气体，还要监测和监控用于净化该排放气体的污染海水。当然，如上所述，也可以选择性地采用监控时点。如果采用本发明的船舶未安装有选择性催化还原装置50和粉尘去除装置40，则将直接检测和监控通过洗涤器20的排放气体；如果安装催化还原装置50和粉尘去除装置40，则检测和监控排放经过该装置的排放气体。如果本发明的选择性催化还原装置50和粉尘去除装置40未安装于洗涤器20的末端而安装于排放气体进入洗涤器20之前的过程位置，则在洗涤器20的后端进行检测和监控。这些均可以根据安装的系统而灵活转换和选择，并非关键事项。本发明重要的一点是，对以下污染度也要进行检测并进行比较判断排放气体的初始污染度；净化该排放气体后剩余的污染水的初始污染度；以及，这些排放气体和污染水分别通过各个洗涤器20和催化还原装置50以及粉尘去除装置40及污染水净水装置30 后的污染度。其理由是，当前述所述排放气体具有超过允许值范围的污染度时，应采用再循环和再净化过程，而对这些过程均做监控。污染水同样如此，其污染度超过排放允许值范围时，应通过另外的管道再被移送至污染水净水装置30，进行再净水过程。当然，该过程也将全部进行再检测和监控过程。所述所有过程与通过有无线方式连接的专门的监控计算机77进行通信，将结果保存为电子文档，这些电子文档可提交至相关部门或加以利用。同时，该文本还可以作为证明本发明污染度降低系统效能的资料。下面将依次说明根据本发明的所述污染物降低系统监控方法。如图7所示，首先经过第一步骤，即对发动机10排放的排放气体进行分析的步骤 A110。如通过系统进行部分说明的那样，分析由发动机排放的初始排放气体。通过各个分析器依次检测污染度。采用NOx分析器61、SOx分析器62、粉尘分析器63及(XkA)2分析器64检测NOx、 SOx、粉尘及CO、CO2、O2的量。这些检测可以通过如下第二步骤再次实现，即对洗涤器20排放的排放气体进行分析的步骤A120。为了判断通过洗涤器20已完成净化的排放气体是否超过允许污染度范围而进行检测和监控。另外，用于净化排放气体的海水通过第三步骤和第四步骤完成检测过程，即对洗涤器20排放的污染水进行分析的步骤A130 ；以及，对污染水净水装置30排放的净化水进行分析的步骤A140。如图7，在连续监控情况下，各个步骤并不是依次发生，而是各个步骤同时进行并且各个步骤中测定的资料作为监控资料保存。如此检测的污染度信息通过第五步骤来完成。即，监控分析内容并控制系统，将监控过程进行文档化处理的步骤A150。在所述过程中重要的一点是，虽然在上述系统说明中进行描述，根据不同需求可以构成不同系统。即，不需要的步骤可以省略，必要的步骤可以增加至基本排放气体污染物降低系统。如前所述，脱离强管制的小船舶的情况下，经过洗涤器20排出的排放气体污染度较小或特别地系统安装需要投入较多费用时，可以省略由发动机排放的气体成分的分析过程。但是判断利用洗涤器20降低污染度的排放气体污染度是否超过管制范围非常重要，因此至少应监控该过程。
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所述内容同样适用于所述污染水的检测和监控过程，可以仅测定和监控通过洗涤器20并流入污染水净水装置30的污染水污染度，也可以测定下一步骤的通过污染水净水装置30的污染水污染度。前者适用于管制强度较弱的小型船舶，后者适用于无法对系统安装投入过多费用的船舶。当然，最佳方案是全部安装后进行检测和监控。所述监控方法的最核心事项是，所述第二步骤中对从洗涤器20排放的排放气体进行分析，如果在排出污染度允许范围内，则直接排放该气体；如果在排出允许污染度范围之外，则再循环该气体并通过洗涤器20重新进行降低处理。如图8所示，对通过洗涤器20而排出的净化排放气体进行检测，当在排出允许的污染度内时，直接排放该气体A122。否则，当在污染度减少值过小而在排出允许值(管制范围)之外，则将该气体移送至洗涤器20进行再循环和再净化A121。此时，两种情况不同。 即，所述排放气体在通过洗涤器20之前经过粉尘去除装置40或选择性催化还原装置50的情况；通过洗涤器20之后经过粉尘去除装置40或选择性催化还原装置50的情况。所述后者的情况下，并不是通过洗涤器20后进行检测，而是经过粉尘去除装置40或选择性催化还原装置50后进行检测并判断是否再循环。即，本发明的系统存在多种选项来设置构成部件，因此可根据选项的安装与否，改变检测时点以及监控、再循环的时点。用与以上相同的方式，在本发明中最佳地，对污染水进行分析，所述污染水由第三步骤中在洗涤器20所使用的海水状态变化形成。当处于允许值范围时排放至海中；当在排出允许污染度范围之外时，则应重新移送至污染水净水装置30。如图8所示，不仅是如前所述的排出气体，净化排气而产生的污染水的情况也通过另外的污染水净水装置30进行净水，其净水值达不到管制值，则需要采取再循环过程。当然，经过所述污染水净水装置30而生成的残渣暂时保存到专门的残渣槽72后，再移动至陆地的处理设施73后废弃处理。如前所述，如图8的情况下，在连续监控状况下，对于排放气体和排放水的控制并不是依次产生，而是分别同时形成对排放气体和排放水的控制。也就是说，如图4所示，第四步骤中，将通过污染水净水装置30净化的污染水排放，但其生成的残渣暂时保存至残渣槽72，结束航海后移送至残渣处理设施73进行废弃处理。需要注意的一点是，所述净化水的情况下，其具有排水可能性时，如图8所示可以分离并进行排水。对于净化效果较为理想的海水，由监控装置60进行判断并再次移送至洗涤器 20进行重复利用，也可以排放至外部。即，完成净化的海水的情况下可以分为两条线路。前者为再利用的过程，以A142步骤表示，而排水过程以A141表示。另外，图8说明的移动至残渣槽的步骤表示为A143，陆地残渣处理设施的管理步骤则表示为A144。并且，图8的其他标记中，4110表示以分析装置对发动机排放气体进行分析的步骤^130413141324133 表示通过洗涤器20的污染水及净化水的移动步骤。所有步骤的相关说明均在说明书中详细解释。
权利要求
1.一种排放气体污染物降低系统，用于净化由船舶生成的排放气体并进行相关监控， 所述系统包括通过泵(71)引入的海水净化由船舶发动机(10)向供应管道供应的排放气体的洗涤器 (20)；净化由洗涤器00)排放的污染海水的污染水净水装置(30)； 搜集堆积在污染水净水装置(30)中残渣的残渣槽(7 ；以及， 对所述发动机(10)排放气体的变化状态和由污染水净水装置(30)进行净化的污染水变化状态进行监控的监控装置(60)。
2.根据权利要求1所述的排放气体污染物降低系统，还包括通过泵(71)向洗涤器00)供应海水时，对所供应的海水通过独立的电解模块(75)供应电解水，为了提高电解水和排放气体的接触效率，设置双重流入管。
3.根据权利要求1所述的排放气体污染物降低系统，其特征在于，所述监控装置(60) 监控排放气体和排放水的污染度并控制排放，所述监控装置有选择地被安装于将排放气体供应至洗涤器00)的供应管； 将净化的排放气体从洗涤器00)排放至外部的排气管； 在洗涤器00)将污染的海水排放至污染水净水装置(30)的供应管； 从污染水净水装置(30)向外部排放净化水的排放管。
4.根据权利要求1所述的排放气体污染物降低系统，还包括选择性催化还原装置 (50)，通过波形的催化装置降低氮氧化物，所述催化还原装置包括热交换器，在将排放气体供应至洗涤器00)的供应管或将净化的排放气体从洗涤器 (20)向外部排放的排气管中，在流入洗涤器00)之前未处理排放气体和通过洗涤器00) 的处理排放气体之间进行热交换；以及， 排气加热装置(76)。
5.根据权利要求1或4所述的排放气体污染物降低系统，还包括用于去除微细粉尘的粉尘去除装置(40)，其设置于所述供应管或所述排气管中，所述供应管将排放气体供应至洗涤器(20)，所述排气管将净化的排放气体由洗涤器00)向外部排放。
6.根据权利要求1或3所述的排放气体污染物降低系统，其中，所述监控装置(60)用于测定N0x、S0x、粉尘及C0、C02、&排放气体成分和pH、污浊度、油等污染水成分的浓度，进而控制和调节排放量，并对其进行文档化处理，所述监控装置包括排气分析装置，可选择性地包括，用于测定在排放气体中产生变化的NOx成分浓度的 NOx分析器(61)；用于测定SOx成分浓度的SOx分析器(6 ；用于测定诸如颗粒物的粉尘的粉尘分析器(63)；用于测定CO、CO2及O2浓度的C0x/02分析器(64)；包括排放水分析装置的分析装置(69)，可选择性地包括，用于测定从洗涤器00)排放的污染水中产生变化的氢离子浓度的PH分析器(65)；用于测定污染水浑浊程度的浑浊度分析器(66)；用于间接测定包含未燃碳的碳氢类浓度的油分析器(67)；监测计算机(77)，用于从所述已选择的分析器中将所检测的内容进行组合并产生控制信号，进而控制排气和排放。
7.一种排放气体污染物降低系统的监控方法，包括第一步骤，对从发动机(10)排放的排放气体进行分析(AllO)； 第二步骤，对从洗涤器00)排放的排放气体进行分析(A120)； 第三步骤，对从洗涤器00)排放的污染水进行分析(A130)； 第四步骤，对从污染水净水装置(30)排放的净化水进行分析(A140)； 第五步骤，监控分析内容并控制系统，将监控过程进行文档化处理(A150)。
8.根据权利要求7所述的监控方法，其中，在第二步骤中，分析从洗涤器OO)排放的排气，如果未超出排出允许污染度范围，则排放所述排气；如果在排出允许污染度范围之外，则重新循环所述排气并通过洗涤器OO) 重新进行降低处理。
9.根据权利要求7所述的监控方法，其中在第三步骤中，对于洗涤器OO)所使用的海水，如果对状态变化的污染水进行分析后，处于排出允许污染度范围之内，则排放至海中，如果处于排出允许污染度范围以外，则将其重新移入污染水净化装置。
10.根据权利要求7或9所述的监控方法，其中，第四步骤中，排出从污染水净水装置(30)净化的净化海水，并将其残渣保存至残渣槽 (72)。
全文摘要
本发明涉及一种排气污染物降低系统及其监控方法，其用于净化并排放从船舶发动机所产生的排放气体。特别地，从为船舶的航行而启动的发动机中产生的排气中含有各种有害物质，对于这些有害气体未进行净化处理而进行排放的做法，目前趋势是在全球范围内通过各种条约或规程来加强管制。本发明涉及这种满足所述管制措施的船舶排放气体降低系统。进一步地，本发明还涉及监控这种排气净化和净化时产生的污染水净水过程并且进行文档化处理的关于船舶排放污染物的监控方法。
文档编号F01N13/08GK102337948SQ201010251899
公开日2012年2月1日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年7月15日
发明者张美淑, 申载元, 金大奎, 高铉昌 申请人:仿真科技公司