CN107441899A - 一种船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统，包括洗涤塔、再生池、钙碱投料装置、钙碱供给箱，所述洗涤塔里设置有喷淋装置和除雾器，除雾器位于喷淋装置上方，洗涤塔顶部连通大气，柴油机的废气连通洗涤塔底部，洗涤塔的底部连通设置有搅拌器的再生池，再生池连通沉淀池，沉淀池的下部通过泥浆泵连通氧化池，沉淀池的上部连通清液池，清液池通过清液管道连通洗涤塔的喷淋装置，钙碱投料装置通过第一钙碱供给阀连通再生池，钙碱供给箱通过第二钙碱供给阀连通清液池，氧化池分别连通氧化风机和脱水装置。本发明钠离子返回洗涤塔循环吸收利用，节约了钠碱的消耗，且不会造成过饱和结晶，从而避免管路结垢问题，提高了系统运行的可靠性。

Description

一种船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统

技术领域

本发明涉及的是一种柴油机排放系统，具体地说是船舶废气中硫氧化物的洗涤系统。

背景技术

近年来，随着国际航运业的发展，船舶所产生的废气已经成为沿海地区尤其是港口城市主要的大气污染源，其中硫氧化物占有很大的比重，不仅危害了人体健康和植物生长，而且还会腐蚀设备、建筑物和名胜古迹。

鉴于目前国内外对船舶发动机气态污染物的排放法规日益严格，研制新型高效船用废气硫氧化物的洗涤装置是解决世界当前及未来远洋船舶自由进出世界各个海域，推动世界航运发展不可缺少的重要措施。

在申请号为201110056202.4的专利《一种双碱法烟气脱硫装置及脱硫方法》，提供了一种双碱法烟气脱硫装置及脱硫方法，克服了现有技术脱硫产物氧化结晶不完全而难以脱水和稳定性差的问题。但该技术存在以下问题：再生池中反应物质未能充分接触，不能使钠碱完全再生，且该技术使沉淀池的液体直接进入洗涤塔。

在申请号为201510168143.8的专利《基于钠碱法的船用脱硫循环喷淋系统》，通过对脱硫液的闭式循环喷淋，达到整套系统消耗功率小，淡水资源消耗少的要求。该技术存在钠碱价格昂贵、整套系统运行成本较高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供再生过程进行更加完全、能有效避免钙离子进入洗涤塔而发生结垢问题的一种船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统，其特征是：包括洗涤塔、再生池、钙碱投料装置、钙碱供给箱，所述洗涤塔里设置有喷淋装置和除雾器，除雾器位于喷淋装置上方，洗涤塔顶部连通大气，柴油机的废气连通洗涤塔底部，洗涤塔的底部通过三通阀连通设置有搅拌器的再生池，再生池连通沉淀池，沉淀池的下部通过泥浆泵连通氧化池，沉淀池的上部连通清液池，清液池通过清液管道连通洗涤塔的喷淋装置，钙碱投料装置通过第一钙碱供给阀连通再生池，钙碱供给箱通过第二钙碱供给阀连通清液池，氧化池分别连通氧化风机和脱水装置。

本发明还可以包括：

1、废气三通阀还连通大气，三通阀还连通水处理装置，水处理装置设置连通海水的第一海水口，清液管道上依次设置过滤器、循环泵、换热器，低温海水经环热泵、换热器连通第二海水口。

2、柴油机尾气通向洗涤塔，其中的SO₂与洗涤塔内的喷淋装置喷出的钠碱溶液逆流接触反应，洗涤塔底部的脱硫液经三通阀进入再生池与钙碱反应，之后进入沉淀池沉淀；沉淀池里的上清液进入清液池后经过滤器、换热器返回喷淋装置，从沉淀池底部出来的浆液进入氧化池，通过氧化风机曝气，经脱水装置后产出石膏；

当系统本体需要维护检修时，洗涤塔中的废液直接通过三通阀进入水处理装置；

在系统本体需要断开时，通过废气三通阀使柴油机废气直接排放到大气中。

本发明的优势在于：

塔内用可溶性的钠碱吸收液进行船舶柴油机尾气中SO₂的吸收，塔外用廉价的钙碱再生脱硫液，从而使得钠离子返回洗涤塔循环吸收利用，节约了钠碱的消耗，降低了运行费用。

由于塔内采用钠碱清液进行脱硫，钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快，能在较小的液气比条件下，达到较高的SO₂脱除率。

吸收剂和产物的溶解度大，不会造成过饱和结晶，从而避免管路结垢问题，便于设备运行与保养，提高了系统运行的可靠性。并将脱硫产物氧化成石膏，避免二次污染问题。

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：

结合图1，本发明一种船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统主要包括：洗涤塔4、再生池8、沉淀池11、清液池12、氧化池25、钙碱投料装置19、钠碱供给箱21、过滤器13、换热器15、搅拌器9、氧化风机24、脱水装置26、水处理单元28以及相关泵、阀和管路。

洗涤塔4包括喷淋装置5和除雾器6。

当清液池12中的pH值较低不足以充分吸收SO2时，可控制钠碱供给阀22使钠碱供给箱21补充钠碱到清液池12中，保证脱硫能力。

当不需要启动本脱硫系统时，船舶柴油机的废气通过废气三通阀2直接排放到大气3中。当需要启动本套洗涤系统，通过废气三通阀2使废气进入洗涤塔4中，与上部喷淋装置5喷出的钠碱逆流接触，进行SO2的吸收反应，然后通过除雾器6经塔顶出口排入大气3中。这一过程中涉及的化学反应为：

2NaOH+SO₂→Na₂SO₃+H₂O (1)

Na₂CO₃+SO₂→Na₂SO₃+CO₂ (2)

Na₂SO₃+SO₂+H₂O→2NaHSO₃ (3)

其中式(1)是吸收剂为NaOH时的反应，式(2)是吸收剂为Na2CO3时的反应。

洗涤后的脱硫液经三通阀7全部被送至再生池8与钙碱反应，搅拌器9运行保持浆液持续搅拌使反应进行完全。这一过程中涉及的化学反应为：

Na₂SO₃+Ca(OH)₂→2NaOH+CaSO₃ (5)

接着浆液经沉淀池泵10进入沉淀池11沉淀，沉淀池11中上清液进入清液池12后经过过滤器13、循环泵14、换热器15返回喷淋装置实现循环利用，沉淀则由泥浆泵23打入氧化池25，通过氧化风机24进行氧化，将产物经过脱水装置26后得到石膏。这一过程中涉及的化学反应为：

CaSO₄+2H₂O→CaSO₄·2H₂O (8)

当脱硫系统需要维护检修时，洗涤塔4中的废液经三通阀7直接排入水处理装置28。

经本发明提供的船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统，能有效地吸收船舶柴油机排放的SO2，系统运行过程中，仅需少量的钠碱和廉价的钙碱即可完成，同时消耗的钙碱用于生成副产物石膏，降低了脱硫过程的成本。

本发明一种船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统，该系统包括洗涤塔、再生池、沉淀池、清液池、氧化池、钙碱投料装置、钠碱供给箱、过滤器、换热器、搅拌器、氧化风机、脱水装置、水处理单元以及相关泵、阀和管路。

本发明工作过程：

1)船舶柴油机尾气中的SO2与洗涤塔内的喷淋装置喷出的钠碱溶液逆流接触反应，洗涤塔底部的脱硫液经三通阀全部进入再生池和钙碱反应，接着进入沉淀池沉淀；2)沉淀池上清液进入清液池后经过滤器、换热器返回喷淋装置循环利用；3)从沉淀池底部出来的浆液进入氧化池，并用氧化风机曝气，经脱水装置处理后得到石膏。

本发明还包括：

1)设置废气三通阀决定是否启用本套脱硫系统。

2)换热器使用低温海水作为冷却水，有效降低脱硫液的温度。

3)当脱硫系统需要维护检修时，可以使用三通阀将洗涤塔中残留液排到水处理装置。

上述船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统中钙碱为Ca(OH)2或CaO；钠碱为NaOH或Na2CO3。

上述船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统中洗涤塔采用逆流喷淋塔。

上述船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统中清液池中的pH值控制为6.6～8.0。

上述船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统中再生池中的pH值控制为6.8～7.0。

Claims (3)

1.一种船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统，其特征是：包括洗涤塔、再生池、钙碱投料装置、钙碱供给箱，所述洗涤塔里设置有喷淋装置和除雾器，除雾器位于喷淋装置上方，洗涤塔顶部连通大气，柴油机的废气连通洗涤塔底部，洗涤塔的底部通过三通阀连通设置有搅拌器的再生池，再生池连通沉淀池，沉淀池的下部通过泥浆泵连通氧化池，沉淀池的上部连通清液池，清液池通过清液管道连通洗涤塔的喷淋装置，钙碱投料装置通过第一钙碱供给阀连通再生池，钙碱供给箱通过第二钙碱供给阀连通清液池，氧化池分别连通氧化风机和脱水装置。

2.根据权利要求1所述的一种船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统，其特征是：废气三通阀还连通大气，三通阀还连通水处理装置，水处理装置设置连通海水的第一海水口，清液管道上依次设置过滤器、循环泵、换热器，低温海水经环热泵、换热器连通第二海水口。

3.根据权利要求1或2所述的一种船舶柴油机再生式钠碱脱硫系统，其特征是：柴油机尾气通向洗涤塔，其中的SO₂与洗涤塔内的喷淋装置喷出的钠碱溶液逆流接触反应，洗涤塔底部的脱硫液经三通阀进入再生池与钙碱反应，之后进入沉淀池沉淀；沉淀池里的上清液进入清液池后经过滤器、换热器返回喷淋装置，从沉淀池底部出来的浆液进入氧化池，通过氧化风机曝气，经脱水装置后产出石膏；

当系统本体需要维护检修时，洗涤塔中的废液直接通过三通阀进入水处理装置；

在系统本体需要断开时，通过废气三通阀使柴油机废气直接排放到大气中。