CN102502926B

CN102502926B - 船舶压载水管理系统的除氢方法和装置

Info

Publication number: CN102502926B
Application number: CN2011104325085A
Authority: CN
Inventors: 刘光洲; 付洪田; 孙明先; 王洪仁; 高健; 刘雪雷; 许舒
Original assignee: Qingdao Sunrui Marine Environment Engineering Co Ltd
Current assignee: Qingdao Sunrui Marine Environment Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2031-12-21
Also published as: CN102502926A

Abstract

一种船舶压载水管理系统的除氢方法和装置，将电解产生的夹杂着氢气的次氯酸钠溶液，以较高的流速从入口沿圆周切线方向进入筒体而产生旋转运动，在离心力的作用下，次氯酸钠水溶液被甩向筒壁，在筒心形成负压，从而使氢气从溶液中分离出来，在筒心聚集并向上经孔板、波纹板、隔沫网、单向逆止阀、限流螺栓和排气口排出；而次氯酸钠溶液则经由筒体下部的排液口输送至压载水主管路中。本发明的有益效果是：使用本发明的方法和装置，可使电解法船舶压载水管理系统的除氢装置体积减小60%。测试实验证明，除氢效率达到100%，实现完全除氢，是一种小型化的、高效、安全的除氢方法和装置。

Description

船舶压载水管理系统的除氢方法和装置

技术领域

本发明涉及船舶压载水处理技术，具体是一种船舶压载水管理系统的除氢方法，以及实施该方法的装置。

背景技术

为有效控制和防止船舶压载水传播有害水生物和病原体，国际海事组织（IMO）于2004年通过了《船舶压载水和沉积物控制和管理国际公约》。“公约”规定所有远洋船舶必须按照时间表要求对压载水进行处理，并对现有船只追溯实施。

目前，国内外有多套船舶压载水管理系统被开发出来或正在研发过程中，而电解法是一种压载水处理的主流技术。电解法船舶压载水管理系统在运行过程中，不可避免地要产生副产物-氢气。这些氢气如果不进行分离，就会随着电解后的海水注入压载舱。随着压载过程的进行，在压载舱内聚集，从而威胁船舶安全，因此必须要将氢气从电解后的海水中分离出来，安全排出舷外。因此，除氢装置是电解法船舶压载水管理系统的一个重要设备。

现有的除氢技术是采用除氢罐，即电解产生的高浓度次氯酸钠溶液夹杂着氢气先来到一个耐蚀材料制成的储罐中，通过静置使得氢气从次氯酸钠溶液中分离出来，然后用风机排出舷外。为使氢气能够充分从次氯酸钠溶液中分离出来，需要次氯酸钠溶液在储罐中停留5-10分钟，除氢罐的体积约为次氯酸钠溶液10分钟的流量。如，对于额定处理量为1000m³/h的压载水管理系统，除氢罐的体积约为1m³；对于额定处理量为2000m³/h的压载水管理系统，除氢罐的体积约为2m³。因此，现有技术涉及的除氢装置体积较大，在船上安装非常困难，尤其是在现有船舶上安装。

发明内容

为克服现有技术装置体积大的缺点，本发明公开了一种基于旋流分离原理的除氢方法和装置，分离效率达到100%，该装置体积小，便于布置和安装，适用于所有船舶。

本发明的技术方案是：

本发明的有益效果是：使用本发明的方法和装置，可使电解法船舶压载水管理系统的除氢装置体积减小60%。如，对于额定处理量为1000m³/h的压载水管理系统，本发明装置的体积约为0.4m³，较现有技术减小60%。除氢效果测试实验证明，除氢效率达到100%，实现完全除氢，是一种小型化的、高效、安全的除氢方法和装置。

附图说明

图1是本发明的处理装置的总体结构（局部剖视）示意图；

图2是图1的C-C剖视图；

图3是图1的俯视图（局部B-B剖视）；

图4是本发明的孔板的主视图；

图5是图4的D-D剖视图;

图6是本发明的波纹板组件的轴向剖视图；

图7是图6的俯视图；

图8是图7中一个波纹板截面的放大图；

图9是本发明的限流螺栓的轴向剖视图；

图10是图9的仰视图。

附图标记说明：1 筒体； 2 入口； 3 孔板；31、通孔； 4 波纹板组件； 5 隔沫网； 6 单向逆止阀； 7限流螺栓； 8 排气口； 9 排液口； 10 导流槽； 11 导流槽盖板； 12 连接法兰；13、泡沫导管。

具体实施方式

本发明一种船舶压载水管理系统的除氢方法，其特征在于，将电解产生的夹杂着氢气的次氯酸钠溶液，以较高的流速从入口沿圆周切线方向进入筒体而产生旋转运动，在离心力的作用下，次氯酸钠水溶液被甩向筒壁，在筒心形成负压，从而使氢气从溶液中分离出来，在筒心聚集并向上由排气口排出；而次氯酸钠溶液则经由筒体下部的排液口输送至压载水主管路中。

所述的氢气向上排出之前依次进行在横截面上均匀分布压力、滤掉氢气中夹杂的水汽、隔离泡沫、防止液体向上冒出和限流处理。

参见图1～图10，本发明的除氢装置包括筒体1、入口2、孔板3、波纹板组件4、隔沫网5、单向逆止阀6、限流螺栓7、上端排气口8、下端排液口9、导流槽10和导流槽盖板11，在圆形的筒体1的顶端和下端分别设有排气口8和排液口9，在该排气口8内装有限流螺栓7和单向逆止阀6，在该筒体1上部的外周面设有切向的入口2，在筒体1内的顶端至该入口2之间依次装有隔沫网5、波纹板组件4和孔板3。

所述筒体1的下半部为圆锥形，有利于液体的沉积汇集。

在所述的排气口8的顶端和排液口的底端均设有连接法兰12。

所述的波纹板组件4包括泡沫收集槽41和波纹板42，收集槽41为上端敞开的圆形槽，在该收集槽的底端设有通孔43，在收集槽41的外周面与所述的筒体1的内侧之间连接有多个沿圆周均布的径向的波纹板42。

在所述的筒体1的上部外侧局部设有轴向的导流槽10，该导流槽10的上端通过导管13与该收集槽41底端的通孔连通，该导流槽10的下端与筒体1的内侧相通。导管13的下端插入导流槽10与导流槽盖板11与之间。

在运行中，少量的水和泡沫可能经过波纹板组件4到达隔沫网5上面，收集槽41的作用就是收集这些水和泡沫，导管13的作用是将收集槽41收集的水和泡沫导入导流槽10内。

所述的隔沫网5是由三层网孔尺寸为1mm ×1mm的不锈钢网重叠构成。

本发明除氢装置的实施结构和工作原理说明如下：

筒体1是一个上部为圆筒型、下部为圆锥型的筒状结构，由壁厚为4mm的钛合金制成。上部的侧面有一入口2，电解产生的次氯酸钠溶液夹杂着氢气，以较高的流速从入口2沿圆周切线方向进入筒体1而产生旋转运动，在离心力的作用下，次氯酸钠水溶液被甩向筒壁，在筒心形成负压，从而使氢气从溶液中分离出来，在筒心聚集并向上经孔板3、波纹板组件4、隔沫网5、单向逆止阀6、限流螺栓7和排气口8排出。而次氯酸钠溶液则经由装置下部的排液口9输送至压载水主管路中。

孔板3的作用是使分离出来的氢气的压力在横截面上分布均匀。波纹板41的作用是滤掉氢气中可能夹杂的水汽。隔沫网5的作用是将氢气中夹杂的泡沫隔离下来，隔离下来的泡沫汇集到收集槽41中，经导管13导入导流槽10和导流槽盖板11之间，流入筒体1的下部，由排液口9排出。单向逆止阀6的作用是防止水溶液向上从排气口8冒出。限流螺栓7是一个中心有一直径为0.5mm至2.5mm孔的钛合金螺栓，它的作用是使氢气以一定的压力和速度排出，使筒体1内的压力保持在一定的范围内，避免单向逆止阀6频繁动作，使氢气以较稳定的速度排出，提高除氢的效率。上、下的连接法兰12的作用是连接排氢管路和加药管路。

本发明的工作过程是：电解产生的次氯酸钠溶液夹杂着氢气，以较高的流速从入口2沿圆周切线方向进入筒体1上部而产生旋转运动，在离心力的作用下，次氯酸钠水溶液被甩向筒壁，在筒心形成负压，从而使氢气从溶液中分离出来，在筒心聚集并向上经孔板3、波纹板41、隔沫网5、单向逆止阀6、限流螺栓7和排气口8排出。而次氯酸钠溶液则经由筒体1下部的排液口9输送至压载水主管路中。实验测定了该装置的除氢效果，除氢效率达到100%，实现了完全除氢。

Claims

1.一种船舶压载水管理系统的除氢方法，其特征在于，将电解产生的夹杂着氢气的次氯酸钠溶液，从入口沿圆周切线方向进入筒体而产生旋转运动，在离心力的作用下，次氯酸钠水溶液被甩向筒壁，在筒心形成负压，从而使氢气从溶液中分离出来，在筒心聚集并向上由排气口排出；而次氯酸钠溶液则经由筒体下部的排液口输送至压载水主管路中；

2.一种实施权利要求1所述的除氢方法的装置，其特征在于，包括筒体、入口、孔板、波纹板组件、隔沫网、单向逆止阀、限流螺栓、上端排气口、下端排液口、导流槽和导流槽盖板，在圆形的筒体的顶端和下端分别设有排气口和排液口，在该排气口内装有限流螺栓和单向逆止阀，在该筒体上部的外周面设有切向的入口，在筒体内的顶端至该入口之间依次装有隔沫网、波纹板组件和孔板。

3.根据权利要求2所述的除氢方法的装置，其特征在于，所述筒体的下半部为圆锥形。

4.根据权利要求3所述的除氢方法的装置，其特征在于，在所述的排气口的顶端和排液口的底端均设有连接法兰。

5.根据权利要求3所述的除氢方法的装置，其特征在于，所述的波纹板组件包括泡沫收集槽和波纹板，收集槽为上端敞开的圆形槽，在该收集槽的底端设有通孔，在收集槽的外周面与所述的筒体的内侧之间连接有多个沿圆周均布的径向的波纹板。

6.根据权利要求5所述的除氢方法的装置，其特征在于，在所述的筒体的上部外侧局部设有轴向的导流槽，该导流槽的上端通过导管与该收集槽底端的通孔连通，该导流槽的下端与筒体的内侧相通。

7.根据权利要求3所述的除氢方法的装置，其特征在于，所述的隔沫网是由三层网孔尺寸为1mm ×1mm的不锈钢网重叠构成。