一種旋轉(zhuǎn)噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，包括洗滌塔、NaOH溶液存儲(chǔ)倉(cāng)、廢液緩沖罐、廢液離心處理設(shè)備，處理塔包括洗滌塔外層圓柱筒，洗滌塔外層圓柱筒里設(shè)置洗滌塔內(nèi)層圓柱筒、螺旋上升洗滌管路，洗滌塔外層圓柱筒外壁上分別設(shè)置尾氣入口、尾氣出口、洗滌液出口，尾氣入口連接船舶柴油機(jī)排氣管，尾氣出口連通大氣，洗滌液出口連通廢液緩沖罐，廢液緩沖罐連接廢液離心處理設(shè)備，廢液離心處理設(shè)備分別連接油污存儲(chǔ)倉(cāng)和重質(zhì)殘留物存儲(chǔ)倉(cāng)。本實(shí)用新型采用新型旋轉(zhuǎn)式噴淋洗滌和新型氣動(dòng)攪拌鼓泡洗滌兩種技術(shù)對(duì)尾氣中SO2進(jìn)行洗滌處理，增加了洗滌液與尾氣的接觸路徑，延長(zhǎng)了作用時(shí)間，增加了作用面積，使尾氣處理充分。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種旋轉(zhuǎn)噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種船舶柴油機(jī)，具體地說(shuō)是船舶柴油機(jī)的尾氣處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]重質(zhì)的燃料油是船舶柴油機(jī)的普遍燃料，其尾氣中的有害成分SOx(主要為S02)，影響大氣環(huán)境，危害人的身體健康。為此，國(guó)際海事組織制定了一系列防污染公約，對(duì)船舶尾氣中的SOx排放進(jìn)行嚴(yán)格限制。同時(shí)，各國(guó)也積極研發(fā)船舶尾氣SOx處理裝置對(duì)其進(jìn)行處理。目前，濕法脫硫仍然是最主要的控制技術(shù)。
[0003]當(dāng)前船舶尾氣脫硫技術(shù)主要有石膏法煙氣脫硫及海水脫硫法等技術(shù)，主要洗滌方式為噴淋塔洗滌、填充床洗滌、濕浴洗滌等方式。但是，現(xiàn)有應(yīng)用船舶尾氣洗滌裝置及方法中存在各種各樣的問(wèn)題，影響處理效果，增加了投資成本及占地面積等。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?00710012371.1的專(zhuān)利《一種對(duì)船舶尾氣進(jìn)行海水洗滌處理的裝置和方法》中利用海水對(duì)船舶尾氣進(jìn)行處理。該技術(shù)中已中空纖維膜接觸器實(shí)現(xiàn)洗滌功能，壓降和阻力很大，設(shè)備中增設(shè)的增壓風(fēng)機(jī)提高了系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用，并且該方法運(yùn)用海水進(jìn)行廢氣脫硫，排放的海水對(duì)海洋環(huán)境也是一種污染。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?00810048002.2的專(zhuān)利《海船排煙脫硫方法及裝置》中提出利用填料式洗滌器對(duì)船舶柴油機(jī)尾氣進(jìn)行脫硫處理。該設(shè)備具有洗滌直徑大、設(shè)備占用空間大、成本較高等問(wèn)題。洗滌用廢水只是經(jīng)過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單分離裝置，未能對(duì)廢液中的重金屬離子及油污起到脫除效果。
[0006]因此尋求一種新型有效的處理SOx裝置是研究的重點(diǎn)。在船舶尾氣處理裝置中，濕浴洗滌方式是利用鼓泡塔的原理，是使尾氣通過(guò)塔內(nèi)分布器以氣泡的方式由流動(dòng)堿液下部緩慢上升至頂部，達(dá)到去除SOx的目的。此種方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、相際接觸面積大等優(yōu)點(diǎn)。但是，傳統(tǒng)鼓泡方式具有需添加攪拌槳及設(shè)置分布器來(lái)提高氣含率，壓降和阻力大，為了提高處理效果必須通常采用多塔并聯(lián)等方式提高處理效率，這就產(chǎn)生了占地面積大、投資高等問(wèn)題。在申請(qǐng)?zhí)枮?00720309256.6的專(zhuān)利《煙氣脫硫系統(tǒng)》中提出一種利用鼓泡塔脫硫的裝置及方法。此裝置在進(jìn)入鼓泡塔之前設(shè)置了冷卻器降低煙氣溫度，增加了設(shè)備能耗和成本。同時(shí)，利用洗滌漿液循環(huán)處理煙氣，煙氣在漿液中的流動(dòng)性不強(qiáng)，氣含率不高導(dǎo)致反應(yīng)效果不充分。船舶尾氣中的成為較為復(fù)雜，其中還有油污、重金屬離子及顆粒物質(zhì)等，這種循環(huán)方式會(huì)造成設(shè)備污染及堵塞，降低處理效率，增加設(shè)備維修成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供可以有效去除SOx的一種旋轉(zhuǎn)噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置。
[0008]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0009]本實(shí)用新型一種旋轉(zhuǎn)噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，其特征是:包括洗滌塔、NaOH溶液存儲(chǔ)倉(cāng)、廢液緩沖罐、廢液離心處理設(shè)備，所述處理塔包括洗滌塔外層圓柱筒，洗滌塔外層圓柱筒里設(shè)置洗滌塔內(nèi)層圓柱筒、螺旋上升洗滌管路，洗滌塔外層圓柱筒外壁上分別設(shè)置尾氣入口、尾氣出口、洗滌液出口，尾氣入口連接船舶柴油機(jī)排氣管，尾氣出口連通大氣，洗滌液出口連通廢液緩沖罐，螺旋上升洗滌管路的下端部連接尾氣入口，螺旋上升洗滌管路的下端設(shè)置與洗滌塔外層圓柱筒內(nèi)部相通的螺旋上升管路下段洗滌液出口，螺旋上升洗滌管路內(nèi)部設(shè)置螺旋上升管路中洗滌液噴嘴，螺旋上升洗滌管路的上端部連接尾氣回流管路，尾氣回流管路連接圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器，洗滌塔內(nèi)層圓柱筒以及圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器將洗滌塔外層圓柱筒隔成洗滌塔內(nèi)外層圓柱筒間腔體和內(nèi)層圓柱筒腔體，內(nèi)層圓柱筒腔體連通圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器的排氣管和尾氣出口，廢液緩沖罐連接廢液離心處理設(shè)備，廢液離心處理設(shè)備的上端通過(guò)上層油污抽離栗連接油污存儲(chǔ)倉(cāng)，廢液離心處理設(shè)備的下端通過(guò)下層重質(zhì)殘留物抽離栗連接重質(zhì)殘留物存儲(chǔ)倉(cāng)。
[0010]本實(shí)用新型還可以包括:
[0011]1、所述的螺旋上升洗滌管路每個(gè)圓周上均設(shè)置有螺旋上升管路中洗滌液噴嘴。
[0012]2、圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器的排氣管位于圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器的頂部，圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器的排氣管與圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器的圓環(huán)夾角成45°。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于:
[0014]1、本實(shí)用新型采用一種新型的洗滌塔內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，煙氣的處理路徑與以往傳統(tǒng)或現(xiàn)用主流反應(yīng)器有所不同。內(nèi)部煙氣處理路徑采用螺旋上升式管路，同時(shí)在管路的腔體的上部加設(shè)洗滌液噴頭。這種設(shè)計(jì)方式使煙氣速率下降、溫度降低，延長(zhǎng)了煙氣在有限的空間內(nèi)的洗滌路徑，增加了處理時(shí)間，強(qiáng)化了處理效果。同時(shí)，這種新型結(jié)構(gòu)能夠減少傳統(tǒng)反應(yīng)器(如填充床式洗滌塔)處理時(shí)的阻力，減少了占地面積。
[0015]2、本實(shí)用新型螺旋上升洗滌管內(nèi)的洗滌液經(jīng)由管路回流到洗滌塔的底部，作為第二次處理過(guò)程的洗滌液。避免了洗滌液的浪費(fèi)，保障了洗滌的充分性，也限制了廢液中污染物的含量，最大限度的縮小了廢液污染，符合MO的法規(guī)要求。
[0016]3、本實(shí)用新型在煙氣上升到洗滌塔頂部后，尾氣由管道分流后，回流到洗滌塔底部，由帶有規(guī)格排列排氣管的圓環(huán)狀分布器排出，形成氣動(dòng)攪拌。氣動(dòng)攪拌下形成的渦流能夠使氣體與液體充分接觸，與傳統(tǒng)處理方式相比較提高了氣含率，減小了氣泡直徑，減小了氣體阻力，增加了氣體和液體的接觸，使兩相反應(yīng)充分。
[0017]5、本實(shí)用新型加設(shè)廢液離心分離技術(shù)，對(duì)廢液進(jìn)行專(zhuān)門(mén)處理，分離后產(chǎn)生的油污和濕渣得到收集，符合標(biāo)準(zhǔn)的廢液排放到海水中。與傳統(tǒng)脫硫系統(tǒng)想比較，離心處理和整體設(shè)計(jì)的相結(jié)合，大幅度降低了廢液中的殘留物質(zhì)，充分滿(mǎn)足了IMO中的相關(guān)規(guī)定。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述:
[0020]圖1中船舶柴油機(jī)尾氣洗滌塔19主體由洗滌塔外層圓柱筒20、內(nèi)層圓柱筒21、螺旋上升洗滌管路3及鼓泡氣體分布器8組成。船舶柴油機(jī)I產(chǎn)生的尾氣經(jīng)管路由尾氣入口 2進(jìn)入尾氣洗滌塔19內(nèi)部腔體22中螺旋上升洗滌管道3中。尾氣沿著洗滌塔腔體22內(nèi)部的螺旋管道3旋轉(zhuǎn)上升，在螺旋管道腔體的上部設(shè)有NaOH洗滌液噴嘴18，NaOH洗滌液由NaOH溶液存儲(chǔ)倉(cāng)6提供，通過(guò)NaOH溶液送液栗7送至螺旋管道3中。螺旋上升的尾氣與噴淋的洗滌液在有限的空間內(nèi)形成對(duì)流，充分接觸作用。尾氣行至螺旋管道3上端后由管道分流，經(jīng)尾氣回流管道4回流至反應(yīng)塔底部，由環(huán)狀分布器8排出。環(huán)狀分布器8頂部伸出排氣管23，并與圓環(huán)夾角成45°角規(guī)則排列，排氣口設(shè)計(jì)如圖中14所示。這種布局可以使噴出的尾氣形成較規(guī)則擾動(dòng)，帶動(dòng)液體轉(zhuǎn)動(dòng)即氣動(dòng)攪拌。形成的渦流中氣體與液體充分接觸反應(yīng)后，處理過(guò)的廢氣由洗滌塔19內(nèi)層圓柱筒21上部的尾氣出口 5排出。
[0021 ]位于反應(yīng)塔19底部的洗滌液經(jīng)由塔底的洗滌液出口 24排出，到達(dá)廢液緩沖罐9中，再由相連的廢液離心處理設(shè)備10進(jìn)行處理。上層油污由油污抽離栗11抽離送至油污存儲(chǔ)倉(cāng)12中。下層重質(zhì)殘留物質(zhì)由抽離栗17抽離送至重質(zhì)殘留物存儲(chǔ)倉(cāng)25中，剩余廢液排出。
[0022]本裝置處理塔由外層圓柱筒、內(nèi)層圓柱筒以及中間腔體的螺旋上升管道組成。船舶柴油機(jī)的廢氣由外層圓柱筒煙氣入口進(jìn)入處理塔內(nèi)，沿著腔體內(nèi)部的螺旋上升管道螺旋上升，在每段螺旋管道腔體上部都設(shè)置有NaOH處理液噴頭，在尾氣螺旋上升的過(guò)程中，尾氣中的S02氣體能夠在有限的空間內(nèi)與NaOH溶液充分接觸反應(yīng)，達(dá)到良好的處理效果。螺旋管中的處理液由管路下流回腔體底部，由底端的開(kāi)口處回流至反應(yīng)塔底部，作為鼓泡洗滌反應(yīng)溶液。船舶尾氣在不斷的上升過(guò)程中，由于螺旋上升路徑的緣故，氣體速率降低，溫度降低，在有限的空間內(nèi)，延長(zhǎng)了尾氣洗滌路徑，增加了處理時(shí)間，強(qiáng)化了處理效果。當(dāng)尾氣上升至反應(yīng)塔腔體頂部后，尾氣分流成兩路，經(jīng)管路回流到置于內(nèi)層圓柱筒底部處理液中的氣體分布器中。氣體分布器為圓環(huán)狀，頂部伸出排氣管，并與圓環(huán)夾角成45°角規(guī)則排列。這種設(shè)計(jì)使排氣成渦流分布，并能夠形成氣動(dòng)攪拌，使氣相和液相充分接觸，增大處理效果。隨后處理過(guò)的尾氣內(nèi)層圓柱筒排出洗滌塔，洗滌液由底部排液口排出洗滌塔，到達(dá)廢液緩沖罐，廢液緩沖罐與離心分離機(jī)相連，廢液經(jīng)離心分離后，油渣和濕渣得到收集，處理后廢液直接排放。
[0023]本實(shí)用新型提供去除船舶尾氣中的SOx的技術(shù)原理如下:
[0024](I)船舶尾氣經(jīng)由反應(yīng)塔底部進(jìn)氣口進(jìn)入反應(yīng)塔內(nèi)部腔體中螺旋洗滌管道中。
[0025](2)尾氣沿著洗滌塔腔體內(nèi)部的螺旋管道旋轉(zhuǎn)上升，在螺旋管道腔體的上部設(shè)有NaOH洗滌液噴頭，螺旋上升的尾氣與噴淋的洗滌液在有限的空間內(nèi)形成對(duì)流，充分作用達(dá)到良好的處理效果。
(3)尾氣行至螺旋管道上端后由管道分流，經(jīng)管道回流至反應(yīng)塔底部，由環(huán)狀分布器排出。氣體分布器為圓環(huán)狀，頂部伸出排氣管，并與圓環(huán)夾角成45°角規(guī)則排列。噴出的尾氣形成較規(guī)則擾動(dòng)，帶動(dòng)液體轉(zhuǎn)動(dòng)即氣動(dòng)攪拌，形成的渦流中氣體與液體充分接觸反應(yīng)后，廢氣由內(nèi)部圓柱筒上部的管道排出。
[0026](4)位于反應(yīng)塔底部的洗滌液經(jīng)由塔底的排放口排出，到達(dá)廢液緩沖箱，在經(jīng)由相連的離心分離機(jī)處理。油渣和濕渣分離后，廢液排出。
[0027]本實(shí)用新型一種旋轉(zhuǎn)噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，應(yīng)用于船舶尾氣處理，本實(shí)用新型采用螺旋式噴淋洗滌技術(shù)首先對(duì)尾氣進(jìn)行處理，隨后利用鼓泡式濕浴洗滌方法對(duì)尾氣進(jìn)行第二次處理，兩道工序處理后尾氣中的SOx得到大幅度的降低。處理后的廢液經(jīng)過(guò)離心處理技術(shù)，使船舶處理廢液中的油污和重質(zhì)物質(zhì)得到分離收集，有效控制了廢液成分，避免了污染。
[0028]本實(shí)用新型采用一種新型的洗滌塔內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，煙氣的處理路徑與以往傳統(tǒng)或現(xiàn)用主流反應(yīng)器有所不同。內(nèi)部煙氣處理路徑采用螺旋上升式管路，同時(shí)在管路的腔體的上部加設(shè)洗滌液噴頭。這種設(shè)計(jì)方式降低了尾氣速率，降低了尾氣溫度，增加了煙氣在有限的空間內(nèi)的洗滌路徑，增加了處理時(shí)間，強(qiáng)化了處理效果。同時(shí)，這種新型結(jié)構(gòu)能夠減少傳統(tǒng)反應(yīng)器處理時(shí)的阻力，減少了占地面積。
[0029]本實(shí)用新型螺旋上升洗滌管內(nèi)的洗滌液經(jīng)由管路回流到洗滌塔的底部，作為第二次處理過(guò)程的洗滌液。避免了洗滌液的浪費(fèi)，保障了洗滌的充分性，也限制了廢液中污染物的含量，最大限度的縮小了廢液污染，符合IMO的法規(guī)要求。
[0030]本實(shí)用新型在煙氣上升到洗滌塔頂部后，尾氣由管道分流后，回流到洗滌塔底部，由帶有規(guī)格排列排氣管的圓環(huán)狀分布器排出，形成氣動(dòng)攪拌。氣動(dòng)攪拌下形成的渦流能夠使氣體與液體充分接觸，與傳統(tǒng)處理方式相比較增大了氣含率，減小了氣泡直徑，減小了氣體阻力，增加了氣體和液體的接觸，使兩相反應(yīng)充分。
[0031]本實(shí)用新型加設(shè)廢液離心分離技術(shù)，對(duì)廢液進(jìn)行專(zhuān)門(mén)處理，分離后產(chǎn)生的油污和濕渣得到收集，符合標(biāo)準(zhǔn)的廢液排放到海水中。與傳統(tǒng)脫硫系統(tǒng)想比較，離心處理和整體設(shè)計(jì)的相結(jié)合，大幅度降低了廢液中的殘留物質(zhì)，充分滿(mǎn)足了IMO中的相關(guān)規(guī)定。
[0032]本實(shí)用新型采用新型旋轉(zhuǎn)式噴淋洗滌和新型氣動(dòng)攪拌鼓泡洗滌兩種技術(shù)對(duì)尾氣中S02進(jìn)行洗滌處理，這種處理方式增加了洗滌液與尾氣的接觸路徑，延長(zhǎng)了作用時(shí)間，增加了作用面積，使尾氣處理充分。同時(shí)，這種設(shè)計(jì)方式增強(qiáng)了處理效果，減少了占地面積，減少了洗滌液浪費(fèi)，后期的離心廢液處理加強(qiáng)了尾氣處理效果，避免了二次污染。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種旋轉(zhuǎn)噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，其特征是:包括洗滌塔、NaOH溶液存儲(chǔ)倉(cāng)、廢液緩沖罐、廢液離心處理設(shè)備，所述處理塔包括洗滌塔外層圓柱筒，洗滌塔外層圓柱筒里設(shè)置洗滌塔內(nèi)層圓柱筒、螺旋上升洗滌管路，洗滌塔外層圓柱筒外壁上分別設(shè)置尾氣入口、尾氣出口、洗滌液出口，尾氣入口連接船舶柴油機(jī)排氣管，尾氣出口連通大氣，洗滌液出口連通廢液緩沖罐，螺旋上升洗滌管路的下端部連接尾氣入口，螺旋上升洗滌管路的下端設(shè)置與洗滌塔外層圓柱筒內(nèi)部相通的螺旋上升管路下段洗滌液出口，螺旋上升洗滌管路內(nèi)部設(shè)置螺旋上升管路中洗滌液噴嘴，螺旋上升洗滌管路的上端部連接尾氣回流管路，尾氣回流管路連接圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器，洗滌塔內(nèi)層圓柱筒以及圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器將洗滌塔外層圓柱筒隔成洗滌塔內(nèi)外層圓柱筒間腔體和內(nèi)層圓柱筒腔體，內(nèi)層圓柱筒腔體連通圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器的排氣管和尾氣出口，廢液緩沖罐連接廢液離心處理設(shè)備，廢液離心處理設(shè)備的上端通過(guò)上層油污抽離栗連接油污存儲(chǔ)倉(cāng)，廢液離心處理設(shè)備的下端通過(guò)下層重質(zhì)殘留物抽離栗連接重質(zhì)殘留物存儲(chǔ)倉(cāng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，其特征是:所述的螺旋上升洗滌管路每個(gè)圓周上均設(shè)置有螺旋上升管路中洗滌液噴嘴。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋轉(zhuǎn)噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，其特征是:圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器的排氣管位于圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器的頂部，圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器的排氣管與圓環(huán)狀鼓泡氣體分布器的圓環(huán)夾角成45°。
【文檔編號(hào)】B01D53/50GK205700155SQ201620407302
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】朱元清, 席鴻遠(yuǎn), 周松, 周金喜, 王占廣, 劉佃濤
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)