一种用于二冲程柴油机的废气污染物联合脱除装置制造方法
【专利摘要】本发明提供的是一种用于二冲程柴油机的废气污染物联合脱除装置。包括废气洗涤装置和再循环废气流量控制装置，废气洗涤装置包括洗涤器、洗涤液存贮箱、循环泵、SOx吸收剂供给装置和淡水供给装置，再循环废气流量控制装置包括流量调节阀、再循环风机和单向控制阀。本发明对二冲程柴油机废气进行洗涤，减少废气中的SOx和颗粒含量，再对部分低温干净废气进行再循环，降低发动机的NOx生成量，实现船舶柴油机废气污染物的联合脱硫脱硝。本发明中，将经过洗涤的部分废气再循环，低温干净废气中含有的CO2和水蒸气，较大程度地改善了缸内燃烧条件，降低了发动机NOx生成量和最终排放量。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种船舶废气污染物排放控制装置，具体涉及到为满足国际海事 组织（頂〇)船舶废气污染物排放法规的船舶二冲程柴油机的联合脱除NOx和Sox装置。 一种用于二冲程柴油机的废气污染物联合脱除装置
【背景技术】
[0002] 为减少船舶营运成本，商用船舶都使用高硫重油，发动机燃烧产生的NOx和SOx对 海洋大气和港口环境产生严重危害。
[0003] 頂0已对船舶发动机废气中的NOx和SOx排放进行了严格限制。
[0004] 目前，常用的NOx减排措施主要包括机内减排措施和机外减排措施。机内减排措 施是通过一定的方法，例如缸内延迟喷油、改进喷油规律、降低进气温度、增加进气湿度等， 改变缸内燃烧，减少缸内NOx生成，最终减少发动机NOx排放；机外减排NOx措施，主要是 SCR后处理技术（选择性催化还原），利用还原剂还原柴油机排气管中的NOx，使之变为无害 的N2，最终减少了发动机NOx排放。相对而言，上述机内减排措施比较容易实现，但减排效 果有限。机外减排SCR技术，减排效果好，能满足頂0的NOx排放要求，但后处理装置体积 庞大，减少了船舶的有效空间，同时SCR的运行和维护成本也较高。
[0005] 船舶SOx减排技术，主要包括采用低硫燃油和废气洗涤技术两种。相对而言，采用 低硫燃油比较方便，对船舶改动相对较小，可以满足頂〇对船舶SOx排放的要求，但高低硫 燃油之间差价巨大，使用低硫燃油成本太高，同时现有发动机使用低硫燃油存在粘度过低、 润滑性差、容易磨损等问题，对发动机有一定的损害，且低硫燃油在炼制过程中会产生大量 的C0 2，加剧全球温室效应。使用废气洗涤是除去废气中SOx的一种有效方法，船舶仍可使 用低价重油，但洗涤装置也存在体积较大，运行和维护需一定费用的问题。
[0006] 目前，对船舶废气NOx、SOx的研究和处理，都是分开单独进行，使用两套不同设 备，分别对NOx和SOx进行处理。这种废气串联处理方法，设备体积巨大，背压高，对发动机 正常工作影响较大，且设备投资和运行费用很高。
[0007] 迄今为止，国内外尚无一个能对船舶二冲程柴油机排放的NOx和SOx进行一体化 处理的装置，使在满足頂〇 NOx和SOx排放要求的基础上，缩减减排装置体积和成本，并减 少减排设备对船舶营运费用和有效空间的影响。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种能有效地改善发动机燃烧状况，降低缸内燃烧温度， 减少柴油机的NOx生成和去除废气中的S0 X，实现同时降低发动机废气中的NOx和S0X的用 于二冲程柴油机的废气污染物联合脱除装置。
[0009] 本发明的目的是这样实现的：
[0010] 包括废气洗涤装置A和再循环废气流量控制装置B，所述废气洗涤装置A包括洗涤 器4、洗涤液存贮箱9、循环泵10、SOx吸收剂供给装置11和淡水供给装置12,所述再循环 废气流量控制装置B包括流量调节阀5、再循环风机6和单向控制阀7，
[0011] 二冲程柴油机1排放的废气经涡轮2做功后进入排气管路，通过三通阀3,进入废 气洗涤装置A，在洗涤塔4内进行洗涤脱硫，洗涤后的废气再经过洗涤塔内置的除雾器，去 除其中混有的水滴后，排出洗涤塔；
[0012] 洗涤过废气的洗涤液，进入洗涤液存贮箱9,同时由SOx吸收剂供给装置11和淡水 供给装置12分别补充吸收剂和淡水；
[0013] 洗涤液存贮箱9中的洗涤液经循环泵10加压，再次进入洗涤塔4 ;
[0014] 排出洗涤塔的废气，分成两路，一路直接排入大气，另一路进入再循环废气流量控 制装置B ;
[0015] 进入再循环废气流量控制装置B的废气，由流量调节阀5调节其流量，经再循环风 机6加压后，经单向阀控制7,在增压器8入口处与新鲜空气混合，经增压器8压缩增压后进 入发动机气缸参加燃烧反应。
[0016] 对洗涤液存贮箱9中的洗涤液进行实时监测，当吸收SOx能力不足时，抽取部分洗 涤液进入废水处理系统13进行处理。
[0017] 本发明提出了一种用于二冲程柴油机的废气污染物联合去除装置，与现有技术相 比有以下优点：
[0018] a.废气在进入再循环废气流量控制装置B之前，经洗涤器、除雾器，除去废气中的 sox和大部分颗粒，使废气得到净化，减少了进入增压器和气缸空气中的颗粒含量，避免了 增压器和发动机的磨损，同时显著改善了燃烧条件，使柴油机动力、经济性能和排放性能都 得到了明显地提高。
[0019] b.废气经洗涤后，温度得以降低，增加了发动机的进气量，可以保证发动机功率。
[0020] c.经除雾器后，低温废气中含有C02和水蒸气，再循环进入发动机后，增加了缸内 工质中的C02及水蒸气含量，减少了缸内氧浓度，提高了缸内工质的比热，降低了燃烧温度， 进而降低了 N0X的生成量。
[0021] d.由于使用一套装置同时脱除发动机废气中的NOx和SOx，装置的体积和重量要 明显小于分别进行脱硫和脱硝的装置的体积和重量之和，运行和维护费用也要小得多。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明的用于二冲程柴油机的废气污染物联合去除装置的示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图举例对本发明做更详细的描述。
[0024] 结合图1，本发明的用于二冲程柴油机的废气污染物联合脱除装置的主城包括废 气洗涤装置A和再循环废气流量控制装置B。废气洗涤装置A中包括洗涤器4、洗涤液存贮 箱9、循环泵10、S0x吸收剂供给装置11和淡水供给装置12 ;再循环废气流量控制装置B包 括流量调节阀5、再循环风机6和单向控制阀7。
[0025] a.二冲程柴油机1排放的废气经涡轮2做功后进入排气管路，通过三通阀3,进入 废气洗涤装置A，在洗涤塔4内进行洗涤脱硫，洗涤除去废气中的SOx和大部分颗粒，洗涤后 的废气再经过洗涤塔内置的除雾器，去除其中混有的水滴后，排出洗涤塔；
[0026] b.洗涤过废气的洗涤液，进入洗涤液存贮箱9,同时由S0x吸收剂供给装置11和 淡水供给装置12分别补充吸收剂和淡水；
[0027] c.洗涤液存贮箱9中的洗涤液经循环泵10加压，再次进入洗涤塔4 ;
[0028] d.为保证洗涤液的洗涤效果，对洗涤液存贮箱9中的洗涤液进行实时监测，当吸 收SOx能力不足时，抽取部分洗涤液进入废水处理系统13进行处理；
[0029] e.排出洗涤塔的废气，分成两路，一路直接排入大气，另一路进入再循环废气流量 控制装置B ;
[0030] f.进入再循环废气流量控制装置B管路的废气，根据发动机工况，由流量调节阀5 调节其流量，经再循环风机6加压后，经单向阀控制7,在增压器8入口处与新鲜空气混合， 经增压器8压缩增压后进入发动机气缸参加燃烧反应。
[0031] 本发明的装置的工作过程是：二冲程柴油机1的废气从涡轮2排出后，废气经排气 管路由三通阀3进入废气洗涤装置A进行洗涤。洗涤后的低温废气分为两路，一路直接排 入大气，另一路进入再循环废气流量控制装置B。再循环的净废气流量由流量调节阀5根据 发动机工况控制，依次流经流量调节阀5、EGR风机6和单向控制阀7。加压后的低温干净废 气在增压器进气管道同新鲜空气混合，进入增压器8,然后进入二冲程柴油机1参加燃烧反 应。洗涤后的洗涤液，进入洗涤液存贮箱9,由SOx吸收剂供给装置11和淡水供给装置12 分别补充吸收剂和淡水。洗涤液存贮箱9中的洗涤液经循环泵加压，循环进入洗涤塔4为 保证洗涤液的吸收效果，对洗涤液存贮箱9中的洗涤液进行实时监测，当吸收能力不足时， 抽取部分洗涤液进入废水处理系统13进行处理。
[0032] 本实施方式将废气洗涤和废气再循环相结合，实现船舶二冲程柴油机同时脱除 NOx和SOx。柴油机1排出的废气经过洗涤，洗除其中的SOx和颗粒，经除雾器脱水，使废气 中SOx达到頂0排放法规要求。洗涤后的部分废气经再循环废气流量控制装置B，引入增 压器8,与新鲜空气混合后进入气缸参加燃烧反应。根据发动机工况，由流量调节器5调整 参与再循环的低温干净废气量，保证可以使发动机NOx排放满足頂0要求，并使柴油机性能 在可接受的范围。除雾器对废气进一步处理，除去其中携带的水滴，防止柴油机进排气道的 腐蚀以及避免水滴进入气缸，破坏缸套油膜。经洗涤后的废气，其温度降至60°C以下，再循 环时可以保证柴油机的进气量。在脱硫脱硝装置维修和出现故障时，可将发动机废气旁通 到大气。防止新鲜空气进入再循环废气流量控制装置B ;同时当再循环废气流量控制装置B 维护和出现故障时，断开再循环废气流量控制装置B与增压器8之间的管路连接。
【权利要求】
1. 一种用于二冲程柴油机的废气污染物联合脱除装置，其特征是：包括废气洗涤装置 (A)和再循环废气流量控制装置（B)，所述废气洗涤装置（A)包括洗涤器（4)、洗涤液存贮箱 (9)、循环泵（10)、SOx吸收剂供给装置（11)和淡水供给装置（12)，所述再循环废气流量控 制装置（B)包括流量调节阀（5)、再循环风机（6)和单向控制阀（7); 二冲程柴油机（1)排放的废气经涡轮（2)做功后进入排气管路，通过三通阀（3)，进入 废气洗涤装置（A)，在洗涤塔（4)内进行洗涤脱硫，洗涤后的废气再经过洗涤塔内置的除雾 器，去除其中混有的水滴后，排出洗涤塔； 洗涤过废气的洗涤液，进入洗涤液存贮箱（9)，同时由SOx吸收剂供给装置（11)和淡水 供给装置（12)分别补充吸收剂和淡水； 洗涤液存贮箱（9)中的洗涤液经循环泵（10)加压，再次进入洗涤塔（4); 排出洗涤塔的废气，分成两路，一路直接排入大气，另一路进入再循环废气流量控制装 置（B); 进入再循环废气流量控制装置（B)的废气，由流量调节阀（5)调节其流量，经再循环风 机（6)加压后，经单向阀控制（7)，在增压器⑶入口处与新鲜空气混合，经增压器⑶压缩 增压后进入发动机气缸参加燃烧反应。
2. 根据权利要求1所述的用于二冲程柴油机的废气污染物联合脱除装置，其特征是： 对洗涤液存贮箱（9)中的洗涤液进行实时监测，当吸收SOx能力不足时，抽取部分洗涤液进 入废水处理系统（13)进行处理。
【文档编号】F01N3/04GK104121072SQ201410374452
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】周松, 刘佃涛, 杨军, 王占广, 朱元清, 张贺付 申请人:哈尔滨工程大学