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产品名称

船舶废气脱硫

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产品描述
船舶废气脱硫工艺说明
目前济海环境已掌握镁法、海水法、纳碱法、等主流船舶脱硫技术和工艺,并采用闭环或混合环工艺方式。可确保脱硫后废气中SO2含量低于燃烧含硫0.1%m/m燃油的废气指标,废气经处理后洗涤水各项水质指标均满足IMO规定。
一、镁法脱硫技术
该镁基-海水法船舶废气脱硫系统具有自主知识产权,技术优势包括镁法-海水脱硫的技术优势:系统简单、运行安全、可靠性高、投资省、运行费用低、脱硫效率高、适用范围广、不易结垢、无二次污染等,可实现闭环循环;同时包括风阻低、抗腐蚀、面积和体积小、结构紧凑、耗能低、适合船舶工况等。随着国家环保要求的严格及控制范围的扩大,防止二次污染,闭环循环将是船舶废气脱硫的趋势。
1、工艺简述
主体脱硫工艺包括废气冷却、洗涤喷淋、除雾、浆液制备及供给、排水(洗涤水)等主要过程。
船舶脱硫主体处理系统工艺流程图如图1所示。
该方法采用廉价的氧化镁为脱硫剂,在保证脱硫效率的同时降低了运行成本,约为淡水+氢氧化钠的1/3。同时有额外的碱性物质加入,海水更新量及废水量较海水法极大减少。
 
 
2、镁法脱硫技术优点
(1)镁基-海水法船舶废气脱硫技术及关键设备在性能指标上,无论处理后硫氧化物排放浓度还是洗涤水排放指标上,均符合最严格的国际公约和地区法规要求。
(2)镁基-海水法船舶废气脱硫技术及关键设备具有系统简单、运行安全、可靠性高、运行成本低、脱硫效率高、适用范围广、不易结垢、无二次污染等特点。在高效性、可靠性、操作性、安全与应急以及安装与维护上与船舶配套兼容。
(3)船舶废气脱硫市场需求巨大,镁基-海水法船舶废气脱硫技术因技术优势而具有重大的市场价值,成本核算得出只要船舶每年约有1/5 的时间航行在排放控制区内,则当年就可回收成本。
(4)镁基-海水法船舶废气脱硫技术的脱硫效率可达99%以上,且对初始SO2浓度范围广,吸收塔不易结垢,维修方便。脱硫副产物可再生MgO回用于脱硫系统,节约原料成本。
二、海水法脱硫技术
海水法可采用海水或淡水加碱性物质作为脱硫剂的双工作模式,系统可调节性强,可满足不同地区排放要求,运行成本较低,经济性好。洗涤塔入口的冷却、初步洗涤装置简化了工艺流程并增加了系统的可靠性。
1、基本原理
天然海水中含有极其丰富的可溶性盐,主要是氯化物和硫酸盐,也含一定量的可溶性碳酸盐。海水呈碱性,pH值7.8~8.5,自然碱度在2.2~2.7 mmol∙L-1之间,这是因为CO32-和HCO3-水解呈碱性,使得海水具有酸碱缓冲平衡能力。因而可以利用海水的弱碱性对SO2进行吸收,使其发生化学反应从而生成硫酸盐,后者可溶于水中。此外,硫酸盐实际上是天然海水的原始成分中的一类,其存在并不会导致海水水质出现问题。
海水脱硫吸收塔中,动力装置排气中的SO2与逆流的海水液滴接触,被吸收生成氢离子H+和亚硫酸氢根HSO3-,海水pH值下降。氢离子H+与海水中的碳酸氢根离子HCO3-发生中和反应生成CO2;HSO3-遇到海水中的HCO3-可反应生成SO32-和CO2。反应后的烟气经曝气系统,其中CO2可由外部导入的压缩空气挤压并被迫排出脱硫系统;系统内的海水pH值和DO值在反应后均有一定程度提高,可以直接排放,对海洋环境并不会造成明显的影响。
利用海水进行烟气脱硫涉及的主要化学反应式如下
2、工艺简述
 海水脱硫系统工作的主要流程如下(详见图2):
 柴油机尾气经过废气锅炉余热利用后经由增压风机加压后进入脱硫塔,在脱硫塔的文丘里初洗部分进行冷却降温和初步的洗涤,以清除尾气中的部分SO2和颗粒物;此后尾气进入脱硫塔主塔区,SO2与塔内雾化喷淋的海水(或NaOH等碱性脱硫剂)逆流接触,增大接触时间,二者充分传质反应;净化后的尾气经过滤器除去细小的雾滴后从脱硫塔顶部检测合格后排出。洗涤后的海水则进入曝气装置进行曝气处理(碱性脱硫剂反应后可进入洗涤液处理池,进行分离处理以实现循环利用),亚硫酸盐被氧化成硫酸盐;然后被泵入水力旋流器,进行悬浮颗粒物的分离,颗粒物进入污泥池,而从旋流器上方出口流出的海水在管道内与水泵抽取的新鲜海水充分混合调节pH达到外排标准后入海。在装配实船时可以为该套装置配备自动控制系统,由传感器监测烟温、SO2浓度以及海水pH、温度、COD值等,并反馈到计算机控制系统进行调节。
3、海水法脱硫技术优点
海水法船舶尾气脱硫技术最突出的优点便是“无需洗涤原料,洗涤产物处理后可入海”。海水脱硫工艺简单,系统可靠不易发生结垢、堵塞等问题,使用维护方便。
 
三、禁止使用开式脱硫
目前许多国家禁止使用开式脱硫设备,包括中国、新加坡、挪威、比利时、印度、美国在内的多个国家或地区的多个港口都表示禁止在一定的范围内使用开式脱硫设备。
四、收益年限
    以4700TEU的主力集装箱船为例,其燃油消耗量约为33000t/a。2018年3月某天,鹿特丹港口的燃油价格如表1所示。目前硫含量1%的燃油售价以660美元t计,折合人民币4100元/t,其与硫含量0.1%的燃油差价约为200美元/t,折合人民币1240 元/t。镁基-海水法船舶废气脱硫系统购置成本以600万元/套计,脱硫剂氧化镁(90%)单价以500元/t计算。若营运船舶适用的燃油硫含量为1%,且全年航行在排放控制区内,则脱硫剂使用量为825/a, 装置需要额外的动力费用约为燃油使用量的1%, 330t/a。设装置的使用寿命为10年,计算生命周期成本如表2所示。
 
    从表2中可以看出,若船舶全年航行在排放控制区内,年收益高达30,610,100元。只要船舶每年有20%的时间航行在排放控制区内,则当年就可回收成本。
 
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