CN103990355A - 一种无旁路引风船舶废气脱硫系统及其引风方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无旁路引风船舶废气脱硫系统及其引风方法，属于船舶废气脱硫处理领域，所述系统包括脱硫塔和主烟道，所述主烟道内切于脱硫塔内，所述脱硫塔包括废气导流段和废气脱硫段，所述主烟道在脱硫塔与主烟道连心线的一侧开有废气出口，所述废气出口与废气导流段入口连接，所述废气导流段出口与废气脱硫段连接，所述废气导流段包括若干个喷嘴、喷淋液导流槽、排水口，所述若干个喷嘴分布在脱硫塔与废气出口之间的区域，所述喷嘴喷淋液的喷淋方向与废气出口排出的废气气流方向相同，所述喷淋液导流槽位于废气导流段底部，所述喷淋液导流槽设有排水口，本发明有益效果为占地面积小、废气压力损失低、废气冷却充分。

Description

一种无旁路引风船舶废气脱硫系统及其引风方法

技术领域

本发明涉及一种无旁路引风船舶废气脱硫系统及其引风方法，属于船舶废气脱硫处理领域。

背景技术

根据MARPOL公约附则Ⅵ规定，2015年1月1日起，航行在排放控制区(ECA)的船只，必须燃烧含硫量等于或小于0.10％(m/m)的低硫燃油，同时允许船只使用经批准的减排技术，条件是SO₂排放等效于燃烧等于或小于0.10％的低硫燃油。

因此越来越多的研究机构及公司投入到船舶废气脱硫装置的研发当中。废气进入脱硫装置之前都需要经过废气引入口，调研目前处于中试规模或者试销的船舶废气脱硫装置发现，各公司的废气引入方式不尽相同。Hamworthy、Alfa Laval、Advanced Cleanup Technologies采用的是文丘里初级冷却的引风方式。关闭设置在船舶主烟道上的阀门，将废气通过文丘里洗涤器之后，引入到脱硫塔中。该方式的优点是废气引入段压力损失小，废气在进入脱硫塔之前得到充分的降温，提高后续脱硫塔的脱硫效率，减少设备的腐蚀。但因为是旁路设计，脱硫塔需要占用的空间较大，又因为船舶上可利用空间有限，因而造成设备的改装费用昂贵。而DuPont、Green TechMarine、Marine Exhaust Solutions采用的是风帽设计，将脱硫塔取代原来主烟道上的消音器。废气直接通入到脱硫塔中，经风帽向塔内四周扩散，喷淋层设置在风帽上方，初级冷却及喷淋脱硫过程均在塔内完成。该方式的优点为脱硫塔无旁路设计，脱硫系统占地面积小，紧急情况下废气可直接通过脱硫塔。因此对于船舶废气脱硫系统的改装，特别是脱硫系统在新造船上的安装，具有明显的优势。但该方式废气引入段压力损失较大，且废气初级冷却不充分。为了降低废气温度，常采用增加脱硫塔高度的措施，因而采用风帽进气方式的脱硫塔通常为修长型。

综上所述，本领域缺少一种占地面积小、废气压力损失低、废气冷却充分的船舶废气脱硫塔。

发明内容

本发明通过改进现有船舶废气脱硫系统中的引风部分，解决了上述船舶废气脱硫系统占地面积大、废气压力损失高、废气冷却不充分的问题。

本发明提供了一种无旁路引风船舶废气脱硫系统，所述系统包括脱硫塔和主烟道，所述主烟道内切于脱硫塔内，所述脱硫塔包括废气导流段和废气脱硫段，所述主烟道在脱硫塔与主烟道连心线的一侧开有废气出口，所述废气出口与废气导流段的入口连接，所述废气导流段的出口与废气脱硫段连接，所述废气导流段包括若干个喷嘴、喷淋液导流槽、排水口，所述若干个喷嘴分布在脱硫塔与废气出口之间的区域，所述喷嘴喷淋液的喷淋方向与废气出口排出的废气气流方向相同，所述喷淋液导流槽位于废气导流段的底部，所述喷淋液导流槽设有排水口。

本发明所述主烟道内切于脱硫塔内和所述主烟道在脱硫塔与主烟道连心线的一侧开有废气出口的目的为使废气进入废气导流段后螺旋上升。

本发明所述喷嘴喷淋液的喷淋方向与废气出口排出的废气气流方向相同的目的为使喷淋液与废气接触充分，减少废气的压力损失。

本发明所述脱硫塔高径比优选为4～6：1。

本发明所述主烟道与脱硫塔直径比优选为1：1.5～1.7。

本发明所述主烟道直径为定值，如果脱硫塔直径过大，脱硫塔占地面积大；如果脱硫塔直径过小，废气进入脱硫塔后气体阻力较大。

本发明所述喷嘴喷雾角优选为90°。

本发明所述90°喷雾角的目的为降低喷淋液进入主烟道内的风险。

本发明所述废气导流段倾斜角优选为8～15°，进一步优选为10°。

本发明所述废气导流段倾斜的目的为使废气进入废气导流段后分布的更均匀。

本发明的另一目的是利用上述系统引风的方法，所述方法包括如下步骤：

①废气从废气出口进入废气导流段，喷嘴喷淋的喷淋液使废气冷却，冷却的废气进入废气脱硫段；

②喷淋的喷淋液从喷淋液导流槽进入排水口；

③由喷淋液的喷淋量控制废气导流段出口的废气温度和压力损失。

本发明所述喷淋液与废气流量比优选为1：2～4。

本发明所述废气导流段出口的废气温度优选为≤60℃，废气导流段出口的废气压力损失优选为≤400Pa。

本发明有益效果为：

①现有船舶废气脱硫系统中的文丘里引风部分缺陷为占地面积大，本发明所述船舶废气脱硫系统中的无旁路引风部分解决了占地面积大的问题；

②现有船舶废气脱硫系统中的风帽引风部分缺陷为废气冷却效果不好、压降过大，本发明所述船舶废气脱硫系统中的无旁路引风部分解决了废气冷却效果不好、压降过大的问题。

附图说明

本发明附图1幅，

图1为无旁路引风船舶废气脱硫系统的结构示意图；

其中，1、脱硫塔，2、主烟道，11、废气导流段，12、废气脱硫段，21、废气出口，111、喷嘴，112、喷淋液导流槽，113、排水口。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

下述废气导流段出口的废气温度采用热电偶测量；

下述废气导流段出口的废气压力采用压阻式压力传感器测量。

实施例1

一种无旁路引风船舶废气脱硫系统，所述系统包括脱硫塔1和主烟道2，所述主烟道2内切于脱硫塔1内，所述脱硫塔1高径比为6：1，所述主烟道2与脱硫塔1直径比为1：1.5，所述脱硫塔1包括废气导流段11和废气脱硫段12，所述主烟道2在脱硫塔1与主烟道2连心线的一侧开有废气出口21，所述废气出口21与废气导流段11的入口连接，所述废气导流段11的出口与废气脱硫段12连接，所述废气导流段11包括10个喷雾角为90°的陶瓷喷嘴111、喷淋液导流槽112、排水口113，所述10个喷嘴111以脱硫塔1中轴线为中心呈辐射状分布在脱硫塔1与废气出口21之间的区域，所述喷嘴111喷淋液的喷淋方向与由废气出口21排出的废气气流方向相同，所述喷淋液不可以喷淋到主烟道2内，所述喷淋液导流槽112位于废气导流段11的底部，所述喷淋液导流槽112设有排水口113，所述废气导流段11倾斜角为10°。

一种利用上述系统引风的方法，所述方法包括如下步骤：

①废气以50000Nm³/h的排放速率从废气出口21进入废气导流段11，废气导流段11入口的废气温度为270℃，废气导流段11入口的废气压力为1500Pa，喷嘴111喷淋的喷淋液使废气冷却，冷却的废气进入废气脱硫段12；

②喷淋的喷淋液从喷淋液导流槽112进入排水口113；

③由喷淋液的喷淋量控制废气导流段11出口的废气温度≤60℃，废气导流段11出口的废气压力损失≤400Pa。

实验结果见表1。

表1不同喷淋液的喷淋量对废气导流段出口废气温度和压力损失的影响

Claims (8)

1.一种无旁路引风船舶废气脱硫系统，所述系统包括脱硫塔(1)和主烟道(2)，所述主烟道(2)内切于脱硫塔(1)内，所述脱硫塔(1)包括废气导流段(11)和废气脱硫段(12)，所述主烟道(2)在脱硫塔(1)与主烟道(2)连心线的一侧开有废气出口(21)，所述废气出口(21)与废气导流段(11)的入口连接，所述废气导流段(11)的出口与废气脱硫段(12)连接，所述废气导流段(11)包括若干个喷嘴(111)、喷淋液导流槽(112)、排水口(113)，所述若干个喷嘴(111)分布在脱硫塔(1)与废气出口(21)之间的区域，所述喷嘴(111)喷淋液的喷淋方向与废气出口(21)排出的废气气流方向相同，所述喷淋液导流槽(112)位于废气导流段(11)的底部，所述喷淋液导流槽(112)设有排水口(113)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述脱硫塔(1)高径比为4～6：1。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述主烟道(2)与脱硫塔(1)直径比为1：1.5～1.7。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述喷嘴(111)喷雾角为90°。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的系统，其特征在于：所述废气导流段(11)倾斜角为8～15°。

6.一种利用权利要求1、2、3、4或5所述系统引风的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

①废气从废气出口(21)进入废气导流段(11)，喷嘴(111)喷淋的喷淋液使废气冷却，冷却的废气进入废气脱硫段(12)；

②喷淋的喷淋液从喷淋液导流槽(112)进入排水口(113)；

③由喷淋液的喷淋量控制废气导流段(11)出口的废气温度和压力损失。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述喷淋液与废气流量比为1：2～4。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述废气导流段(11)出口的废气温度≤60℃，废气导流段(11)出口的废气压力损失≤400Pa。