海水脱硫工艺在船舶中的应用分析

海水脱硫工艺在船舶中的应用分析
摘要：近十几年来，随着船舶制造工艺的优化完善，以及全球经济一体化的发展，船舶运输凭借运载量大、运输经济成本低等优势，在运输业领域占据重要地位，逐渐成为世界经济的链接纽带与核心基础。

但在多数船舶航行过程中，所配
置柴油动力装置会消耗大量低质高硫分燃油作为动力燃料，向大气持续排放高污
染性物质，对全球生态环境造成严重污染破坏。

因此，本文对海水脱硫工艺在船
舶中的应用现状展开分析，尽早完善海水脱硫工艺，从而有效控制大气污染。

关键词：海水脱硫工艺；船舶运输；应用现状
一、船舶航行过程中海水脱硫工艺应用
1.工艺原理
海水脱硫工艺为海水烟气脱硫工艺，基于海水中所分布的可溶性酸碱盐，将
适量海水引入所配置的脱硫塔处理装置中，持续将柴油动力装置在运行过程中所
排出烟气中分布的二氧化硫进行吸附、吸收，随后将经过净化处理的烟气经由除
雾器装置过滤，最后将经过处理后的干净烟气再排放。

2.具体工艺流程
由于不同船舶内部结构存在差异性，因此海水脱硫工艺的实际处理流程有可
能出现变更问题。

为直观阐述这一点，本文对某型号船舶所配置的海水脱硫工艺
流程为例，具体流程为：在船舶航行过程中，持续将柴油动力装置在运行过程中
所排放的烟气进行收集（同时对烟气余热进行二次利用），直到烟气温度降低至
一定数值以下、不具备余热利用价值后，将烟气汇总排送至废气管道系统；在船
舶所配置发电机设备运行过程中，持续将设备所排放废气经由消音装置排送至废
气管道系统（发电机所排放废气温度较高）；柴油驱动装置以及发电装置所排放
烟气、废气在废气管道中进行接触、汇拢，将废气排放至脱硫塔装置进口管道中；将船舶周边海域中的海水适量引入脱硫塔中，并提前对海水进行雾化处理；引入
脱硫塔中的废气与雾化海水相互接触，并在接触过程中逐渐将废气中所分布各类
颗粒物与硫化物进行去除：废气在经过脱硫处理后逐渐抵达脱硫塔装置底部区域
后进行上升，最后将经过处理的废气向大气环境进行排放。

3.海水脱硫工艺主要应用价值
（1）降低船舶运输成本。

在早期船舶运输业发展阶段中，由于缺乏有效海
水脱硫工艺（抑或是受到技术限制，脱硫经济成本过于高昂），普遍选择应用燃
烧前脱硫工艺（配置低硫燃料油），但这一工艺存在运输成本高（低硫燃料油采
购价格高昂）、运行故障频发（低硫燃料油黏度与密度较低，时常引发喷油器磨
损等故障问题出现）、船舶运行缺乏稳定性（低硫燃料油燃烧性能不佳，降低了
柴油驱动装置的运行稳定性）等应用弊端。

而随着海水脱硫工艺的逐渐成熟，在
充分保障船舶航行稳定性、环保性的同时，实现了对运输成本的有效控制与降低。

（2）适用范围广。

目前市场有多种形式脱硫塔，可以满足不同船舶类型，
随着海水脱硫工艺总体体系的逐渐成熟，有效扩大了海水脱硫工艺的适用范围，
烟气脱硫效果也得到有力保障。

二、船舶海水脱硫工艺的问题解决措施与应用要点
1.常见工艺问题与解决措施
在海水脱硫工艺实际应用过程中，受多方面因素影响，时常出现一定的工艺
问题，不但降低了海水脱硫效果，同时也对船舶航行情况造成干扰影响，常见工
艺问题如下：所配置脱硫塔等装置占地面积过大，缩小了船舶内部实际空间；普
遍选择将脱硫塔在船舶上层空间安放，导致船舶受风面有所加大，并对其重心与
航行稳定性造成严重影响；需要投入大量人力成本与时间成本开展脱硫塔等设备
的管理、维护保养工作；酸性海水对脱硫塔、海水管道和外板长期腐蚀，设备使
用年限降低；脱硫设备和管路占用原船空间过大，不便操作和维修；不同海域海
水酸碱值存在差异性，时常出现脱硫剂碱值不符合工艺要求的问题。

而针对上述
问题，增设脱硫房，从而有效扩大船舶内部结构；基于脱硫塔等装置的布置结构，对船舶所运载货物进行合理配载，并提前采取有效压载措施，以此提高船舶航行
稳定系数；构建配套自动化海水脱硫控制系统，缩减管理工作量；研发高耐腐蚀
性材料，如双相不锈钢材料，管道选用耐腐蚀性的玻璃钢管，外板油漆选用耐磨
耐腐蚀有机硅等；合理优化设备位置和管路路径，选用空间宽敞的位置，如舵机
间等，尽量避免机舱设备较多的位置；提前配置足量的适当药剂，当船舶周边海
域海水碱性低于工艺要求时，向海水阀箱持续注入适当的药物，以此提高海水碱性、保证脱硫效果。

2.选择适当反应床填料
在海水脱硫工艺中，所收集海水在于废气充分接触，吸附各类硫化物后，海
水酸碱值会出现一定程度的改变（呈酸性），因此海水将具有一定的腐蚀性，在
船舶长时间航行过程中逐渐对反应床造成腐蚀影响。

当反应床腐蚀程度过于严重时，则会引发各类问题的出现。

因此，应充分考虑酸性海水的腐蚀问题，选择恰
当反应床填料。

例如基于压降、效率、通过量三方面要素加以综合分析，优先选
择丝网波纹填料。

3.选择恰当喷嘴装置
在海水脱硫工艺中，喷嘴装置的主要功能为，将所收集海水分散成细小液滴，从而最大程度提高废气与海水的实际接触面积、改善脱硫效果。

因此在一定程度
上来讲，选择恰当的喷嘴装置，将为海水脱硫效果及效率提供有力保障。

而目前
多数船舶普遍选择配置切向喷嘴、螺旋形喷嘴以及轴向喷嘴中的一种。

相比而言，螺旋形喷嘴具有压降低流量适应性强的优势，但其采购价格较为高昂。

切向喷嘴
的压降与流量适应性较好，且采购成本较为合理。

而轴向喷嘴存在喷流形式不合
理（实心喷流）、流量适应性差等应用劣势。

在喷嘴装置选择阶段，需要优先选
择配置螺旋形喷嘴或切向喷嘴，尽可量避免配置轴向喷嘴。

结语：为全球生态环境，必须加大对海水脱硫的主要工艺流程、脱硫原理、
应用效用、各项常见工艺问题与控制要点加以深入了解，及早推动海水脱硫工艺
的规范化应用，最大程度挖掘工艺潜在应用价值。

参考文献：
[1]许梦冬,曾向明,何永明,张兆坤.海水脱硫技术在船舶废气处理上的应用[J].中国水运(下半月),2018,18(12).
[2]冉洪波.论海水脱硫工艺在船舶中的应用[J].船舶物资与市场,2019(05).
[3]张清凤,陈晓平,余帆.海水脱硫技术在船舶废气处理上的研究进展[J].化工进
展,2016,35(01).。