零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化方法及装置与流程

本发明零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化方法及装置，适用于海洋船舶、海洋平台等海洋工程动力设施排放尾气后处理，属于海洋工程和清洁能源技术领域。

背景技术：

近年，海洋航运业履行联合国船舶大气防污公约产生的低硫法令，与提高能效减少碳排放的大趋势间出现矛盾：执行強制性低硫法令的区域越来越大，如果采用更换低硫燃油方式，则炼油行业要提炼大量低硫燃油而增加大量碳排放；如果采用替代低硫燃油的尾气清洗(egc)方式，虽然总能耗不大、碳排放增量远小于低硫燃油方式下的炼油行业，但由于egc能耗对于船舶是一个净增量，会引起使用方对船舶自身能效指标(eedi)的顾虑。另一方面，船舶内燃发动机排气废热能量约为燃料热能的三分之一，而现有船舶余热回收锅炉普遍采用低效的气－固传热方式因而收效甚微，如何提高排气废热的回收利用率也是人们长期渴望解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有egc能耗使船舶能效指标降低的缺点，为海洋船舶、海洋平台等海洋工程设施，提供一种零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化方法及装置，对发动机尾气洗涤净化同时回收利用废弃热能，将egc能耗数值等效为近零甚至为负，使海洋船舶既能采用低碳方式执行低硫法令，又不会降低甚至还能提高船舶能效指标。

本发明零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化方法的技术方案包括下述步骤：

一种零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化方法，步骤包括向洗涤净化系统的洗涤塔导入发动机尾气、海水泵向洗涤塔泵入海水、在洗涤塔中用海水洗涤发动机尾气、将洗涤后的净化尾气和洗涤海水排出洗涤净化系统，洗涤海水排出洗涤净化系统前经过热能回收利用步骤，该热能回收利用步骤将洗涤海水废热能量回收用作海水泵的动力能源。

进一步的技术方案是：

所述将洗涤海水废热能量回收用作海水泵的动力能源，是利用洗涤海水与环境海水的温差发电并将发出的电能用作海水泵的动力能源。

所述将洗涤海水废热能量回收的步骤，采用取暖制热，和/或制冷，和/或海水淡化，使海工设施电力系统原有负荷减轻腾出相应电功率，再由海工设施电力系统将相应电功率输出用作海水泵的动力能源。

所述温差发电并将发出的电能用作海水泵的动力能源，是使温差发电的电量来调节海水泵的海水流量，实现海水洗涤净化系统自稳定恒温运行。

本发明零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化装置的技术方案是：

一种用于本发明所述方法的零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化装置，它包括洗涤塔，海水泵，热能利用单元，电控器；海水泵的海水出口联接洗涤塔的海水入口，洗涤塔的洗涤水出口与热能利用单元的洗涤水入口相联接，热能利用单元的洗涤水排出口通往洗涤装置排水口，热能利用单元与电控器电联接，电控器与海水泵电联接。

进一步的技术方案是：

所述的热能利用单元是半导体温差发电器，所述的电控器是联接有启动电源的开关控制器，和/或连接海工设施电力系统的控制器。

所述的海水泵是输入电功率调节流量式电动水泵。

所述的热能利用单元，由船舶油舱加温保温装置，和/或溴化锂制冷装置，和/或海水淡化装置组成，所述的电控器是连接海工设施电力系统的控制器。

本发明零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化方法及装置的技术原理和效果：

本发明采用气－液－固传热方式回收利用发动机尾气废热，即尾气热量进入洗涤海水， 洗涤海水热量再传给热能回收利用装置，因而热回收效率较高；采用适合的低温热源利用方式；海水洗涤工艺本身可以做到减排效率很高而能耗很低；因而本发明能够同时对发动机尾气进行洗涤净化和废弃热能回收利用，实现海水洗涤egc系统能耗等效为近零甚至为负，所以，海洋船舶既能采用低碳方式执行低硫法令，又不会降低甚至还能提高船舶能效指标。因此，本发明技术效果显著。

附图说明

附图中所示的图号标记对应的相关部件或结构的名称为：

图1是本发明零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化方法的一个实施例示意图。

图2是本发明零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化装置的一个实施例示意图。

附图中：

1—洗涤塔，2—海水泵，3—热能利用单元，3.1—温差发电器，3.2—换热器，4—电控器，5—海洋工程发动机，6—海水进入海底门，7—净化尾气排出口，8—洗涤海水排出口，9—热能利用单元与电控器电联接回路，10—电控器与海水泵电联接回路，11—船舱。

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明的一种海洋工程动力尾气仅用海水洗涤净化方法及装置作进一步说明如下。

实施例1：是本发明零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化方法的基本实施例，如附图1所示，实施步骤包括向洗涤净化系统的洗涤塔导入发动机尾气、海水泵向洗涤塔泵入海水、在洗涤塔中用海水洗涤发动机尾气、将洗涤后的净化尾气和洗涤海水排出洗涤净化系统，洗涤海水排出洗涤净化系统前经过热能回收利用步骤，该热能回收利用步骤将洗涤海水废热能量回收用作海水泵的动力能源。

实施例2：是在实施例1基础上的实施例。所述将洗涤海水废热能量回收用作海水泵的动力能源，是利用洗涤海水与环境海水的温差发电并将发出的电能用作海水泵的动力能源。

进一步的实施例是，所述温差发电并将发出的电能用作海水泵的动力能源，是使温差发电的电量来调节海水泵的海水流量，实现海水洗涤净化系统自稳定恒温运行。

实施例3：是在实施例1基础上的又一个实施例。所述将洗涤海水废热能量回收的步骤是取暖制热。

另一个实施例的洗涤海水废热能量回收的步骤是制冷。

还有一个实施例的洗涤海水废热能量回收的步骤是海水淡化。

以上实施例都使海工设施电力系统原有负荷减轻腾出相应电功率，再由海工设施电力系统将相应电功率输出用作海水泵的动力能源，同样实现将洗涤海水废热能量回收用作海水泵的动力能源的目的。

实施例4：是一种用于本发明所述零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化方法的零能耗海洋工程发动机尾气海水洗涤净化装置的基本实施例，如附图2所示，它包括洗涤塔1，海水泵2，热能利用单元3，电控器4；海水泵2的海水出口联接洗涤塔的海水入口，洗涤塔1的洗涤水出口与热能利用单元3的洗涤水入口相联接，热能利用单元3的洗涤水排出口通往洗涤装置排水口，热能利用单元3与电控器4电联接，电控器4与海水泵2电联接。

进一步的实施例所述热能利用单元3包括温差发电器3.1、换热器3.2；海洋工程发动机5排出的尾气导入洗涤塔1洗涤净化后从净化尾气排出口7排出；海水从船舶的海水进入海底门6，经海水泵2泵入洗涤塔1洗涤尾气，洗涤尾气升温后的热洗涤海水流过热能利用单元3，然后由洗涤海水排出口8排出；热能利用单元3与电控器4通过联接回路9电联接，电控器4与海水泵2通过回路10电联接；整套海水洗涤净化装置安装在船舱11中。

实施例5：是在实施例4的基础上的进一步实施例，所述的热能利用单元3包括半导体温差发电器3.1，所述的电控器4是联接有启动电源的开关控制器；半导体温差发电器3.1由多组半导体温差发电片串联并联组合而成，组合的发电片数量按照额定工况下产生的电流电压匹配海水泵额定功率来确定；如附图2所示，使半导体温差发电器3.1的热端面与洗涤塔1排出的洗涤水管道热密合，半导体温差发电器3.1的冷端面与船体钢板热密合， 以利用洗涤海水与环境海水的温差发电，发出的电能通过电控器4驱动海水泵2；电控器4联接有启动电源以冷态启动egc系统。还有一种实施方式是使半导体温差发电器3.1的冷端面与流通海水的管道热密合。

另一实施例所述的电控器4是连接海工设施电力系统的控制器，使温差发电器发出的电能通过控制器汇入海工设施电力系统，再由海工设施电力系统的控制器驱动海水泵。

又一实施例所述的海水泵2是输入电功率调节流量式电动海水泵，使温差发电的电量来调节海水泵的海水流量，形成负反馈系统：如果洗涤海水温度上升，温差发电功率上升，海水泵流量上升，洗涤海水量增加导致洗涤海水温度下降；这样实现海水洗涤净化系统自稳定恒温运行。

实施例6：是在实施例4的基础上的进一步实施例，所述的热能利用单元3包括的换热器3.2为船舶油舱加温保温系统提供热源。

另一实施例所述的热能利用单元3包括的换热器3.2为制冷系统提供热源。

又一实施例所述的热能利用单元3包括的换热器3.2为海水淡化系统提供热源。

所述的电控器4是连接海工设施电力系统的控制器，以上实施例中的船舶原有制热、制冷、海水淡化系统从换热器3.2获得洗涤海水废热回收的热量后，海工设施电力系统原有负荷减轻腾出相应电功率，并将相应电功率输出用作海水泵的动力能源，实现将洗涤海水废热能量回收用作海水泵动力能源的目的。

本发明的权利要求保护范围不限于上述实施例。