除硫系统在船舶工程的应用与探究

除硫系统在船舶工程的应用与探究

发表时间：2019-04-29T16:05:12.137Z 来源：《基层建设》2019年第5期作者：易子成[导读] 摘要：船舶尾气脱硫技术对SO2的去除率高于90%，可大幅降低SO2排放量，同时对颗粒物也具有一定的去除能力，将有更多的废气除硫系统应用于船舶上。

招商局重工（深圳）有限公司广东省 518054 摘要：船舶尾气脱硫技术对SO2的去除率高于90%，可大幅降低SO2排放量，同时对颗粒物也具有一定的去除能力，将有更多的废气除硫系统应用于船舶上。通过调研市场上现有除硫系统种类，对比了各种系统的特点，以便于船舶根据自身的实际情况选择合适的除硫系统。

关键词：除硫系统；船舶工程；应用引言

我国是世界航运大国，港口基础设施和船舶总规模均达到世界领先水平。目前，全国拥有水上运输船舶超过17万艘（大部分属于内河船舶），世界十大港口有7个在中国，而世界前二十大港口中我国占十席。国际贸易和渔业的繁荣发展在推动我国经济飞速发展的同时，给沿海、沿河区域环境空气质量带来巨大挑战，对沿岸居民的身体健康、工作生活等造成重要影响，尤其是在船舶通行量大、交通密集的地区。船舶柴油机排放的大气污染物主要包括颗粒物（PM）、SO2、NOx、碳氢化合物（HC）、CO、VOCs等，其排放浓度NO为600～1500μL/L、SO2为80～1000μL/L、CO为50～100μL/L、VOCs为50～400μL/L排放浓度已成为沿岸地区尤其是港口城市的主要大气污染源。

1.除硫系统分类及优缺点对比

目前主要的尾气除硫设备厂家有韩国现代重工，瑞典的AlfaLaval意大利的Ecospray等主要几家。目前除硫设备的系统主要有如下三种：

1）OpenLoopSystems 开式脱硫系统主要是利用天然海水的碱度与废气中酸性气体二氧化硫发生中和而达到除去二氧化硫的目的，由于海水的天然碱性，从通用性、经济性及可行性方面考虑，海水洗涤是很适合应用于船舶废气脱离，另外，海水中包含了大量的硫酸盐，是一个大型的、天然的硫储库。所以废气经过洗涤处理后产生的硫酸盐可以排放至海水中，不至于造成二次污染。

2）Closed-LoopSystems：闭式循环主要是以淡水作为循环水，向淡水中添加强碱作为脱硫剂来吸收废气中的SOX。而整个海水循环只作为冷却水，不直接参与脱硫反应，由于该系统完全采用闭式循环的方式，参与反应的淡水不排放至大海，所以实现绝对意义上的零排放。

目前一般采用NAOH（氢氧化钠）作为闭式脱硫系统的脱硫剂；进去SCRUBBER前根据负荷加入碱性脱硫剂，调节至合适的碱度与淡水在循环柜混合，经过循环泵、板式冷却器进入SCRUBBER，中和反应之后进入循环柜，循环柜淡水进入水处理单元进行分离等处理清洁。处理完的淡水再回到系统继续添加脱硫剂，再次循环。水处理单元处理的残渣废水泄放到污水收集柜。闭式系统最大的缺点是需要在船舶中预留较大空间放置碱性脱硫剂舱，循环柜，水处理设备，污水柜，并且对脱硫剂消耗大，成本增加。

3）HybridSystems：混合脱硫系统可以灵活的在开式和闭式模式下切换，既可以使用海水做吸收剂，也可以使用淡水添加碱性物质作为脱硫剂。当船舶行驶在非硫排放控制区的海域内时，采用开式脱硫模式，而航行在高严格硫排放控制区内时自动转为闭式脱硫模式，由于双系统的可调性，既可以满足高标准的硫排放要求，同时又减少了脱硫剂的消耗，较少的脱硫剂的需要可以减小脱硫剂的存储空间，降低运营成本，提高混合系统的经济性。

2.主要系统的工作原理

其中占整个工作量80%以上的就是MEandDGGasSOxScrubberSystem改造，该系统工作原理大概可以分为四块，分别如下； 1）Seawaterintake：

海水经新加的海底门，通过两台新加的海水供给泵、海水流量计进入洗涤塔的喷射管跟吸收器。管路上布置有进水水份分析仪用来检测水质的PH、电导率跟浊度。当检测的水质不达标，可以选择暂停使用这套除硫装置。 2）ExhaustGasintake

将原排烟管上面的风闸关闭，打开旁通排烟管上面的风闸。将排烟汇总到一根总管上面后进入洗涤塔的喷射管进行初步的处理。由于新加了除硫装置跟排烟管，新的排气背压跟原有的排气背压会有所不同，正常工况下主机排气量取值为原船主机总排气量的85%，背压为原船主机背压的85%；辅机排气量取值为原船辅机总排气量的60%，背压为原船辅机背压的60%。通过计算新的排气背压也是满足原船主机跟辅机的要求。

3）ExhaustGasMonitoring

当烟气经过吸收器充分反应后，通过吸收器上端的出口排到大气。在排烟管上会装有气体分析检测仪。用来分析检测SOX和CO2的含量。当尾气中的SOX含量升高以及主辅机的负荷加大时，信号会通过控制系统反馈到两台变频海水供给泵上。从而加大海水供给泵的排量以达到降低硫排放的目的。

3.结束语

总体来说，船舶污染物排放控制技术可分为燃料替换、燃烧过程控制和尾气治理三大类，在目前燃料替换和发动机改造成本较高的条件下，船舶尾气治理是实现达标排放的有效措施。针对船舶尾气治理，目前国际上普遍采用湿式洗涤技术控制SOX的排放。环境保护已经刻不容缓，让我们一起行动起来打赢这场环境保卫战。

参考文献：

[1]MEandDGGasSOxScrubberSystem

[2]CalculationsheetformainengineExhaustGaspressureloss