一種電解海水與紫外輻照集成的船舶廢氣多污染物綜合處理方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于船舶造成大氣污染的防治技術領域，具體涉及一種電解海水與紫外輻 照集成的船舶廢氣多污染物綜合處理方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著全球經(jīng)濟的持續(xù)增長，船舶運輸行業(yè)取得了迅速的發(fā)展，遠洋船舶噸位與數(shù) 量也隨之大幅增漲。為降低營運成本，大多數(shù)商船均選用煉油環(huán)節(jié)中的重質(zhì)殘渣油作為燃 料，由此導致遠洋船舶造成的大氣環(huán)境污染也越來越嚴重。
[0003] 據(jù)我國香港環(huán)保署2013年發(fā)布的《清新空氣藍圖》中統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2011年，香港 海運排放中硫氧化物(SOx)占54 %，氮氧化物(NOx)占33 %，PM 10占37 %。另據(jù)2014年發(fā)布 的《國際航運對歐洲空氣質(zhì)量和氣候變化的影響》報告表明，自1990年以來，來自航運部門 的PM 2.5與NOx等大氣污染物排放持續(xù)增加，而陸地排放逐漸減少。如果情況持續(xù)下去，到 2020年，航運業(yè)將成為歐洲最大的大氣污染排放源，甚至超過所有陸源污染物的總和。
[0004] 為了減少船舶廢氣對大氣環(huán)境與人體健康造成的損害，國際海事組織（頂0)與部 分發(fā)達國家環(huán)保組織制定了越來越嚴格的排放控制法規(guī)。針對船舶廢氣中SOx、Ν0χ、PM等有 害污染物實施了建議或強制性排放控制措施。為此，近年來，國內(nèi)外許多科研院所、海事院 校及相關企業(yè)等開展了大量的有關船舶廢氣多污染物綜合處理的研究，比如：公開號 CN102463015A《船舶廢氣的脫硫脫硝方法及處理裝置》，先用臭氧與過氧化氫氧化處理船用 柴油機廢氣，再用氯化鈉中和吸收實現(xiàn)綜合脫硫脫硝，但該方法需要隨船存儲過量的臭氧 與過氧化氫溶液，且生成的硝酸和硫酸對設備的耐腐蝕程度要求高，初始投資與維護成本 升高；公開號CN104121072A《一種用于二沖程柴油機的廢氣污染物聯(lián)合脫除裝置》，采用濕 法洗滌方式去除SOx，再將部分凈化后低溫廢氣再循環(huán)，從而降低發(fā)動機NOx生成量，但該方 案脫硝率有限，且會導致發(fā)動機燃燒不充分，HC與C0排放量增加等問題；日本學者西田修身 等人(AN S，NISHIDA O.New Application of Seawater and Electrolyzed Seawater in Air Pollution Control of Marine Diesel Engine.[J].JSME International Journal Series B Fluids and Thermal Engineering,2003,46(1) :206-213.)研究提出基于離子 膜電解海水的船舶廢氣綜合處理工藝，采用陽極液氧化與陰極液吸收的順序工藝實現(xiàn)脫 硫、脫硝、脫PM，但該方法存在離子膜成本較高，海水電解質(zhì)易臟堵、消耗量大等問題;公開 號CN103349907A《煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)》與公開號CN101053750《一種煙氣聯(lián)合脫硫脫硝的方 法》，采用光催化氧化方法高效氧化煙氣中N0,但由于光催化劑制備工藝復雜，且氣固反應 過程催化劑表面易臟堵失活，因此限制了催化劑的脫硫脫硝效率。綜上，針對船舶廢氣多污 染物處理問題，受限于船舶空間、運營成本等因素，目前尚沒有一種高效、經(jīng)濟的廢氣排放 控制技術推廣應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)上述提出的技術問題，而提供一種電解海水與紫外輻照集成的船舶廢氣多污 染物綜合處理方法及裝置。
[0006] 本發(fā)明采用的技術手段如下：
[0007] -種電解海水與紫外輻照集成的船舶廢氣多污染物綜合處理方法，其特征在于具 有如下步驟：
[0008] si、通過無隔膜電解海水法制備次氯酸鈉溶液；
[0009] S2、海水濕法處理煙氣后得到的廢液經(jīng)分離凈化處理后與所述次氯酸鈉溶液混 合，調(diào)節(jié)所述次氯酸鈉溶液的pH值為5-6;
[0010] S3、將步驟S2中得到的溶液進行紫外輻照處理，得到含有強氧化性R0S的次氯酸鈉 溶液，步驟S2中得到的溶液進行紫外輻照處理，溶液中部分HOCl/OCr發(fā)生光分解，從而在 線制備含有強氧化性R0S的次氯酸鈉溶液，所述強氧化性R0S主要包括0H'與C10'；
[0011] S4、將所述含有強氧化性R0S的次氯酸鈉溶液與待處理煙氣混合，并與待處理煙氣 中有害成分發(fā)生氣液反應生成易溶于水的高價態(tài)酸性有害污染物（如n〇 2、n〇3's〇3、s〇42_ 等)；
[0012] S5、經(jīng)步驟S4處理后得到的含有易溶于水的高價態(tài)酸性有害污染物的煙氣和得到 的酸性廢液通過海水濕法處理，得到的煙氣凈化后直接排入大氣，得到的廢液經(jīng)分離凈化 處理。所述凈化指的是經(jīng)除霧器將所述海水濕法處理后得到的煙氣中部分霧化液滴阻擋分 離。
[0013] 當次氯酸鈉溶液pH值為5-6時，紫外輻照后溶液中生成的強氧化性R0S含量最高， 即溶液的氧化性強化效果最好。
[0014] 所述海水濕法處理指的是弱堿性天然海水將步驟S4處理后得到的含有易溶于水 的高價態(tài)酸性有害污染物的煙氣和得到的酸性廢液通過中和反應脫除。
[0015] 步驟S5中廢液經(jīng)分離凈化處理后，用于下一次煙氣處理過程中調(diào)節(jié)次氯酸鈉溶液 的pH值，剩余部分經(jīng)大量海水稀釋處理后排海，得到的固體顆粒物存儲到污泥艙中。
[0016] 待處理煙氣分別通過紫外輻照處理后得到的含有強氧化性R0S的次氯酸鈉溶液的 預氧化處理和海水濕法處理，可以較為徹底地脫除待處理煙氣中SOx、Ν0χ與PM等有害成分， 實現(xiàn)煙氣多污染物綜合處理目標。
[0017] 煙氣處理過程指的是煙氣經(jīng)過所述一種電解海水與紫外輻照集成的船舶廢氣多 污染物綜合處理方法處理的過程。
[0018] 本發(fā)明方法基于的原理及反應過程如下：
[0019] 首先是通過無隔膜電解海水法制備次氯酸鈉溶液，反應方程式如下：
[0020] 陽極：
[0021] 2Cr-2eH
[0022] 陰極：
[0023] 2H2〇+2e-20H-+H2，
[0024] 溶液中：
[0025] C12+H20-HC1+HC10，
[0026] HC10-C10-+H+，
[0027] 2HC10+C10--C103-+H++C1-，
[0028]隨后，調(diào)節(jié)次氯酸鈉溶液的pH值為5-6，
[0029]之后，次氯酸鈉溶液經(jīng)紫外輻照強化處理，得到含有強氧化性R0S的次氯酸鈉溶 液，具體反應方程式如下：
[0041 ]將上述含有強氧化性R0S的次氯酸鈉溶液與待處理煙氣中S02、N0、N02等有害成分 發(fā)生氣液反應，具體的反應方程式如下：
[0053]經(jīng)上述氧化處理后，待處理煙氣中有害成分發(fā)生氣液反應生成易溶于水的高價態(tài) 酸性有害污染物(如N〇2、N〇3-、S〇3、S〇42-等）。
[0054] 再通過海水濕法處理，酸堿中和反應吸收高價態(tài)酸性有害污染物，從而實現(xiàn)煙氣 中多污染物同時脫除的目的。
[0055] 本發(fā)明還公開了一種電解海水與紫外輻照集成的船舶廢氣多污染物綜合處理裝 置，包括主海水栗、無隔膜電解槽、紫外輻照反應器、洗滌塔和分離凈化器，所述主海水栗的 輸入端與海底門吸入口連通，所述主海水栗的輸出端與海底門排出口連通，所述主海水栗 的輸出端與所述海底門排出口之間設有與過濾器I的輸入端連通的支路I和與供給栗的輸 入端連通的支路Π ，所述過濾器I的另一端與所述無隔膜電解槽的輸入端連通，所述無隔膜 電解槽的輸出端通過pH調(diào)節(jié)閥與所述紫外輻照反應器的輸入端連通，
[0056] 所述洗滌塔的頂端設有除霧器，所述除霧器的上面設有排煙口，所述洗滌塔的底 端與所述分離凈化器的輸入端連通，所述洗滌塔的側(cè)壁底部與進煙道連通，所述進煙道內(nèi) 設有噴淋裝置I，所述噴淋裝置I的輸入端與所述紫外輻照反應器的輸出端連通，所述洗滌 塔內(nèi)設有噴淋裝置Π ，所述噴淋裝置Π 的輸入端與所述供給栗的輸出端連通，
[0057] 所述分離凈化器的輸出端通過過濾器Π 與所述pH調(diào)節(jié)閥連通，所述分離凈化器上 設有與污泥艙連通的排渣口和與所述海底門排出口連通的排液口。
[0058]所述一種電解海水與紫外輻照集成的船舶廢氣多污染物綜合處理裝置工作狀態(tài) 下，所述主海水栗將海水從所述海底門吸入口栗入，部分海水經(jīng)過濾器I凈化后進入所述無 隔膜電解槽，另一部分海水依次通過所述供給栗和所述噴淋裝置Π 進入所述洗滌塔內(nèi)，電 解海水在線制備得到次氯酸鈉溶液。同時，前一次煙氣處理過程中，海水濕法處理煙氣后得