CN109069985B - 用于对海船引擎的废气烟雾进行湿式脱硫的方法和设施 - Google Patents

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Abstract

根据本方法，待脱硫的烟雾(1)通过垂直烟囱(200)进入洗涤器(100)中，垂直烟囱(200)以基本上居中的方式出现在洗涤器的底部(101)中。烟雾在洗涤器内向上流通以与第一洗涤液(3)和第二洗涤液(4)接触，第一洗涤液(3)和第二洗涤液(4)被提供以捕获烟雾中包含的二氧化硫。为了所述烟雾的速度分布在洗涤器中尽可能地平坦，烟雾在洗涤器中连续遭遇：‑旋转设备(400)，其由烟雾(1)通过同时在洗涤器(100)内部使烟雾(1)旋转；‑保护设备(300)，其保护烟囱的下游口部(201)免于引入液体同时保持烟雾的流通；‑喷射设备(500)，其从洗涤器的中央几何轴(Z100)通过的洗涤器(100)的中央区域直到洗涤器的外围壁(102)以至少一对液体帘幕的形式喷射第一洗涤液(3)，从喷射设备在与所述一对液体帘幕关联的同一水平平面(H)的任一侧上喷射所述一对或每对的液体帘幕；然后‑分配设备(600)，其在洗涤器(100)的自由空间(V100)中以下落的雨的形式分配第二洗涤液(4)，所述自由空间(V100)从喷射设备延伸到分配设备，并且在自由空间(V100)中烟雾自由地流通，所述分配设备包括至少一级的分配器(601)，所述分配器(601)位于相同的高度处，同时分布在与所述高度关联的洗涤器的横截面上，并且所述分配器(601)分别分配所述雨的对应的部分。

Description

用于对海船引擎的废气烟雾进行湿式脱硫的方法和设施
【技术领域】
本发明涉及一种用于对海船引擎的废气烟雾进行湿式脱硫的方法和设施。
【背景技术】
无论是客船还是其它船舶，海船主要使用燃料油作为燃料，用于柴油引擎对其进行推进。该燃料油含有高达5wt％的硫，最通常为0.5wt％与3.5wt％之间。在引擎中的燃烧过程中，这种硫转化为二氧化硫(SO2)。结果，来自这些引擎的废气烟雾是酸性的。
在某些领域中，现行的海事法规要求将来自船舶烟囱的排放限制在相当于燃料油中0.1wt％(重量)的硫。实践中，排放限值取决于航行区域：靠近海岸或在港口中，二氧化硫排放量必须低于远海处的排放量。应当注意的是，即使在港口中，游轮也必须继续运行其引擎以满足船上电力需求，并且因此潜在地排放二氧化硫。因此，为了符合规定，在将二氧化碳排放到大气中之前，船舶必须包含用于减少二氧化硫排放及其烟雾的部件。可以考虑若干种解决方案。
首先可以降低所用的燃料油的硫含量，或者甚至使用液化气体，这会立即导致二氧化硫排放的减少。然而，具有非常低的硫含量的燃料油或液化气体是昂贵的，使得这种方法不是非常经济的。
另一种方法包括使用湿式洗涤器，其中分散有诸如氢氧化钠的中和剂。然而，要提供的氢氧化钠的量是相当大的，因为对于非常大的客船而言，待处理的二氧化硫流量可达到每小时并且每个洗涤器500千克。除了二氧化碳的价格之外，还必须为其储存做准备并考虑其极腐蚀性和危险性。
因此，废气烟雾最常用海水洗涤。由洗涤器使用海水的天然碱度来中和二氧化硫而执行的这种技术是已知的并且已被掌握，尤其用于位于海边的发电厂。在实践中，存在两种技术。
第一种技术基于使用内衬来实现洗涤器。该内衬由环或内部构件构成，大量引入洗涤器的塔中，或者提供有结构化的性质，即内衬具有在空间中结构上重复的图案。就转移效率而言，即捕获带进洗涤器中使用的体积的二氧化硫的能力，这些内衬是非常好的。但是，必须考虑两个限制。一方面，由衬垫引起的压力损失可能很大：如果洗涤器必须放置在柴油引擎的下游，这需要使用风扇来克服这种压力损失，这会花费能量和额外的投资。另一方面，来自柴油引擎的烟雾非常热，并且虽然存在淬火设备，但是必须预期在故障之后的情况下，非常热且未冷却的烟雾，例如超过200℃，进入洗涤器。旁路并非总是可行的，至少必须使洗涤器及其内衬能够承受干燥操作，并因此使组件能够承受超过200℃的温度。这需要为洗涤器及其内衬选择耐受温度的材料。在这种情况下，对于放置在船上的洗涤器而言，富含氯化物、酸性和还原剂的海洋环境是高度腐蚀性的，使得内衬的成本受到很大影响。
使用海水来减少烟雾中包含的硫氧化物的第二种技术广泛用于在陆地上产生能量的发电厂：第二种技术包括使用空的洗涤器，其中海水被分散。这种分散可以以落入洗涤器中央区域的液滴形式而实现，如图1中非常示意性示出的那样，或者以液体帘幕的形式而实现，如FR 1,231,173中教导的并且在图2中非常示意性地示出的那样。
在从图1已知的这种情况下，待脱硫的烟雾F通过以洗涤器底部为中央的烟囱C而引入洗涤器V的底部中。在洗涤器V的头部的中央区域中，喷嘴分配洗涤液L，洗涤液L是以向下落下的液滴的形式与在洗涤器内向上流通的烟雾F逆流而提供的，以捕获烟雾F中存在的二氧化硫。
在从图2已知的这种情况下，待脱硫的烟雾F也通过以洗涤器底部为中央的烟囱C而引入洗涤器V的底部中。在洗涤器V的中央处，喷雾器P喷射洗涤液，洗涤液L是以洗涤器V的中央几何轴线ZC的区域朝向所述洗涤器的外围壁的帘幕的形式而提供的，以捕获烟雾F中存在的二氧化硫。
图1和2的解决方案都具有优点。它们简单，并且因为洗涤器V是空的且烟雾F在其中自由流通，所以与在洗涤器内使用内衬的解决方案相比，压力损失低。更进一步地，它们是经济的，尽管因为转移能力低于使用内衬的洗涤器，洗涤器V的高度更大。最后，洗涤器V本质上是空的，不需要担心内衬的组件，特别是它们耐受腐蚀和温度的能力，以及其污染。然而，从操作角度来看，低压力损失是主要优点，使得在洗涤器V内的烟雾F的分布成为问题。实际上，在图1的设施的情况下，任何不稳定性，无论是由于船的运动，洗涤液的分布上的微小变形(例如由于一些喷嘴D的堵塞)，或者甚至是混沌理论意义上的不稳定性，将导致待处理的烟雾F变为集中在洗涤器V的一侧上，而洗涤液变为偏移到洗涤器的相对侧，如图1示意性示出的那样：烟雾F于是在洗涤器V内具有不对称且不平衡的速度分布，其也不一定在时间上稳定，例如在洗涤器的外部运动过程中确实能够出现尺度效应。在图2的设施的情况下，待净化的烟雾F通过将洗涤液朝向所述烟雾F移动量的转移，逐渐远离中央轴ZV移动，变得集中在洗涤器V的外围壁上，如图2中示意性示出的那样：于是烟雾F的速度分布经历变形，使其变得不均匀。在这两种情况下，虽然在洗涤器V的底部处集中引入烟雾，但是在洗涤器V内的烟雾F的速度分布的不均匀性使得液体与气体的比率，即，在洗涤器V内的给定位置中存在的洗涤液量与烟雾量的比值，在洗涤器内是不均匀的，导致针对烟雾F的脱硫效率的显著的降低。
在到此为止概述的问题的背景下，US 2016/0016109提出了一种用于对来自船用引擎的废气烟雾进行脱硫的方法和设施，其可以被认为是最接近在此要求保护的方法和设施。在US 2016/0016109中，由船用引擎排放的废气烟雾通过垂直烟囱接收到洗涤器中，在洗涤器内所述烟雾向上流通。在洗涤器内部，离开烟囱的烟雾连续地遭遇第一偏转构件、第一水注射器、第二水注射器、收缩构件、第二偏转构件、第三水注射器和冷凝器，第一偏转构件保护烟囱的口部免于引入液体，第一水注射器用于向下注水，第二水注射器用于向上注水，在收缩构件处通道部分被阻塞，第三水注射器用于向下注水。第一、第二和第三注射器都是相同类型的。收缩构件将洗涤器的内部分成两个腔室，即下腔室和上腔室，在下腔室中布置有第一偏转构件以及第一和第二注射器，在上腔室中布置有第二偏转构件、第三注射器和冷凝器。虽然当烟雾进入上腔室时，对于收缩构件而言存在重新集中离开下腔室的烟雾的趋势，但由于第一、第二和第三注射器都位于洗涤器的中央几何轴上的事实，两个腔室中的每个腔室中的烟雾的流通都经受上述不稳定的风险：由所述第一，第二和第三注射器注射的水倾向于使烟雾的流通相对于洗涤器的外围壁而偏离。更进一步地，收缩构件的存在必然导致显著的压力损失，并且需要通过专用的抽取装置恢复注入上腔室中并聚集在收缩构件处的水。结果是改变了脱硫效能。
在除废气烟雾的脱硫之外的领域中，US 4,375,976提出了一种用于从气流，特别是空气流中除去灰尘的方法和设施。用于除尘的气流首先被送入旋风分离器，在该旋风分离器的顶点处，气流被重新集中并垂直地引导到出现在洗涤器底部的管中。在所述洗涤器内部，气流向上流通，连续地遭遇保护锥、喷水器、喷水喷嘴和过滤器。保护锥、喷雾器和喷嘴沿着洗涤器的中央几何轴线对准。喷雾器产生喷雾，其本质上具有低的水密度，类似于雾，并且从洗涤器的中央轴线水平喷射：所述喷雾试图润湿存在于上升气流中的固体颗粒。喷雾器还喷射向上翻转的锥形喷水，试图保持过滤器底部湿润。分配喷嘴又产生锥形水喷雾，其向下翻转并意图润湿气流中存在的固体颗粒。该设施似乎令人满意地捕获由气流而漂流的固体颗粒，但并未试图使由海船的引擎排放的废气烟雾脱硫。
【发明内容】
本发明的目的是提出一种洗涤器的布置，其基于巧妙且廉价的实施方式而寻求解决上述的缺点以对废气烟雾进行脱硫。
为此，本发明涉及一种用于对海船引擎的废气烟雾进行湿式脱硫的方法，其中待脱硫的烟雾通过垂直烟囱进入洗涤器中，垂直烟囱以基本上居中的方式出现在所述洗涤器的底部中，并且其中烟雾在洗涤器内向上流通以在其中与第一洗涤液和第二洗涤液接触，第一洗涤液和第二洗涤液被提供以捕获烟雾中包含的二氧化硫，所述烟雾在所述洗涤器中连续遭遇：
-旋转设备，其由烟雾通过同时在洗涤器内部使烟雾旋转；
-保护设备，其保护所述烟囱的下游口部免于引入液体同时保持烟雾的流通；
-喷射设备，其从所述洗涤器的中央几何轴通过的所述洗涤器的中央区域直到所述洗涤器的外围壁以至少一对液体帘幕的形式喷射第一洗涤液，从喷射设备在与所述一对液体帘幕关联的同一水平平面的任一侧上喷射所述一对或每对的液体帘幕；然后
-分配设备，其在所述洗涤器的自由空间中以向下下落的雨的形式分配第二洗涤液，所述自由空间从喷射设备延伸到分配设备，并且在所述自由空间中烟雾自由地流通，分配设备包括至少一级的分配器，所述分配器位于相同的高度处，同时分布在与所述高度关联的洗涤器的横截面上，并且所述分配器分别分配所述雨的对应的部分。
本发明还涉及一种用于对海船的废气烟雾进行湿式脱硫的设施，所述设施包括：
-洗涤器，在其底部中，用于在洗涤器中吸入烟雾的垂直烟囱以基本上居中的方式出现；
-旋转设备，其适于由离开所述烟囱的烟雾通过，以便在所述洗涤器内使烟雾旋转；
-保护设备，其适于保护所述烟囱的下游口部免于引入液体，同时允许离开烟囱的烟雾通过；
-喷射设备，其适于从所述洗涤器的中央几何轴线通过的所述洗涤器的中央区域直到所述洗涤器的外围壁以至少一对液体帘幕的形式喷射第一洗涤液体，从喷射设备在与所述一对液体帘幕关联的同一水平平面的任一侧上喷射所述一对或每对液体帘幕；以及
-分配设备，其适于在洗涤器的自由空间中以下落的雨的形式分配第二洗涤液，所述自由空间从喷射设备延伸到分配设备并且在所述自由空间中烟雾自由地流通，所述分配设备包括至少一级的分配器，所述分配器位于相同的高度处，同时分布在与所述高度关联的洗涤器的横截面上，并且所述分配器分别分配所述雨的对应的部分，
旋转设备、保护设备、喷射设备和分配设备布置在所述洗涤器内部，使得离开烟囱并且在所述洗涤器内部向上流通以在其中与第一和第二洗涤液接触的待脱硫的烟雾，连续地遭遇旋转设备、保护设备、喷洒设备，然后分配设备，第一洗涤液和第二洗涤液被提供以捕获包含在所述烟雾中的二氧化硫。
由于本发明，从底部到顶部通过洗涤器的待脱硫烟雾具有尽可能平坦的速度分布，因此通过分散在洗涤器中的第一和第二洗涤液来提供对所述烟雾的非常有效的脱硫。更进一步地，基于单独地易于安装和操作的布置的本发明的实施仍然是经济的。
根据本发明的方法和设施的其它有益特征：
-由喷射设备喷射的第一洗涤液的流量是通过分配设备分配的第二洗涤液的流量的至少1.5倍。
-在分配设备下方的所述洗涤器的横截面由具有相同的面积的中央部分和周边部分构成，第二洗涤液在所述中央部分上的分布密度，即由分配设备在所述中央部分中的分配的第二洗涤液的流量与所述中央部分的面积的比值，至多为所述周边部分上的第二洗涤液的分布密度的0.9倍，所述周边部分上的第二洗涤液的分布密度即由分配设备在所述周边部分中的分配的第二洗涤液的流量与所述外围部分的区域的比值。
-至少两对液体帘幕由所述喷射设备喷射，同时与位于不同高度处的相应的水平平面关联，使得两个液体帘幕彼此相交，所述两个液体帘幕分别属于第一对和位于所述第一对上方的第二对，并且所述两个液体帘幕分别是在与所述第一对相关的水平平面上方和与所述第二对关联的水平平面下方而喷射的。
-由喷射设备喷射的所述一对或每对的两个液体帘幕中的每个液体帘幕与所述洗涤器的中央轴形成在50°与70°之间的角度。
-第一洗涤液和第二洗涤液包括海水或由海水组成。
-第一洗涤液和第二洗涤液的相应成分是不相同的。
-喷射设备包括单个喷雾器，所述喷雾器位于所述洗涤器的所述中央区域中并且适于以单个的一对液体帘幕的形式来喷射第一洗涤液。
-喷射设备包括若干个喷雾器，所述喷雾器各自适于以一对液体帘幕的形式喷射第一洗涤液体并且所有喷雾器都位于所述洗涤器的所述中央区域中，所述喷雾器中的至少一些喷雾器：
-沿着所述洗涤器的中央轴线以分级的方式而布置，使得所述两个液体帘幕彼此相交，所述两个液体帘幕分别由所述喷雾器中的第一喷雾器在与一对所述第一喷雾器的关联的水平平面上方喷射，并且由位于第一喷雾器上方的第二喷雾器在与一对所述第二喷雾器关联的水平平面下方喷射；和/或
-基本上布置在同一水平平面中且彼此分离。
-旋转设备包括用于使所述烟雾偏转的叶片，所述叶片围绕所述洗涤器的中央轴线固定地分配并且特别提供了六到十个叶片。
-分配设备包括若干级的分配器，所述各级位于不同的相应高度处。
-保护设备由中式帽构成，中式帽即具有至少60°的半锥角的圆锥。
-保护设备包括顶锥和一个或若干个同轴且叠置的锥形主干部，所述一个或若干个锥形主干部由顶锥同轴地盖上，所述顶锥和所述锥形主干部都具有至少60°的顶部半锥角。
-所述设施进一步包括冷凝器，所述冷凝器布置在所述洗涤器内部，以便在烟雾遭遇分配设备后由烟雾通过。
【附图说明】
通过阅读仅作为示例提供并且参考附图进行的以下描述，将更好地理解本发明，其中：
-图1和图2是现有技术并且以上描述的脱硫设施的示意图；
-图3是根据本发明的脱硫设施的示意图，其实施了根据本发明的脱硫方法；
-图4是属于图3的设施的设备的一个实施例的正视图；
-图5是沿图4中箭头V的正视图；
-图6是类似于图4的视图，其图示了图4的设备的替代实施例；
-图7是沿图6的箭头VII的正视图；
-图8是属于图3设施的另一设备的详细透视图；以及
-图9是沿图3中的IX-IX线的示意图。
【具体实施方式】
图3示出了一种设施，该设施使得可以对来自推进所述设施位于其上的海船的柴油引擎的废气烟雾1进行脱硫。烟雾1含有硫氧化物，特别是二氧化硫(SO2)。
在图3的设施中，来自上述引擎的排气口并且可能已经经受预脱氮的烟雾1通过烟囱200被引入到脱硫洗涤器100中。
如图3中示意性示出的那样，洗涤器100总体上呈现塔的形式，其在使用期间纵向垂直延伸。在其底座处，洗涤器100具有底部101，洗涤器的外围壁102从底部101上升，以顶点103结束。洗涤器100的外围壁102限定中央几何轴Z100，当洗涤器100在使用中时，该中央几何轴Z100垂直延伸。
将注意的是洗涤器100是空的，因为它没有内衬，诸如本文件的介绍部分中提及的环或内部构件。
例如以套管或类似管道的形式构成的烟囱200被布置在洗涤器100下方并且基本上竖直地延伸，以便出现在洗涤器100的底部101中。烟囱200的下游端通过在洗涤器100的中央轴Z100上以居中的方式构成底部101的壁，使得烟囱200的下游口部201(其将烟囱的其余部分连接到洗涤器100的底部101)基本上与洗涤器的外围壁102同轴。在使用期间，烟囱200允许废气烟雾进入到洗涤器100的底部101中，然后，一旦进入洗涤器内部，它们就从洗涤器的底部101向上流通，直至其顶部103，从顶部103它们以经净化的烟雾2的形式而排出。
垂直烟囱200对烟雾1的吸入对于船舶上的图3的设施而言是有利的，因为这种布置与将烟雾横向引入洗涤器相比占用更小的空间，这种侧向引入对于陆基发电厂的洗涤塔而言是常见的。
为了提供一个数量级(这绝不是对本发明的限制)，烟雾1的流速例如在50,000Nm3/h与200,000Nm3/h之间，并且洗涤器100的外围壁102的内部的直径100例如在3米与6米之间。
根据本发明的一个特征，洗涤器100在其外围壁102的下部分向内装备有保护设备300，保护设备300的功能是保护烟囱200的嘴部201免于在所述烟囱的内部引入的液体，同时允许离开烟囱的烟雾1通过。换句话说，保护设备300防止从悬于出口201之上的区域掉落或流动的任何液体受重力而穿透到烟囱200内，同时允许离开所述烟囱的烟雾1绕过保护设备以在洗涤器100内扩散。保护设备300是至关重要的，因为出于安全原因，不能容忍在烟囱200中引入液体，可能使液体朝向烟雾1从其逸出的柴油引擎反流。
在实践中，可以考虑用于保护设备300的各种实施例。优选相当开放的实施例，以便限制保护设备300处的压力损失。为此，保护设备300的一个实施例(其由图4和图5图示)由中式帽301，即锥形构成，该锥形具有至少60°的半锥角并且在图3的设施内基本上以洗涤器100的轴Z100为中心。与中式帽301相比更精细的一个实施例(其限制了烟雾1朝向洗涤器100的外围壁102的转向)在图6和7中示出：保护设备300然后由组件302组成，该组件302包括顶锥302.1和同轴且叠置的两个锥形主干部302.2和302.3，由顶锥302.1同轴地盖上该两个锥形主干部，锥形元件302.1、302.2和302.3都具有至少60°的顶锥角，而在图3的设施内，其全部基本上以洗涤器100的轴Z100为中心。当然，在未示出的替代方案中，锥形主干部302.2和302.3的数量可以减少到一个，或者相反地，大于两个。
根据本发明的一个特征，洗涤器100在其外围壁102的下部分处向内装备有旋转设备400，旋转设备400被设计成由离开烟囱200的烟雾1通过，以便在烟雾遭遇保护设备300之前，在洗涤器100内使烟雾旋转。旋转设备400例如被放置在烟囱200的嘴部201中，如图3中示意性示出的那样。替代地，旋转设备400盖住嘴部201，或者从所述嘴部201的略微下游而布置。
实践中，旋转设备400的实施例对本发明并不是限制性的。例如，并且如图3中示意性地示出的那样，旋转设备400包括用于使烟雾1偏转的叶片401，其固定地布置在旋转设备400内，同时如果适用的话，由中央核心402支持，并且在图3的设施内，其围绕洗涤器100的中央轴线Z100基本上规则地分布。这些偏转叶片401有利地存在六到十个。图8更详细地示出了对应于所述旋转设备400的示例实施例。作为未示出的替代方案，旋转设备400可以类似于旋风分离器的输入处使用的旋转设备。不管其实施例如何，旋转设备400导致向流通通过所述设备的烟雾1施加旋涡运动，防止烟雾1在洗涤器100内部，在所述洗涤器的一侧上变得集中，从而损害像图1中的径向相对侧。
根据本发明的一个特征，洗涤器100在其外围壁102的运行部分处向内装备有喷射设备500，喷射设备500使得能够基本上从中央轴Z100朝向洗涤器100的外围壁102以液体帘幕的形式喷射洗涤液3。因为喷射设备500不是周期性的，或者由如下文详细描述的几个分开的喷射元件构成，液体3的帘幕由所述喷射设备500从不严格限制于洗涤器100的中央轴Z100的区域，但是从洗涤器100的中央区域而喷射，所述轴Z100通过该中央区域，如果适用的话，该中央区域以所述轴Z100为中心。如图3中指示的那样，由喷射设备500喷射的液体3的每个帘幕从喷射设备500延伸到洗涤器100的外围壁102，使得沿着轴线Z100喷射的每个帘幕覆盖洗涤器100的整个横截面，当然在喷射设备500本身之外。更进一步地，同样如图3中示出的那样，液体3的帘幕成对地关联，注意到一对或几个这样的对是可能的：每对的两个帘幕从喷射设备500喷射在同一水平几何平面H的任一侧上，因此与轴Z100形成严格小于90°的角度。根据一个实际但非限制性的实施例，每对中的两个帘幕相对于与所述一对液体帘幕关联的水平平面H基本对称，这相当于说所述两个帘幕与轴Z100形成具有相同值的角度，在图3中表示为α。根据有利的可选尺寸，值α在50°与70°之间。在所有情况下，当图3的设施在使用中时，烟雾1在遭遇保护设备300之后，在洗涤器100内向上流通，通过由喷射设备500在洗涤器的整个横截面上(即在喷射设备500附近和洗涤器的外围壁102附近以及在所述设备和所述壁之间)喷射的液体3的每对帘幕中的底部帘幕，然后是顶部帘幕。以这种方式，来自保护设备300的整个烟雾F流经过液体3的每对帘幕的两个帘幕或所述一对液体帘幕的两个帘幕，因此通过将所述硫氧化物转移到洗涤液3中，可以捕获所述烟雾中含有的硫氧化物。
因此，喷射设备500用于贡献大量的洗涤液3，但不会产生大的压力损失。因此，喷射设备500对烟雾1进行淬火，即，在洗涤器100中的烟雾1的输入温度(典型地在150℃与450℃之间)与最终的热力学平衡温度(典型地在20℃与70℃之间)之间降低它们的温度，所述最终温度的值取决于烟雾1的初始温度和水含量。更进一步地，在喷射设备500位于的洗涤器100的运行部分中，液体与气体的比值具有高的值使得可以快速地捕获硫氧化物，特别是二氧化硫，其中二氧化硫的浓度是最高的。
为了进一步提高脱硫效率，可以通过喷射设备500喷射若干对液体3的帘幕，同时所述若干对液体3的帘幕与位于不同高度处的相应的水平平面H关联，如图3中所示出的那样：通过提供每对帘幕的底部帘幕与位于底部帘幕的正上方的所述一对帘幕中的顶帘幕相交(在所述帘幕到达洗涤器100的外围壁102之前)，在所述帘幕的交汇点处发生液体3的附加的雾化，这产生了在液体3与烟雾1之间的附加的转移表面。
在实践中，喷射设备500的实施例对本发明的并不是限制性的，所述喷射设备500在任何情况下都布置在保护设备300上方。作为示例，如图3中示意性地考虑的那样，喷射设备500包括：一个或多个喷雾器501，其涉及本身已知的技术，液体3的每对帘幕由各喷雾器501中的一个喷射，每个喷雾器位于洗涤器100的上述的中央区域中，或者基本上位于洗涤器100的中央轴Z100上，并且所述喷雾器501沿着所述轴Z100以分级的方式布置。替代地，可以考虑几个喷雾器501基本上位于相同的水平平面中并且彼此相距一定距离，当然所有剩余的喷雾器都位于洗涤器100的上述的中央区域中：例如，提供这样的喷雾器中的三个，其分别设置在基本水平的几何三角形的顶部处。当然，该替代方案可以与先前考虑的喷雾器501的级(或多级)组合：在这种情况下，每个级包括若干个喷雾器501，例如以三角形或另外的布置来进行布置。在所有情况下，喷射设备500的喷射级(多个)的数量和每个喷射级的喷雾器501的数量取决于要提供的净化水平，以及烟雾1的硫氧化物浓度，级的数量例如在1与12之间，并且每级的喷雾器(多个)的数量例如在1与3之间。
关于上述数量级，在每对帘幕处喷射的洗涤液3的流量，换句话说，由每个喷雾器501喷射的洗涤液3的流量例如在30m3/h与200m3/h之间。
根据本发明的另一特征，洗涤器100在其外围壁102的上部分处向内装备有分配设备600，该分配设备600放置在喷射设备500上方并且使得可以在自由空间V100中以向下下落的雨的形式分配洗涤液，该自由空间V100从喷射设备500直到分配设备600布置在喷射设备500的外围壁102内部。在该自由空间V100中，烟雾1，其在通过液体3的帘幕后，在洗涤器100内自由向上流通，逆流遭遇由洗涤液4形成的雨，该雨通过在液体4中捕获烟雾中仍存在的硫氧化物来提供所述烟雾的补充的净化。
分配设备600的实施例对本发明不进行限制。作为示例，如图3中示意性地示出的那样，所述分配设备600包括本身已知的分配器601，并且其例如是喷嘴、喷杆、喷头等。如果适用的话，还如图3所示，所述分配器601垂直地相互跟随地分布在一个或若干个，例如四个，优选两个级上。在所有情况下，在这些级的每个级上，所述级的分配器601因此全部基本上位于相同的高度处，换言之，沿着轴Z100在相同的水平上，并且其数量例如在5与30之间，分布在与所述高度关联的洗涤器的横截面上：以这种方式，并且通过使每个级的每个分配器601分配来自液体4的雨水的一部分，在分配器600以下获得的来自液体4的雨落在自由空间V100的整个横截面上，即使来自每个级的分配器601的分布不是严格地均匀的。
关于上述数量级，由分配设备600的每个级分配的洗涤液4的流量为约200m3/h。
当然，到目前为止给出的数值和数量级对于本发明不是限制性的。取决于脱硫设施的大小，这些值被调整，并且可能比先前给出的值大得多或小得多。
洗涤液3和4的各自的成分对本发明不是限制性的。所述液体3和4中的每种优选包含海水，如果适用的话，掺杂有碱性试剂。在这种情况下，洗涤液3和4中的一种和/或另一种可以由石灰石或石灰悬浮液或钠溶液构成。更进一步地，根据第一种操作可能性，洗涤液3和4的各自的组成是相同的。根据替代的操作可能性，洗涤液4的组成与洗涤液3的组成不同：特别地，洗涤液4例如由新鲜的海水构成，其可以掺杂或可以不掺杂有碱性试剂，而洗涤液3可以是再循环的液体，特别是部分贫化的海水。在所有情况下，应理解的是分别由喷射设备500喷射并由分配设备600分散的洗涤液3和4的总量取决于烟雾1中的二氧化硫的流量，例如以kg/h为单位。
根据本发明的一个可选且有利的特征，洗涤器100向内装备有冷凝器700，冷凝器700以其本身已知的方式使得可以保持液滴，在没有所述冷凝器的情况下，液滴将被驱动至洗涤器100的外部进入净化的烟雾2中。冷凝器700位于分配设备600的上方，以便在使用期间由烟雾1通过，烟雾1在遭遇分配设备600之后在洗涤器100内向上流通。
冷凝器700的实施例对本发明不是限制性的。例如，冷凝器700由具有支架的篮子构成。
图3的设施对于烟雾1的脱硫而言特别地有效，这是由于：在喷射设备500喷射的洗涤液3的帘幕和由分配设备600分配的洗涤液4的雨的组合效果下，并结合烟雾1通过烟囱200而居中地垂直引入进洗涤器的底部101中以及通过旋转设备400使洗涤器内的烟雾旋转，所述烟雾在洗涤器100内的流量的稳定化。实际上，在喷射设备500和分配设备600的组合作用下，就在保护设备300的下游必然非常不均匀的烟雾1的速度分布逐渐且快速地再均匀化。更进一步地，通过旋转设备400的烟雾1的旋转，特别地防止烟雾1在洗涤器100的两个径向相对区域之间的任何振荡不稳定性。
将理解的是，烟雾1和洗涤液3的接触与烟雾1和洗涤液4之间的接触具有不同的类型，因为液体3以帘幕的形式喷射，而液体4以雨的形式分布。这种接触类型的区别有利于脱硫效率并且有利地使得能够通过喷射设备500喷射比由分配设备600分配的液体流4更大的液体3的流量。液体3的流量因此可以是液体流4的流量1.5倍或甚至2倍。以这种方式，利用比液体4更多的液体3而进行脱硫，这使得一方面可以限制液体4的流量，这对洗涤器100内的压力损失影响最大，并且另一方面增加在洗涤器中烟雾流通开始时对烟雾进行操作的液体3的流量，即，其中期望高值的液体与气体的比例以处理烟雾中的高二氧化硫浓度。
作为可选的和有利的改进方案，分配设备600设计成使得洗涤液4的分配密度在洗涤器的中央处比在洗涤器的外围处更低。在实践中，该改进方案基于分配设备601的分配器601的专用的选择和/或布置：专用选择指的是分配器600不一定全部相同的事实，并且专用布置指的是分配器601的位置不一定是均匀的事实。换句话说，每平方米的分配器601的类型和数量可以在洗涤器100的横截面上变化。
为了更好地理解这个方面，图9以两部分示出了洗涤器100的横截面在其自由空间V100处的虚拟分布，即由洗涤器的中央轴Z100穿过的中央部分S100.1，以及围绕中央部分S100.1一直连续的周边部分S100.2，中央部分S100.1和周边部分S100.2的分别的区域彼此相等：洗涤液4在中央部分S100.1上的分配密度，即由分配设备600在中央部分S100.1中分配的洗涤液4的流量与该中央部分S100.1的面积的比例，例如表示为以m3/m2/h计，最多为洗涤液4在周边部分S100.2上的分布密度的0.9倍，洗涤液4在周边部分S100.2上的分布密度即由分配设备600在所述周边部分S100.2中的分配的洗涤液4的流量与以相同单位表达的所述周边部分S100.2的面积的比值。
因此，洗涤液4的更多的雨滴落入到其截面对应于周边部分S100.2的空间V100的部分中，而不是进入空间V100的其余部分中，即，进入其界面对应于中央部分S100.1的所述空间的部分中。分配到与周边部分S100.2关联的体积V100的部分中的液体4因此对在体积V100的所述部分中向上流通的烟雾1产生更大的摩擦，迫使相对于空间V100的其余部分重新平衡，并且因此至少部分地补偿喷射设备500和保护设备300对烟雾1的影响。
在实践中，取决于设施的运行状态，换句话说，取决于烟雾1的流量、它们的成分和它们的温度，可以手动或自动地调节分别在中央部分S100.1和外围部分S100.2上分配的洗涤液4的量。
因此，重新建立了针对洗涤器100内液体与气体的比值的整体分布，其更有利于烟雾1的脱硫。
示例：
已经在以下特征的情况下对本发明进行了测试。
图3的设施处理105000Nm3/h的废气烟雾1，其由烟囱2在390℃的温度下接收到洗涤器100的底部101中。洗涤器100在其外围壁102处具有3200mm的内径和约10m的总高度。烟囱200的内直径为1800mm。旋转设备400包括八个偏转叶片401。保护设备300采用图4和图5的中式帽301的形式。四级喷雾器501各自喷射80m3/h的洗涤液3。单级分配器601分配200m3/h的洗涤液4。冷凝器700具有支架。
实施该示例使得可以观察到洗涤器100内的烟雾1的速度分布的快速均匀化，该分布就在保护设备300的下游非常不均匀，而在自由空间V100处基本上是平坦的。

Claims (15)

1.一种对海船引擎的废气烟雾进行湿式脱硫的方法，
其中待脱硫的烟雾(1)被引入纵向垂直延伸的洗涤器(100)中，所述洗涤器(100)在其底座处具有底部(101)，所述洗涤器(100)的外围壁(102)从底部(101)上升，并在所述洗涤器(100)的顶部以顶点(103)结束，所述洗涤器(100)的外围壁(102)限定垂直延伸的中央几何轴(Z100)，其中所述待脱硫的烟雾(1)通过垂直烟囱(200)进入洗涤器(100)中，所述垂直烟囱(200)在所述中央几何轴(Z100)上以居中的方式出现在所述底部(101)中，
并且其中所述烟雾(1)在洗涤器(100)内从所述底部(101)向上流通，直至所述顶点(103)，并且在洗涤器(100)中与第一洗涤液(3)和第二洗涤液(4)接触，第一洗涤液(3)和第二洗涤液(4)被提供以捕获烟雾中包含的二氧化硫，所述烟雾在所述洗涤器中连续遭遇：
-旋转设备(400)，其由烟雾(1)通过同时在洗涤器(100)内部使烟雾(1)旋转；
-保护设备(300)，其保护所述烟囱(200)的下游口部(201)免于引入液体同时保持烟雾(1)的流通；
-喷射设备(500)，其从所述中央几何轴(Z100)通过的所述洗涤器(100)的中央区域直到所述外围壁(102)以至少一对液体帘幕的形式喷射第一洗涤液(3)，从喷射设备在与所述一对液体帘幕关联的同一水平平面(H)的任一侧上喷射所述一对或每对的液体帘幕；然后
-分配设备(600)，其在所述洗涤器(100)内与所述喷射设备(500)分开自由空间(V100)，在所述自由空间(V100)中所述烟雾在所述洗涤器内从所述液体帘幕自由向上流通，所述分配设备(600)在所述自由空间(V100)中以向下下落的雨的形式分配第二洗涤液(4)，并且所述分配设备包括至少一级的分配器(601)，所述分配器(601)位于相同的高度处，同时分布在与所述高度关联的洗涤器的横截面上，并且所述分配器(601)分别分配所述雨的对应的部分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中由喷射设备(500)喷射的第一洗涤液(3)的流量是通过分配设备(600)分配的第二洗涤液(4)的流量的至少1.5倍。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在分配设备(600)下方的所述洗涤器(100)的横截面由具有相同的面积的中央部分(S100.1)和周边部分(S100.2)构成，第二洗涤液(4)在所述中央部分上的分布密度，即由分配设备(600)在所述中央部分中的分配的第二洗涤液的流量与所述中央部分的面积的比值，至多为所述周边部分上的第二洗涤液的分布密度的0.9倍，所述周边部分上的第二洗涤液的分布密度即由分配设备在所述周边部分中的分配的第二洗涤液的流量与所述周边部分的区域的比值。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中至少两对液体帘幕由所述喷射设备(500)喷射，同时与位于不同高度处的相应的水平平面(H)关联，使得两个液体帘幕彼此相交，所述两个液体帘幕分别属于第一对和位于所述第一对上方的第二对，并且所述两个液体帘幕分别是在与所述第一对相关的水平平面上方和与所述第二对关联的水平平面下方而喷射的。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中由喷射设备(500)喷射的所述一对或每对的两个液体帘幕中的每个液体帘幕与所述洗涤器(100)的中央轴(Z100)形成在50°与70°之间的角度(α)。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第一洗涤液(3)和第二洗涤液(4)包括海水。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中第一洗涤液(3)和第二洗涤液(4)的相应成分是不相同的。
8.一种用于对海船引擎废气烟雾进行湿式脱硫的设施，所述设施包括：
-纵向垂直延伸的洗涤器(100)，所述洗涤器(100)在其底座处具有底部(101)中，所述洗涤器(100)的外围壁(102)从底部(101)上升，并在所述洗涤器(100)的顶部以顶点(103)结束，所述洗涤器(100)的外围壁(102)限定垂直延伸的中央几何轴(Z100)，
-垂直烟囱(200)，其适于在洗涤器中吸入烟雾(1)，并在所述中央几何轴(Z100)上以居中的方式出现在所述底部(101)中；
-旋转设备(400)，其适于由离开所述烟囱(200)的烟雾(1)通过，以便在所述洗涤器(100)内使烟雾(1)旋转；
-保护设备(300)，其适于保护所述烟囱(200)的下游口部(201)免于引入液体，同时允许离开烟囱的烟雾(1)通过；
-喷射设备(500)，其适于从所述中央几何轴线(Z100)通过的所述洗涤器(100)的中央区域直到所述外围壁(102)以至少一对液体帘幕的形式喷射第一洗涤液体(3)，从喷射设备在与所述一对液体帘幕关联的同一水平平面(H)的任一侧上喷射所述一对或每对液体帘幕；以及
-分配设备(600)，其在所述洗涤器(100)内与所述喷射设备(500)分开自由空间(V100)，在所述自由空间(V100)中所述烟雾在所述洗涤器内从所述液体帘幕自由向上流通，所述分配设备(600)适于在所述自由空间(V100)中以下落的雨的形式分配第二洗涤液(4)，并且所述分配设备包括至少一级的分配器(601)，所述分配器(601)位于相同的高度处，同时分布在与所述高度关联的洗涤器的横截面上，并且所述分配器(601)分别分配所述雨的对应的部分，
旋转设备(400)、保护设备(300)、喷射设备(500)和分配设备(600)布置在所述洗涤器(100)内部，使得离开烟囱(200)并且在所述洗涤器内部从底部(101)向上流通，直至其顶点(103)，以在其中与第一和第二洗涤液(3,4)接触的待脱硫的烟雾(1)，连续地遭遇旋转设备、保护设备、喷洒设备，然后分配设备，第一洗涤液和第二洗涤液被提供以捕获包含在所述烟雾中的二氧化硫。
9.根据权利要求8所述的设施，其中喷射设备(500)包括单个喷雾器(501)，所述喷雾器(501)位于所述洗涤器(100)的所述中央区域中并且适于以单个的一对液体帘幕的形式来喷射第一洗涤液(3)。
10.根据权利要求8所述的设施，其中所述喷射设备(500)包括若干个喷雾器(501)，所述喷雾器(501)各自适于以一对液体帘幕的形式喷射第一洗涤液体(3)并且所有喷雾器(501)都位于所述洗涤器(100)的所述中央区域中，所述喷雾器中的至少一些喷雾器：
-沿着所述中央几何轴线(Z100)以分级的方式而布置，使得所述两个液体帘幕彼此相交，所述两个液体帘幕分别由所述喷雾器中的第一喷雾器在与一对所述第一喷雾器的关联的水平平面(H)上方喷射，并且由位于第一喷雾器上方的第二喷雾器在与一对所述第二喷雾器关联的水平平面下方喷射；和/或
-基本上布置在同一水平平面中且彼此分离。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的设施，其中旋转设备(400)包括用于使所述烟雾(1)偏转的叶片(401)，所述叶片(401)围绕所述中央几何轴线(Z100)固定地分配。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的设施，其中分配设备(600)包括若干级的分配器(601)，所述各级位于不同的相应高度处。
13.根据权利要求8至10中任一项所述的设施，其中所述保护设备(300)由中式帽(301)构成，中式帽(301)即具有至少60°的半锥角的圆锥。
14.根据权利要求8至10中任一项所述的设施，其中保护设备(300)包括顶锥(302.1)和一个或若干个同轴且叠置的锥形主干部(302.2，302.3)，所述一个或若干个锥形主干部由顶锥(302.1)同轴地盖上，所述顶锥和所述锥形主干部都具有至少60°的顶部半锥角。
15.根据权利要求8至10中任一项所述的设施，其中所述设施进一步包括冷凝器(700)，所述冷凝器(700)布置在所述洗涤器(100)内部，以便在烟雾(1)遭遇分配设备(600)后由烟雾(1)通过。
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