CN110721587A - 一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于烟气海水混合技术领域，具体为一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，通过转轴、分散叶轮的配合作用，使得海水冲落下来带动分散叶轮转动，从而使得分散叶轮转动并将海水转动，从而更好的与烟气混合；通过导气管的设置，能够将烟气直接输出到分散叶轮的下侧，通过分散叶轮的转动作用，使得烟气与海水直接混合转动，达到更好的混合效果；通过扰流导向机构的设置，使得流出的海水能够进行拨动作用，与上侧的烟气接触，进一步脱硫作用；通过二次喷淋头的设置，能够通过喷淋的方式对烟气进行二次脱硫作用；能够对输出的烟气进行含硫量检测，通过水利发电设备的设置，能够通过海水冲击进行发电作用，达到能量利用充分的效果。

Description

一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置
技术领域
本发明涉及烟气海水混合技术领域，具体为一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置。
背景技术
船舶是一种主要在地理水中运行的人造交通工具。另外，民用船一般称为船，军用船称为舰，小型船称为艇或舟，其总称为舰船或船艇。内部主要包括容纳空间、支撑结构和排水结构，具有利用外在或自带能源的推进系统。外型一般是利于克服流体阻力的流线性包络，材料随着科技进步不断更新，早期为木、竹、麻等自然材料，近代多是钢材以及铝、玻璃纤维、亚克力和各种复合材料。
船舶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。
现有的海水脱硫设备对于烟气和海水直接的混合效果不佳，使得海水与烟气直接的脱硫作用不高，容易造成排出的脱硫后烟气难以达到排放标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，以解决上述背景技术中提出的现有的海水脱硫设备对于烟气和海水直接的混合效果不佳，使得海水与烟气直接的脱硫作用不高，容易造成排出的脱硫后烟气难以达到排放标准的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，包括混合舱体，所述混合舱体的左上端连接有进水口，所述混合舱体的外壁径向安装有转轴，所述转轴位于混合舱体内腔一段的外壁上安装有分散叶轮，所述分散叶轮与转轴之间通过轴承连接，所述混合舱体的底部中心处安装有排出口，所述混合舱体的底部偏右位置设置有进气口，所述混合舱体的有上端连接有横向输出管，所述横向输出管的内腔底部均匀设置有扰流导向机构，所述横向输出管的上表面开设有通槽，所述横向输出管的上表面通过螺钉固定连接有二次喷淋头，所述二次喷淋头的位置与通槽的位置相对应，所述横向输出管的右侧壁上侧连接有出烟管，所述出烟管的右下端连接有出水管，所述出水管的管路上设置有水利发电设备。
优选的，所述混合舱体呈U型状，且混合舱体舱体的左上端高于舱体的右上端高度。
优选的，所述进气口上连接有导气管，所述导气管延伸至混合舱体的内腔。
优选的，所述导气管包括向左倾斜的倾斜导管和连接在倾斜导管左上端的竖管，所述竖管位于分散叶轮的下侧。
优选的，所述扰流导向机构包括销轴座，所述销轴座的底端通过螺钉连接在横向输出管的内腔底部，所述销轴座上通过销轴连接有扰流板。
优选的，所述扰流板的底部连接有支撑弹簧，所述支撑弹簧的底部固定连接在横向输出管的内腔底部。
优选的，所述出烟管的管路上设置有检测设备，所述检测设备为含硫量检测设备。
优选的，所述二次喷淋头的左右两端横向延伸至横向输出管上表面的左右两侧。
优选的，所述二次喷淋头的下表面均匀设置有喷淋口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过转轴、分散叶轮的配合作用，使得海水冲落下来带动分散叶轮转动，从而使得分散叶轮转动并将海水转动，从而更好的与烟气混合；
2)通过导气管的设置，能够将烟气直接输出到分散叶轮的下侧，通过分散叶轮的转动作用，使得烟气与海水直接混合转动，达到更好的混合效果；
3)通过扰流导向机构的设置，使得流出的海水能够进行拨动作用，与上侧的烟气接触，进一步脱硫作用；
4)通过二次喷淋头的设置，能够通过喷淋的方式对烟气进行二次脱硫作用；
5)通过检测设备的设置，能够对输出的烟气进行含硫量检测，通过水利发电设备的设置，能够通过海水冲击进行发电作用，达到能量利用充分的效果。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明混合舱体的内部结构示意图；
图3为本发明横向输出管的内部结构示意图；
图4为本发明扰流导向机构的结构示意图。
图中：1混合舱体、2进水口、3转轴、4分散叶轮、5排出口、6进气口、7导气管、8横向输出管、9扰流导向机构、91销轴座、92扰流板、93支撑弹簧、10二次喷淋头、11出烟管、12检测设备、13出水管、14水利发电设备。
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1-4，本发明提供一种技术方案：一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，包括混合舱体1，混合舱体1的左上端连接有进水口2，海水通过进水口2输出进入混合舱体1的内部；
混合舱体1的外壁径向安装有转轴3，转轴3位于混合舱体1内腔一段的外壁上安装有分散叶轮4，分散叶轮4与转轴3之间通过轴承连接，在进入混合舱体1内的海水冲击下，分散叶轮4能够在转轴3上转动，从而使得分散叶轮4转动并带动海水搅动；
混合舱体1的底部中心处安装有排出口5，混合舱体1的底部偏右位置设置有进气口6，排出口5用于对混合舱体1排出多余的海水，通过进气口6向混合舱体1输入需要脱硫出气的烟气；
混合舱体1的有上端连接有横向输出管8，横向输出管8的内腔底部均匀设置有扰流导向机构9，混合舱体1内海水漫到横向输出管8的位置时通过横向输出管8流出，海水通过扰流导向机构9的阻挡作用进行翻腾，达到与上侧的烟气进一步接触的作用；
横向输出管8的上表面开设有通槽，横向输出管8的上表面通过螺钉固定连接有二次喷淋头10，二次喷淋头10的位置与通槽的位置相对应，二次喷淋头10喷淋出海水对横向输出管8内腔上部的烟气进行喷淋脱硫；
横向输出管8的右侧壁上侧连接有出烟管11，出烟管11的右下端连接有出水管13，出水管13的管路上设置有水利发电设备14，通过海水下落作用，使得重力势能转换为冲击水利发电设备14发生的电能。
尾气中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，海水吸收尾气中气态的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：
HSO3-+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。
混合舱体1呈U型状，且混合舱体1舱体的左上端高于舱体的右上端高度。
进气口6上连接有导气管7，导气管7延伸至混合舱体1的内腔。
导气管7包括向左倾斜的倾斜导管和连接在倾斜导管左上端的竖管，竖管位于分散叶轮4的下侧。
扰流导向机构9包括销轴座91，销轴座91的底端通过螺钉连接在横向输出管8的内腔底部，销轴座91上通过销轴连接有扰流板92。
扰流板92的底部连接有支撑弹簧93，支撑弹簧93的底部固定连接在横向输出管8的内腔底部。
出烟管11的管路上设置有检测设备12，检测设备12为含硫量检测设备。
二次喷淋头10的左右两端横向延伸至横向输出管8上表面的左右两侧。
二次喷淋头10的下表面均匀设置有喷淋口。
工作原理：海水通过泵体抽出并与进水口2连接，海水通过进水口2进入混合舱体1内并对分散叶轮4冲击，使得分散叶轮4转动，烟气通过进气口6和导气管7进入混合舱体1内，烟气与海水接触进行混合作用，海水协同烟气通过混合舱体1的右上侧进入横向输出管8内，且海水通过二次喷淋头10喷淋进入横向输出管8内，对上升的烟气进一步喷淋作用，海水进入横向输出管8内后，在扰流导向机构9的拨动作用使得海水流动时呈波浪形状，从而与烟气接触更加充分；
到达右侧，烟气从出烟管11排出，且检测设备12能够对出烟管11内排出的烟气检测含硫量，检测其是否达到排放标准，满足排放标准后排放，否则回流再次脱硫，流出的海水对水利发电设备14冲击进行水力发电作用。
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 (9)

1.一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，包括混合舱体(1)，其特征在于：所述混合舱体(1)的左上端连接有进水口(2)，所述混合舱体(1)的外壁径向安装有转轴(3)，所述转轴(3)位于混合舱体(1)内腔一段的外壁上安装有分散叶轮(4)，所述分散叶轮(4)与转轴(3)之间通过轴承连接，所述混合舱体(1)的底部中心处安装有排出口(5)，所述混合舱体(1)的底部偏右位置设置有进气口(6)，所述混合舱体(1)的有上端连接有横向输出管(8)，所述横向输出管(8)的内腔底部均匀设置有扰流导向机构(9)，所述横向输出管(8)的上表面开设有通槽，所述横向输出管(8)的上表面通过螺钉固定连接有二次喷淋头(10)，所述二次喷淋头(10)的位置与通槽的位置相对应，所述横向输出管(8)的右侧壁上侧连接有出烟管(11)，所述出烟管(11)的右下端连接有出水管(13)，所述出水管(13)的管路上设置有水利发电设备(14)。
2.根据权利要求1所述的一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，其特征在于：所述混合舱体(1)呈U型状，且混合舱体(1)舱体的左上端高于舱体的右上端高度。
3.根据权利要求1所述的一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，其特征在于：所述进气口(6)上连接有导气管(7)，所述导气管(7)延伸至混合舱体(1)的内腔。
4.根据权利要求3所述的一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，其特征在于：所述导气管(7)包括向左倾斜的倾斜导管和连接在倾斜导管左上端的竖管，所述竖管位于分散叶轮(4)的下侧。
5.根据权利要求1所述的一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，其特征在于：所述扰流导向机构(9)包括销轴座(91)，所述销轴座(91)的底端通过螺钉连接在横向输出管(8)的内腔底部，所述销轴座(91)上通过销轴连接有扰流板(92)。
6.根据权利要求5所述的一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，其特征在于：所述扰流板(92)的底部连接有支撑弹簧(93)，所述支撑弹簧(93)的底部固定连接在横向输出管(8)的内腔底部。
7.根据权利要求1所述的一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，其特征在于：所述出烟管(11)的管路上设置有检测设备(12)，所述检测设备(12)为含硫量检测设备。
8.根据权利要求1所述的一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，其特征在于：所述二次喷淋头(10)的左右两端横向延伸至横向输出管(8)上表面的左右两侧。
9.根据权利要求1所述的一种船舶海水脱硫用烟气海水混合装置，其特征在于：所述二次喷淋头(10)的下表面均匀设置有喷淋口。
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