CN105749710A - 一种旋转喷淋回流鼓泡塔脱除船舶尾气sox的装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种旋转喷淋回流鼓泡塔脱除船舶尾气SOx的装置，包括洗涤塔、NaOH溶液存储仓、废液缓冲罐、废液离心处理设备，处理塔包括洗涤塔外层圆柱筒，洗涤塔外层圆柱筒里设置洗涤塔内层圆柱筒、螺旋上升洗涤管路，洗涤塔外层圆柱筒外壁上分别设置尾气入口、尾气出口、洗涤液出口，尾气入口连接船舶柴油机排气管，尾气出口连通大气，洗涤液出口连通废液缓冲罐，废液缓冲罐连接废液离心处理设备，废液离心处理设备分别连接油污存储仓和重质残留物存储仓。本发明采用新型旋转式喷淋洗涤和新型气动搅拌鼓泡洗涤两种技术对尾气中SO2进行洗涤处理，增加了洗涤液与尾气的接触路径，延长了作用时间，增加了作用面积，使尾气处理充分。

Description

一种旋转喷淋回流鼓泡塔脱除船舶尾气SOX的装置

技术领域

本发明涉及的是一种船舶柴油机，具体地说是船舶柴油机的尾气处理装置。

背景技术

重质的燃料油是船舶柴油机的普遍燃料，其尾气中的有害成分SOx(主要为SO2)，影响大气环境，危害人的身体健康。为此，国际海事组织制定了一系列防污染公约，对船舶尾气中的SOx排放进行严格限制。同时，各国也积极研发船舶尾气SOx处理装置对其进行处理。目前，湿法脱硫仍然是最主要的控制技术。

当前船舶尾气脱硫技术主要有石膏法烟气脱硫及海水脱硫法等技术，主要洗涤方式为喷淋塔洗涤、填充床洗涤、湿浴洗涤等方式。但是，现有应用船舶尾气洗涤装置及方法中存在各种各样的问题，影响处理效果，增加了投资成本及占地面积等。

申请号为200710012371.1的专利《一种对船舶尾气进行海水洗涤处理的装置和方法》中利用海水对船舶尾气进行处理。该技术中已中空纤维膜接触器实现洗涤功能，压降和阻力很大，设备中增设的增压风机提高了系统的投资和运行费用，并且该方法运用海水进行废气脱硫，排放的海水对海洋环境也是一种污染。

申请号为200810048002.2的专利《海船排烟脱硫方法及装置》中提出利用填料式洗涤器对船舶柴油机尾气进行脱硫处理。该设备具有洗涤直径大、设备占用空间大、成本较高等问题。洗涤用废水只是经过一个简单分离装置，未能对废液中的重金属离子及油污起到脱除效果。

因此寻求一种新型有效的处理SOx装置是研究的重点。在船舶尾气处理装置中，湿浴洗涤方式是利用鼓泡塔的原理，是使尾气通过塔内分布器以气泡的方式由流动碱液下部缓慢上升至顶部，达到去除SOx的目的。此种方法具有结构简单、操作方便、相际接触面积大等优点。但是，传统鼓泡方式具有需添加搅拌桨及设置分布器来提高气含率，压降和阻力大，为了提高处理效果必须通常采用多塔并联等方式提高处理效率，这就产生了占地面积大、投资高等问题。在申请号为200720309256.6的专利《烟气脱硫系统》中提出一种利用鼓泡塔脱硫的装置及方法。此装置在进入鼓泡塔之前设置了冷却器降低烟气温度，增加了设备能耗和成本。同时，利用洗涤浆液循环处理烟气，烟气在浆液中的流动性不强，气含率不高导致反应效果不充分。船舶尾气中的成为较为复杂，其中还有油污、重金属离子及颗粒物质等，这种循环方式会造成设备污染及堵塞，降低处理效率，增加设备维修成本。

发明内容

本发明的目的在于提供可以有效去除SOx的一种旋转喷淋回流鼓泡塔脱除船舶尾气SOx的装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种旋转喷淋回流鼓泡塔脱除船舶尾气SOx的装置，其特征是：包括洗涤塔、NaOH溶液存储仓、废液缓冲罐、废液离心处理设备，所述处理塔包括洗涤塔外层圆柱筒，洗涤塔外层圆柱筒里设置洗涤塔内层圆柱筒、螺旋上升洗涤管路，洗涤塔外层圆柱筒外壁上分别设置尾气入口、尾气出口、洗涤液出口，尾气入口连接船舶柴油机排气管，尾气出口连通大气，洗涤液出口连通废液缓冲罐，螺旋上升洗涤管路的下端部连接尾气入口，螺旋上升洗涤管路的下端设置与洗涤塔外层圆柱筒内部相通的螺旋上升管路下段洗涤液出口，螺旋上升洗涤管路内部设置螺旋上升管路中洗涤液喷嘴，螺旋上升洗涤管路的上端部连接尾气回流管路，尾气回流管路连接圆环状鼓泡气体分布器，洗涤塔内层圆柱筒以及圆环状鼓泡气体分布器将洗涤塔外层圆柱筒隔成洗涤塔内外层圆柱筒间腔体和内层圆柱筒腔体，内层圆柱筒腔体连通圆环状鼓泡气体分布器的排气管和尾气出口，废液缓冲罐连接废液离心处理设备，废液离心处理设备的上端通过上层油污抽离泵连接油污存储仓，废液离心处理设备的下端通过下层重质残留物抽离泵连接重质残留物存储仓。

本发明还可以包括：

1、所述的螺旋上升洗涤管路每个圆周上均设置有螺旋上升管路中洗涤液喷嘴。

2、圆环状鼓泡气体分布器的排气管位于圆环状鼓泡气体分布器的顶部，圆环状鼓泡气体分布器的排气管与圆环状鼓泡气体分布器的圆环夹角成45°。

本发明的优势在于：

1、本发明采用一种新型的洗涤塔内部设计结构，烟气的处理路径与以往传统或现用主流反应器有所不同。内部烟气处理路径采用螺旋上升式管路，同时在管路的腔体的上部加设洗涤液喷头。这种设计方式使烟气速率下降、温度降低，延长了烟气在有限的空间内的洗涤路径，增加了处理时间，强化了处理效果。同时，这种新型结构能够减少传统反应器(如填充床式洗涤塔)处理时的阻力，减少了占地面积。

2、本发明螺旋上升洗涤管内的洗涤液经由管路回流到洗涤塔的底部，作为第二次处理过程的洗涤液。避免了洗涤液的浪费，保障了洗涤的充分性，也限制了废液中污染物的含量，最大限度的缩小了废液污染，符合IMO的法规要求。

3、本发明在烟气上升到洗涤塔顶部后，尾气由管道分流后，回流到洗涤塔底部，由带有规格排列排气管的圆环状分布器排出，形成气动搅拌。气动搅拌下形成的涡流能够使气体与液体充分接触，与传统处理方式相比较提高了气含率，减小了气泡直径，减小了气体阻力，增加了气体和液体的接触，使两相反应充分。

5、本发明加设废液离心分离技术，对废液进行专门处理，分离后产生的油污和湿渣得到收集，符合标准的废液排放到海水中。与传统脱硫系统想比较，离心处理和整体设计的相结合，大幅度降低了废液中的残留物质，充分满足了IMO中的相关规定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

图1中船舶柴油机尾气洗涤塔19主体由洗涤塔外层圆柱筒20、内层圆柱筒21、螺旋上升洗涤管路3及鼓泡气体分布器8组成。船舶柴油机1产生的尾气经管路由尾气入口2进入尾气洗涤塔19内部腔体22中螺旋上升洗涤管道3中。尾气沿着洗涤塔腔体22内部的螺旋管道3旋转上升，在螺旋管道腔体的上部设有NaOH洗涤液喷嘴18，NaOH洗涤液由NaOH溶液存储仓6提供，通过NaOH溶液送液泵7送至螺旋管道3中。螺旋上升的尾气与喷淋的洗涤液在有限的空间内形成对流，充分接触作用。尾气行至螺旋管道3上端后由管道分流，经尾气回流管道4回流至反应塔底部，由环状分布器8排出。环状分布器8顶部伸出排气管23，并与圆环夹角成45°角规则排列，排气口设计如图中14所示。这种布局可以使喷出的尾气形成较规则扰动，带动液体转动即气动搅拌。形成的涡流中气体与液体充分接触反应后，处理过的废气由洗涤塔19内层圆柱筒21上部的尾气出口5排出。

位于反应塔19底部的洗涤液经由塔底的洗涤液出口24排出，到达废液缓冲罐9中，再由相连的废液离心处理设备10进行处理。上层油污由油污抽离泵11抽离送至油污存储仓12中。下层重质残留物质由抽离泵17抽离送至重质残留物存储仓25中，剩余废液排出。

本装置处理塔由外层圆柱筒、内层圆柱筒以及中间腔体的螺旋上升管道组成。船舶柴油机的废气由外层圆柱筒烟气入口进入处理塔内，沿着腔体内部的螺旋上升管道螺旋上升，在每段螺旋管道腔体上部都设置有NaOH处理液喷头，在尾气螺旋上升的过程中，尾气中的SO2气体能够在有限的空间内与NaOH溶液充分接触反应，达到良好的处理效果。螺旋管中的处理液由管路下流回腔体底部，由底端的开口处回流至反应塔底部，作为鼓泡洗涤反应溶液。船舶尾气在不断的上升过程中，由于螺旋上升路径的缘故，气体速率降低，温度降低，在有限的空间内，延长了尾气洗涤路径，增加了处理时间，强化了处理效果。当尾气上升至反应塔腔体顶部后，尾气分流成两路，经管路回流到置于内层圆柱筒底部处理液中的气体分布器中。气体分布器为圆环状，顶部伸出排气管，并与圆环夹角成45°角规则排列。这种设计使排气成涡流分布，并能够形成气动搅拌，使气相和液相充分接触，增大处理效果。随后处理过的尾气内层圆柱筒排出洗涤塔，洗涤液由底部排液口排出洗涤塔，到达废液缓冲罐，废液缓冲罐与离心分离机相连，废液经离心分离后，油渣和湿渣得到收集，处理后废液直接排放。

本发明提供去除船舶尾气中的SOx的技术原理如下：

(1)船舶尾气经由反应塔底部进气口进入反应塔内部腔体中螺旋洗涤管道中。

(2)尾气沿着洗涤塔腔体内部的螺旋管道旋转上升，在螺旋管道腔体的上部设有NaOH洗涤液喷头，螺旋上升的尾气与喷淋的洗涤液在有限的空间内形成对流，充分作用达到良好的处理效果。(3)尾气行至螺旋管道上端后由管道分流，经管道回流至反应塔底部，由环状分布器排出。气体分布器为圆环状，顶部伸出排气管，并与圆环夹角成45°角规则排列。喷出的尾气形成较规则扰动，带动液体转动即气动搅拌，形成的涡流中气体与液体充分接触反应后，废气由内部圆柱筒上部的管道排出。

(4)位于反应塔底部的洗涤液经由塔底的排放口排出，到达废液缓冲箱，在经由相连的离心分离机处理。油渣和湿渣分离后，废液排出。

本发明一种旋转喷淋回流鼓泡塔脱除船舶尾气SOx的装置，应用于船舶尾气处理，本发明采用螺旋式喷淋洗涤技术首先对尾气进行处理，随后利用鼓泡式湿浴洗涤方法对尾气进行第二次处理，两道工序处理后尾气中的SOx得到大幅度的降低。处理后的废液经过离心处理技术，使船舶处理废液中的油污和重质物质得到分离收集，有效控制了废液成分，避免了污染。

本发明采用一种新型的洗涤塔内部设计结构，烟气的处理路径与以往传统或现用主流反应器有所不同。内部烟气处理路径采用螺旋上升式管路，同时在管路的腔体的上部加设洗涤液喷头。这种设计方式降低了尾气速率，降低了尾气温度，增加了烟气在有限的空间内的洗涤路径，增加了处理时间，强化了处理效果。同时，这种新型结构能够减少传统反应器处理时的阻力，减少了占地面积。

本发明螺旋上升洗涤管内的洗涤液经由管路回流到洗涤塔的底部，作为第二次处理过程的洗涤液。避免了洗涤液的浪费，保障了洗涤的充分性，也限制了废液中污染物的含量，最大限度的缩小了废液污染，符合IMO的法规要求。

本发明在烟气上升到洗涤塔顶部后，尾气由管道分流后，回流到洗涤塔底部，由带有规格排列排气管的圆环状分布器排出，形成气动搅拌。气动搅拌下形成的涡流能够使气体与液体充分接触，与传统处理方式相比较增大了气含率，减小了气泡直径，减小了气体阻力，增加了气体和液体的接触，使两相反应充分。

本发明加设废液离心分离技术，对废液进行专门处理，分离后产生的油污和湿渣得到收集，符合标准的废液排放到海水中。与传统脱硫系统想比较，离心处理和整体设计的相结合，大幅度降低了废液中的残留物质，充分满足了IMO中的相关规定。

本发明采用新型旋转式喷淋洗涤和新型气动搅拌鼓泡洗涤两种技术对尾气中SO2进行洗涤处理，这种处理方式增加了洗涤液与尾气的接触路径，延长了作用时间，增加了作用面积，使尾气处理充分。同时，这种设计方式增强了处理效果，减少了占地面积，减少了洗涤液浪费，后期的离心废液处理加强了尾气处理效果，避免了二次污染。

Claims (3)

1.一种旋转喷淋回流鼓泡塔脱除船舶尾气SOx的装置，其特征是：包括洗涤塔、NaOH溶液存储仓、废液缓冲罐、废液离心处理设备，所述处理塔包括洗涤塔外层圆柱筒，洗涤塔外层圆柱筒里设置洗涤塔内层圆柱筒、螺旋上升洗涤管路，洗涤塔外层圆柱筒外壁上分别设置尾气入口、尾气出口、洗涤液出口，尾气入口连接船舶柴油机排气管，尾气出口连通大气，洗涤液出口连通废液缓冲罐，螺旋上升洗涤管路的下端部连接尾气入口，螺旋上升洗涤管路的下端设置与洗涤塔外层圆柱筒内部相通的螺旋上升管路下段洗涤液出口，螺旋上升洗涤管路内部设置螺旋上升管路中洗涤液喷嘴，螺旋上升洗涤管路的上端部连接尾气回流管路，尾气回流管路连接圆环状鼓泡气体分布器，洗涤塔内层圆柱筒以及圆环状鼓泡气体分布器将洗涤塔外层圆柱筒隔成洗涤塔内外层圆柱筒间腔体和内层圆柱筒腔体，内层圆柱筒腔体连通圆环状鼓泡气体分布器的排气管和尾气出口，废液缓冲罐连接废液离心处理设备，废液离心处理设备的上端通过上层油污抽离泵连接油污存储仓，废液离心处理设备的下端通过下层重质残留物抽离泵连接重质残留物存储仓。

2.根据权利要求1所述的一种旋转喷淋回流鼓泡塔脱除船舶尾气SOx的装置，其特征是：所述的螺旋上升洗涤管路每个圆周上均设置有螺旋上升管路中洗涤液喷嘴。

3.根据权利要求1或2所述的一种旋转喷淋回流鼓泡塔脱除船舶尾气SOx的装置，其特征是：圆环状鼓泡气体分布器的排气管位于圆环状鼓泡气体分布器的顶部，圆环状鼓泡气体分布器的排气管与圆环状鼓泡气体分布器的圆环夹角成45°。