氣體洗滌器的海水量控制裝置、氣體洗滌器的海水量控制方法、堿量控制裝置及堿量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對(duì)用于降低廢氣中的硫氧化物（尤其是二氧化硫（SO2))的濃度 的氣體洗滌器作為吸收液而提供的海水的海水量控制裝置、以及注入到作為吸收液而提供 的海水中的堿量控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 國(guó)際海事組織（頂〇)為降低船舶廢氣中含有的硫氧化物（SOx)，在階段性地強(qiáng)化對(duì) 燃油中的硫成分的限制方針中、最終適用以整個(gè)海域?yàn)閷?duì)象將硫成分抑制在0.5%以下的 限制。因此，船舶操作者為應(yīng)對(duì)該限制而需要使用低硫成分燃料或在主要機(jī)構(gòu)中安裝廢氣 處理裝置等。
[0003] 作為船舶中的廢氣處理裝置，已知有通過使廢氣通過海水來降低廢氣中的有害物 質(zhì)的濃度的氣體洗滌器（例如參照專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2)。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開2004-081933號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :日本專利第2993891號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005] 提供給氣體洗滌器的海水量需要注入與所要處理的硫氧化物相對(duì)應(yīng)的量，在提供 海水過多的情況下，將產(chǎn)生如下問題：壓力損耗變大，并且海水泵的動(dòng)力增大，另一方面，在 海水量不足的情況下，廢氣中的硫氧化物濃度超過限制值，從而成為問題。
[0006] 本發(fā)明鑒于上述問題而得以完成，其目的在于提供一種氣體洗滌器的海水量控制 裝置，該海水量控制裝置為了防止處理后的廢氣中的硫氧化物濃度超過限制值，能對(duì)氣體 洗滌器提供恰當(dāng)?shù)暮Ｋ繌亩M(jìn)行穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0007] 另外，在專利文獻(xiàn)2所記載的廢氣處理裝置中，對(duì)構(gòu)成氣體洗滌器的吸收塔的塔 底液進(jìn)行PH控制，從吸收塔的塔底循環(huán)傳輸洗凈液，以對(duì)廢氣進(jìn)行洗凈。用于pH測(cè)定的pH 測(cè)定儀一般使用玻璃電極方式，這樣的pH測(cè)定儀需要定期洗凈、校正，難以基于溫度的測(cè) 定結(jié)果來細(xì)致地控制pH。
[0008] 本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種堿量控制裝置，該堿量控 制裝置對(duì)提供給氣體洗滌器的海水進(jìn)行堿控制而無需使用PH測(cè)定儀，能獲得穩(wěn)定且高可 靠性的硫氧化物的去除率。 用于解決技術(shù)問題的手段
[0009] 本發(fā)明是一種氣體洗滌器的海水量控制裝置，該海水量控制裝置對(duì)提供給氣體洗 滌器的海水量進(jìn)行控制，所述氣體洗滌器使廢氣中所含有的硫氧化物與海水相接觸并進(jìn)行 洗凈，該氣體洗滌器的海水量控制裝置的特征在于，具備：最低海水量換算器，該最低海水 量換算器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出及燃油的硫成分來計(jì)算出利用海水來進(jìn)行硫氧化物吸收反應(yīng)所 需的最低的海水量、即最低海水量；海水量修正換算器，該海水量修正換算器計(jì)算出使得從 所述氣體洗滌器排出至大氣中的廢氣所含有的硫氧化物在設(shè)定值以下的海水量、即修正海 水量；加運(yùn)算單元，該加運(yùn)算單元將所述最低海水量與所述修正海水量相加來計(jì)算出設(shè)定 海水量；以及泵控制裝置，該泵控制裝置進(jìn)行控制以使得將與所述設(shè)定海水量相應(yīng)的海水 提供至所述氣體洗滌器。
[0010] 根據(jù)上述氣體洗滌器的海水量控制裝置，進(jìn)行控制，以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出以及所使 用的重油的硫成分來計(jì)算出對(duì)所消耗的重油中所含有的硫氧化物進(jìn)行中和所需的堿成分， 以作為最低海水量，此外，還計(jì)算出使得從氣體洗滌器排出至大氣中的已處理廢氣所含有 的硫氧化物濃度不超過排出限制值的修正海水量，將最低海水量與修正海水量相加后得到 的設(shè)定海水量提供至氣體洗滌器。通過上述結(jié)構(gòu)，提供給氣體洗滌器的海水量不會(huì)過剩也 不會(huì)不足，且處理后的廢氣中的硫氧化物濃度也不會(huì)超過限制值，而能對(duì)氣體洗滌器提供 恰當(dāng)?shù)暮Ｋ?，從而進(jìn)行穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0011] 本發(fā)明的堿量控制裝置對(duì)提供給氣體洗滌器的海水中所注入的堿量進(jìn)行控制，所 述氣體洗滌器使廢氣中所含有的硫氧化物與海水相接觸并進(jìn)行洗凈，該堿量控制裝置的特 征在于，具備：最低海水量換算器，該最低海水量換算器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出及燃油的硫成分來 計(jì)算出利用海水來進(jìn)行硫氧化物吸收反應(yīng)所需的最低的海水量、即最低海水量；海水量修 正換算器，該海水量修正換算器計(jì)算出使得從所述氣體洗滌器排出至大氣中的廢氣所含有 的硫氧化物在設(shè)定值以下的海水量、即修正海水量；加運(yùn)算單元，該加運(yùn)算單元將所述最低 海水量與所述修正海水量相加來計(jì)算出設(shè)定海水量；泵控制裝置，該泵控制裝置進(jìn)行控制 以使得將與所述設(shè)定海水量相應(yīng)的海水提供至所述氣體洗滌器；堿量運(yùn)算器，該堿量運(yùn)算 器根據(jù)與所述設(shè)定海水量相應(yīng)的海水中所含有的堿成分的量來計(jì)算出堿注入量；以及堿泵 控制裝置，該堿泵控制裝置進(jìn)行控制以將與所述堿注入量對(duì)應(yīng)的堿劑注入到提供給所述氣 體洗滌器的海水中。
[0012] 根據(jù)上述堿量控制裝置，進(jìn)行控制，以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出以及所使用的重油的硫成 分來計(jì)算出對(duì)所消耗的重油中所含有的硫氧化物進(jìn)行中和所需的堿成分，以作為最低海水 量，此外，還計(jì)算出使得從氣體洗滌器排出至大氣中的已處理廢氣所含有的硫氧化物濃度 不超過排出限制值的修正海水量，基于將最低海水量與修正海水量相加后得到的設(shè)定海水 量來計(jì)算出注入海水中的堿注入量。通過上述結(jié)構(gòu)，由于能對(duì)提供給氣體洗滌器的海水進(jìn) 行堿控制而無需測(cè)定海水的PH、即無需使用pH測(cè)定儀，因此能獲得穩(wěn)定且高可靠性的硫氧 化物的去除率。 發(fā)明效果
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，能夠防止處理后的廢氣中的硫氧化物濃度超過限制值，從而對(duì)氣體 洗滌器提供恰當(dāng)?shù)暮Ｋ?，進(jìn)行穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0014] 另外，根據(jù)本發(fā)明，由于對(duì)提供給氣體洗滌器的海水進(jìn)行堿控制而不使用pH測(cè)定 儀，因此能夠獲得穩(wěn)定且高可靠性的硫氧化物的去除率。
【附圖說明】
[0015] 圖1是示出以實(shí)施方式1所涉及的氣體洗滌器為中心的廢氣處理系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。 圖2是氣體洗滌器的剖面示意圖。 圖3是表示提供給氣體洗滌器的海水量與二氧化硫（SO2)的去除率的關(guān)系的曲線圖。 圖4是表示實(shí)施方式1所涉及的廢氣處理系統(tǒng)中的海水量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖5是表示具備多個(gè)泵的情況下的泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)與設(shè)定海水量的關(guān)系的圖。 圖6是表示實(shí)施方式1所涉及的泵控制裝置具備逆變器的情況下的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖7是表示具備實(shí)施方式1所涉及的多個(gè)泵的情況下的每臺(tái)泵的流量設(shè)定值與設(shè)定海 水量之間的關(guān)系的圖。 圖8是示出以實(shí)施方式2所涉及的氣體洗滌器為中心的廢氣處理系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。 圖9是表示實(shí)施方式2所涉及的廢氣處理系統(tǒng)中的堿量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖10是表示實(shí)施方式2所涉及的泵控制裝置具備逆變器的情況下的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖11是表示具備實(shí)施方式2所涉及的多個(gè)泵的情況下的每臺(tái)泵的流量設(shè)定值與設(shè)定 海水量之間的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式1。 圖1是示出以實(shí)施方式1所涉及的氣體洗滌器為中心的廢氣處理系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。此外， 作為實(shí)施方式1所涉及的廢氣處理系統(tǒng)，考慮一種去除從船舶中使用的發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣 中所含有的二氧化硫（SO2)的系統(tǒng)。然而，并不局限于此，本實(shí)施方式所涉及的廢氣處理系 統(tǒng)能適用于對(duì)包含氮氧化物（NO x)或硫氧化物（SOx)等物質(zhì)在內(nèi)的各種廢氣的處理。
[0017] 如圖1所示，廢氣處理系統(tǒng)主要包括：由發(fā)動(dòng)機(jī)20提供廢氣的氣體洗滌器10、具 備海水加壓泵及海水提升泵的海水泵單元30、排水箱40以及過濾排水的過濾器單元50。
[0018] 從發(fā)動(dòng)機(jī)20排出的廢氣被導(dǎo)入氣體洗滌器10。該廢氣中含有50~1500ppm的二 氧化硫（S0 2)。在該廢氣在氣體洗滌器10內(nèi)上升的過程中，經(jīng)由海水泵單元30將導(dǎo)入到氣 體洗滌器10的海水進(jìn)行噴霧，進(jìn)行氣液接觸。
[0019] 廢氣中的二氧化硫（SO2)如下式（1)所示，溶于海水，并分離成氫離子與亞硫酸根 離子。
[化學(xué)式1] SO2 + H2O-HM HSOJ ( 1 )
[0020] 氫離子如下式（2)所示那樣，與海水中的堿成分（NaHCO3)反應(yīng)。
[化學(xué)式2] H* + HSO； + M,j* + HC0：i ^ Na+ + HSOj + H1O + CO1 ( 2 )
[0021] 亞硫酸根離子如下式（3)所示，利用空氣氧化成硫酸根離子為止。
[化學(xué)式3] Ne' + HSO3 + Ma* + HCOi +|〇2 2Na* t S〇|- 4 H2O * CO, &