CN110721583A - 一种高效率的船舶海水脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于海水脱硫技术领域，具体为一种高效率的船舶海水脱硫装置，包括反应塔体、排气管、进水管、进烟口和排水口，所述反应塔体的上下表面均设置有通槽，上侧的所述通槽上通过螺钉连接有集气罩，扩大反应塔体的体积，提供更大的反应空间，使得烟气与海水的脱硫反应效率提高，从而能够快速的进行烟气脱硫作用；通过驱动转轴、支杆、混合叶轮之间的配合作用，使得在转动的混合叶轮作用下的海水、烟气能够快速的搅动混合，达到充分接触的作用，从而提高脱硫效果；通过硫含量传感器、主控模块、功率调节器和抽吸电机之间智能化工作的方式，能够通过反馈控制的方式控制进入的海水量，从而能够实现保证脱硫效果和降低能源的消耗作用。
Description
技术领域
本发明涉及海水脱硫技术领域，具体为一种高效率的船舶海水脱硫装置。
背景技术
海水烟气脱硫是利用海水的天然碱性吸收烟气中SO2的一种脱硫工艺。由于 雨水将陆地上岩层的碱性物质(碳酸盐)带到海中，天然海水通常呈碱性，PH 值一般大于7，其主要成分是氯化物、硫酸盐和一部分可溶性碳酸盐，以重碳酸 盐(HCO3 -)计，自然碱度约为1.2～2.5mmol/L，这使得海水具有天然的酸碱缓 冲能力及吸收SO2的能力。海水脱硫的一个基本理论依据就是自然界的硫大部分 存在于海洋中，硫酸盐是海水的主要成份之一，环境中的二氧化硫绝大部分最 终以硫酸盐的形式排入大海。
从自然界元素循环的角度来分析海水脱硫。可见，海水脱硫工艺实质上截断工 业排放的硫进入大气造成污染和破坏的渠道，同时将硫以硫酸盐的形式排入大 海，使硫经过循环后又回到了它的原始形态。
现有的设备在脱硫时，通常海水与烟气接触则结束，这样对于海水的利用率相 对较低，且脱硫效果相对较差，导致脱硫不彻底的情况，从而导致排放不达标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效率的船舶海水脱硫装置，以解决上述背景 技术中提出的现有的设备在脱硫时，通常海水与烟气接触则结束，这样对于海 水的利用率相对较低，且脱硫效果相对较差，导致脱硫不彻底的情况，从而导 致排放不达标的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效率的船舶海水脱硫 装置，包括反应塔体、排气管、进水管、进烟口和排水口，所述反应塔体的上 下表面均设置有通槽，上侧的所述通槽上通过螺钉连接有集气罩，所述排气管 通过螺钉固定连接在集气罩的上端中部，所述排气管的管路上安装有硫含量传 感器，所述反应塔体的侧壁上侧通过螺钉与进水管连接，所述进水管的管路上 安装有电动抽吸泵，所述电动抽吸泵包括抽吸电机和抽吸泵，所述抽吸泵的转 轴通过联轴器与抽吸电机的转子轴连接，所述反应塔体下侧的通槽通过螺钉连 接有进气混合桶，所述进气混合桶的左侧壁上连接有进烟口，所述进气混合桶 的下表面右侧开设有排水口，所述进气混合桶的下表面中部通过电机支架安装 有驱动电机，所述驱动电机的转子轴延伸至进气混合桶的内腔，所述驱动电机 的转子轴上端通过联轴器连接有驱动转轴，所述驱动转轴的外壁上安装有轴承， 所述轴承的外壁通过支杆与进气混合桶的内壁固定连接，所述驱动转轴的上端 延伸至反应塔体的内腔，所述驱动转轴的顶端固定连接有混合叶轮，所述混合 叶轮位于反应塔体的内腔中，所述硫含量传感器的输出接口通过数据线与主控 模块连接，所述主控模块的输出接口通过数据线与功率调节器连接，所述功率 调节器的输出端输出控制抽吸电机。
优选的，所述反应塔体包括上塔体和下塔体，所述上塔体和下塔体之间通 过螺钉固定连接。
优选的，所述上塔体和下塔体之间的相视侧壁对应位置处均开设有嵌入槽， 上下侧的所述嵌入槽之间嵌入有密封圈。
优选的，所述集气罩的上端呈梯形的收拢状。
优选的，所述反应塔体的下表面左右两侧均通过螺钉连接有支撑架。
优选的，所述主控模块包括微处理器、内存和闪存，所述为可编程PLC处 理器。
优选的，所述反应塔体的边缘处呈圆弧形状，且反应塔体的横向宽度大于 进气混合桶、集气罩的横向宽度。
优选的，所述驱动电机为步进驱动电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)扩大反应塔体的体积，提供更大的反应空间，使得烟气与海水的脱硫反 应效率提高，从而能够快速的进行烟气脱硫作用；
2)通过驱动转轴、支杆、混合叶轮之间的配合作用，使得在转动的混合叶 轮作用下的海水、烟气能够快速的搅动混合，达到充分接触的作用，从而提高 脱硫效果；
3)通过硫含量传感器、主控模块、功率调节器和抽吸电机之间智能化工作 的方式，能够通过反馈控制的方式控制进入的海水量，从而能够实现保证脱硫 效果和降低能源的消耗作用。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的剖视结构示意图；
图3为本发明智能化控制的系统逻辑框图。
图中：1反应塔体、2集气罩、3排气管、4硫含量传感器、5进水管、6电 动抽吸泵、7进气混合桶、8进烟口、9驱动电机、10驱动转轴、11支杆、12 混合叶轮、13支撑架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的 方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所 指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理 解为对本发明的限制。
实施例：
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种高效率的船舶海水脱硫装置， 包括反应塔体1、排气管3、进水管5、进烟口8和排水口，反应塔体1的上下 表面均设置有通槽，上侧的通槽上通过螺钉连接有集气罩2，排气管3通过螺钉 固定连接在集气罩2的上端中部，排气管3的管路上安装有硫含量传感器4，反 应塔体1的侧壁上侧通过螺钉与进水管5连接，进水管5的管路上安装有电动 抽吸泵6，电动抽吸泵6包括抽吸电机和抽吸泵，抽吸泵的转轴通过联轴器与抽 吸电机的转子轴连接，反应塔体1下侧的通槽通过螺钉连接有进气混合桶7，进 气混合桶7的左侧壁上连接有进烟口8，进气混合桶7的下表面右侧开设有排水 口，进气混合桶7的下表面中部通过电机支架安装有驱动电机9，驱动电机9的 转子轴延伸至进气混合桶7的内腔，驱动电机9的转子轴上端通过联轴器连接 有驱动转轴10，驱动转轴10的外壁上安装有轴承，轴承的外壁通过支杆11与 进气混合桶7的内壁固定连接，驱动转轴10的上端延伸至反应塔体1的内腔， 驱动转轴10的顶端固定连接有混合叶轮12，混合叶轮12位于反应塔体1的内 腔中，硫含量传感器4的输出接口通过数据线与主控模块连接，主控模块的输 出接口通过数据线与功率调节器连接，功率调节器的输出端输出控制抽吸电机。
烟气中SO2与海水接触发生以下主要反应：
SO2(气态)+H2O→H2SO3→H++HSO3 -
HSO3 -→H++SO3 2-
SO3 2-+1/2O2→SO4 2-
上述反应为吸收和氧化过程，海水吸收烟气中气态的SO2生成H2SO3，H2SO3不稳 定将分解成H+与HSO3 -，HSO3 -不稳定将继续分解成H+与SO3 2-。SO3 2-与水中的溶解 氧结合可氧化成SO4 2-。但是水中的溶解氧非常少，一般在7～8mg/l左右，远远 不能将由于吸收SO2产生的SO3 2-氧化成SO4 2-。吸收SO2后的海水中H+浓度增加， 使得海水酸性增强，PH值一般在3左右，呈强酸性，需要新鲜的碱性海水与之 中和提高PH值，脱硫后海水中的H+与新鲜海水中的碳酸盐发生以下反应：
HCO3-+H+→H2CO3→CO2↑+H2O
在进行上述中和反应的同时，要在海水中鼓入大量空气进行曝气，其作用主要有：1)将SO3 2-氧化成为SO4 2-；2)利用其机械力将中和反应中产生的大量CO2赶出水面；3)提高脱硫海水的溶解氧，达标排放。从上述反应中可以看出，海 水脱硫除海水和空气外不添加任何化学脱硫剂，海水经恢复后主要增加了SO4 2-， 但海水盐分的主要成分是氯化钠和硫酸盐，天然海水中硫酸盐含量一般为 2700mg/l,脱硫增加的硫酸盐约70－80mg/l，属于天然海水的正常波动范围。
硫酸盐不仅是海水的天然成分，还是海洋生物不可缺少的成分，因此海水 脱硫不破坏海水的天然组分，也没有副产品需要处理。
反应塔体1包括上塔体和下塔体，上塔体和下塔体之间通过螺钉固定连接， 通过上塔体和下塔体分体式的设置，方便拆装与检修的作用。
上塔体和下塔体之间的相视侧壁对应位置处均开设有嵌入槽，上下侧的嵌 入槽之间嵌入有密封圈，通过密封圈的设置，使得上塔体和下塔体之间的密封 效果较好。
集气罩2的上端呈梯形的收拢状，使得脱硫处理后的烟气能够集中进入排 气管3内。
反应塔体1的下表面左右两侧均通过螺钉连接有支撑架13。
主控模块包括微处理器、内存和闪存，为可编程PLC处理器。
反应塔体1的边缘处呈圆弧形状，且反应塔体1的横向宽度大于进气混合 桶7、集气罩2的横向宽度。
驱动电机9为步进驱动电机。
工作原理：烟气通过进烟口8进入进气混合桶7内，海水在电动抽吸泵6 的抽吸作用下通过进水管5进入反应塔体1的内腔，在进水管5的输出口上安 装喷头(图中未画出)，在喷头的作用下将海水喷入反应塔体1内，启动驱动电 机9，通过驱动电机9驱动驱动转轴10和混合叶轮12转动，支杆11起到支撑 的作用，转动的混合叶轮12带动烟气和进入的海水转动，使得海水与烟气接触 充分，从而能够实现较好的脱硫反应，在重力的作用下海水下降并通过排水口 排出，设定排水口的位置低于进烟口8，避免烟气从排水口直接排出；
硫含量传感器4对排气管3排出的气体进行含硫量检测，预先对主控模块 设定满足排放标准的含硫量，当硫含量传感器4检测的气体含硫量不大于排放 标准的含硫量时，则脱硫满足要求；当硫含量传感器4检测的气体含硫量大于 排放标准的含硫量时，则脱硫不彻底，则通过功率调节器控制电动抽吸泵6的 抽吸电机提高功率，来增加海水的抽吸量，使得海水与烟气的脱硫反应效果提 高，直至硫含量传感器4检测的排出气体含硫量满足排放标准。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本 领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背 离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因 此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的， 本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求 的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的 任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变 化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种高效率的船舶海水脱硫装置，包括反应塔体(1)、排气管(3)、进水管(5)、进烟口(8)和排水口，其特征在于：所述反应塔体(1)的上下表面均设置有通槽，上侧的所述通槽上通过螺钉连接有集气罩(2)，所述排气管(3)通过螺钉固定连接在集气罩(2)的上端中部，所述排气管(3)的管路上安装有硫含量传感器(4)，所述反应塔体(1)的侧壁上侧通过螺钉与进水管(5)连接，所述进水管(5)的管路上安装有电动抽吸泵(6)，所述电动抽吸泵(6)包括抽吸电机和抽吸泵，所述抽吸泵的转轴通过联轴器与抽吸电机的转子轴连接，所述反应塔体(1)下侧的通槽通过螺钉连接有进气混合桶(7)，所述进气混合桶(7)的左侧壁上连接有进烟口(8)，所述进气混合桶(7)的下表面右侧开设有排水口，所述进气混合桶(7)的下表面中部通过电机支架安装有驱动电机(9)，所述驱动电机(9)的转子轴延伸至进气混合桶(7)的内腔，所述驱动电机(9)的转子轴上端通过联轴器连接有驱动转轴(10)，所述驱动转轴(10)的外壁上安装有轴承，所述轴承的外壁通过支杆(11)与进气混合桶(7)的内壁固定连接，所述驱动转轴(10)的上端延伸至反应塔体(1)的内腔，所述驱动转轴(10)的顶端固定连接有混合叶轮(12)，所述混合叶轮(12)位于反应塔体(1)的内腔中，所述硫含量传感器(4)的输出接口通过数据线与主控模块连接，所述主控模块的输出接口通过数据线与功率调节器连接，所述功率调节器的输出端输出控制抽吸电机。
2.根据权利要求1所述的一种高效率的船舶海水脱硫装置，其特征在于：所述反应塔体(1)包括上塔体和下塔体，所述上塔体和下塔体之间通过螺钉固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种高效率的船舶海水脱硫装置，其特征在于：所述上塔体和下塔体之间的相视侧壁对应位置处均开设有嵌入槽，上下侧的所述嵌入槽之间嵌入有密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种高效率的船舶海水脱硫装置，其特征在于：所述集气罩(2)的上端呈梯形的收拢状。
5.根据权利要求1所述的一种高效率的船舶海水脱硫装置，其特征在于：所述反应塔体(1)的下表面左右两侧均通过螺钉连接有支撑架(13)。
6.根据权利要求1所述的一种高效率的船舶海水脱硫装置，其特征在于：所述主控模块包括微处理器、内存和闪存，所述为可编程PLC处理器。
7.根据权利要求1所述的一种高效率的船舶海水脱硫装置，其特征在于：所述反应塔体(1)的边缘处呈圆弧形状，且反应塔体(1)的横向宽度大于进气混合桶(7)、集气罩(2)的横向宽度。
8.根据权利要求1所述的一种高效率的船舶海水脱硫装置，其特征在于：所述驱动电机(9)为步进驱动电机。
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2019
- 2019-09-17 CN CN201910877133.XA patent/CN110721583A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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