CN110743363A - 一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于船舶海水脱硫技术领域,具体为一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统,包括含硫量检测模块、主控模块、继电开关、烟气流量阀、海水流量阀、烟气功率调控器、海水功率调控器、烟气进入风机和海水抽吸泵,所述含硫量检测模块的输出接口通过数据线与主控模块的输入接口连接,所述主控模块的输出接口通过数据线与继电开关连接,通过检测端和输出控制端的可调控作用,使得整体的进气和进水比例可调控,从而能够进行实时调整作用,适用于不同的使用环境;通过烟气流量阀、海水流量阀和气功率调控器、海水功率调控器的配合作用,能够从源头和输出路径上对比例进行调控作用,从而提高了可调控的范围。
Description
技术领域
本发明涉及船舶海水脱硫技术领域,具体为一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统。
背景技术
目前,世界各地的船舶在人们生活中都不可缺少的交通工具,但是,绝大部分尾气排放不达标,黑烟滚滚,好似黑色般的长龙翻滚在海洋之上,对于海洋环境造成了严重污染及危害,同时亦给人们的身体健康引来不适。
船舶上通常采用海水脱硫的方式,燃烧生成的烟气在运行海水脱硫以前先进行除尘处理,一般采用高效的纤维或静电除尘器,安装在SO2吸收塔的上游。除尘后的烟气进入SO2吸收塔底部,与自上而下的海水相向流过,一次循环。由吸收塔出来的干净烟气在排放前一般还要经过再加热以防止腐蚀和保证足够的抬升高度。吸收SO2后的海水靠重力流至海水处理厂,与其余的海水混合并通入适量空气。
一方面,烟气中的二氧化硫被海水吸收并与氧发生反应生成硫酸根离子与氢离子,由于氢离子浓度增加,海水的pH值降低;另一面,海水中碳酸根离子的大量存在,与氢离子反应生成二氧化碳和水,抵消了由子吸收SO2造成的酸化作用,使pH值恢复正常.生成物二氧化碳部分溶于水中,其余的随气体离开海水处理厂。
在进行海水脱硫时,海水与烟气的比例通常需要根据海水中脱硫成分的含量进行设定,但是在海水脱硫的过程中,由于接触效果不佳、海水的成分含量变化等容易造成脱硫不彻底的情况,从而达不到排放的标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统,以解决上述背景技术中提出的在海水脱硫的过程中,由于接触效果不佳、海水的成分含量变化等容易造成脱硫不彻底的情况,从而达不到排放的标准的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统,包括含硫量检测模块、主控模块、继电开关、烟气流量阀、海水流量阀、烟气功率调控器、海水功率调控器、烟气进入风机和海水抽吸泵,所述含硫量检测模块的输出接口通过数据线与主控模块的输入接口连接,所述主控模块的输出接口通过数据线与继电开关连接,所述继电开关的输出端通过导线与烟气流量阀、海水流量阀、烟气功率调控器和海水功率调控器的输入接口连接,所述烟气功率调控器、海水功率调控器的输出接口通过导线分别与烟气进入风机、海水抽吸泵连接;
所述含硫量检测模块安装在海水脱硫系统的脱硫后出气口处,所述含硫量检测模块对脱硫后出气口排出气体的含硫量进行检测,且检测含硫量数据实时传输至主控模块;
所述主控模块包括微处理器、内存和闪存,所述微处理器对含硫量检测模块传输的含硫量数据接收并分析,且主控模块内预先存储海水与烟气进入流量的正常比例范围,且海水脱硫系统的进入海水和烟气流量的比例安装该设定的正常比例范围进行输入海水和烟气;
所述主控模块通过继电开关控制烟气流量阀、海水流量阀、烟气功率调控器、海水功率调控器的工作;
所述烟气流量阀调控进入烟气管道的直径实现调控流量;所述海水流量阀调控进入海水管道的直径实现调控流量;所述烟气功率调控器调控烟气进入风机的电机功率;所述海水功率调控器调控海水抽吸泵的电机功率;
所述烟气进入风机和海水抽吸泵分别用于对海水脱硫系统进入烟气和进入海水的抽吸作用。
优选的,所述含硫量检测模块呈圆环状均匀设置在海水脱硫系统的脱硫后出气口的内壁上。
优选的,所述烟气进入风机和海水抽吸泵的电机均为步进电机。
优选的,该船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统还包括排水阀门,所述排水阀门通过导线与继电开关连接,所述排水阀门用于控制海水脱硫系统的海水出口通断。
优选的,该船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统还包括供电模块,所述供电模块为船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统的电器件提供电能。
优选的,所述供电模块为太阳能供电模块。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)通过检测端和输出控制端的可调控作用,使得整体的进气和进水比例可调控,从而能够进行实时调整作用,适用于不同的使用环境;
2)通过烟气流量阀、海水流量阀和气功率调控器、海水功率调控器的配合作用,能够从源头和输出路径上对比例进行调控作用,从而提高了可调控的范围。
附图说明
图1为本发明的系统逻辑框图;
图2为本发明主控模块的系统逻辑框图;
图3为本发明工作流程图。
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,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例:
请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统,包括含硫量检测模块、主控模块、继电开关、烟气流量阀、海水流量阀、烟气功率调控器、海水功率调控器、烟气进入风机和海水抽吸泵,所述含硫量检测模块的输出接口通过数据线与主控模块的输入接口连接,所述主控模块的输出接口通过数据线与继电开关连接,所述继电开关的输出端通过导线与烟气流量阀、海水流量阀、烟气功率调控器和海水功率调控器的输入接口连接,所述烟气功率调控器、海水功率调控器的输出接口通过导线分别与烟气进入风机、海水抽吸泵连接;
所述含硫量检测模块安装在海水脱硫系统的脱硫后出气口处,所述含硫量检测模块对脱硫后出气口排出气体的含硫量进行检测,且检测含硫量数据实时传输至主控模块;
所述主控模块包括微处理器、内存和闪存,所述微处理器对含硫量检测模块传输的含硫量数据接收并分析,且主控模块内预先存储海水与烟气进入流量的正常比例范围,且海水脱硫系统的进入海水和烟气流量的比例安装该设定的正常比例范围进行输入海水和烟气,海水与烟气进入流量的正常比例范围是工作人员根据海水中脱硫成分与烟气未经处理含硫量进行设定的比例,但是在使用时,会有一定的偏差,预先设定在海水与烟气进入流量的正常比例范围进行进入烟气和海水,使得脱硫过程不会偏差过大;
当含硫量检测模块检测到海水脱硫系统的脱硫后出气口排出的气体的含硫量高于排放标准时,通过增加海水的进入量、降低烟气的进入量来提高脱硫效果;
增加海水的进入量通过控制海水流量阀,使得海水流量阀所在的进水管道上的有效进水面积增加,从而提高进水流量。或者通过海水功率调控器提高海水抽吸泵的电机功率,从而增加进水流量。
降低烟气的进入量通过控制烟气流量阀,使得烟气流量阀所在的进水管道上的有效进烟面积降低,从而降低进烟流量。或者通过烟气功率调控器降低烟气进入风机的电机功率,从而降低进烟流量。
所述主控模块通过继电开关控制烟气流量阀、海水流量阀、烟气功率调控器、海水功率调控器的工作;
所述烟气流量阀调控进入烟气管道的直径实现调控流量;所述海水流量阀调控进入海水管道的直径实现调控流量;所述烟气功率调控器调控烟气进入风机的电机功率;所述海水功率调控器调控海水抽吸泵的电机功率;
所述烟气进入风机和海水抽吸泵分别用于对海水脱硫系统进入烟气和进入海水的抽吸作用。
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:
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。
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。
所述含硫量检测模块呈圆环状均匀设置在海水脱硫系统的脱硫后出气口的内壁上。
所述烟气进入风机和海水抽吸泵的电机均为步进电机。
该船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统还包括排水阀门,所述排水阀门通过导线与继电开关连接,所述排水阀门用于控制海水脱硫系统的海水出口通断。
该船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统还包括供电模块,所述供电模块为船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统的电器件提供电能。
所述供电模块为太阳能供电模块,在船舶上能够节约电能,绿色环保。
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 (6)
1.一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统,包括含硫量检测模块、主控模块、继电开关、烟气流量阀、海水流量阀、烟气功率调控器、海水功率调控器、烟气进入风机和海水抽吸泵,其特征在于:所述含硫量检测模块的输出接口通过数据线与主控模块的输入接口连接,所述主控模块的输出接口通过数据线与继电开关连接,所述继电开关的输出端通过导线与烟气流量阀、海水流量阀、烟气功率调控器和海水功率调控器的输入接口连接,所述烟气功率调控器、海水功率调控器的输出接口通过导线分别与烟气进入风机、海水抽吸泵连接;
所述含硫量检测模块安装在海水脱硫系统的脱硫后出气口处,所述含硫量检测模块对脱硫后出气口排出气体的含硫量进行检测,且检测含硫量数据实时传输至主控模块;
所述主控模块包括微处理器、内存和闪存,所述微处理器对含硫量检测模块传输的含硫量数据接收并分析,且主控模块内预先存储海水与烟气进入流量的正常比例范围,且海水脱硫系统的进入海水和烟气流量的比例安装该设定的正常比例范围进行输入海水和烟气;
所述主控模块通过继电开关控制烟气流量阀、海水流量阀、烟气功率调控器、海水功率调控器的工作;
所述烟气流量阀调控进入烟气管道的直径实现调控流量;所述海水流量阀调控进入海水管道的直径实现调控流量;所述烟气功率调控器调控烟气进入风机的电机功率;所述海水功率调控器调控海水抽吸泵的电机功率;
所述烟气进入风机和海水抽吸泵分别用于对海水脱硫系统进入烟气和进入海水的抽吸作用。
2.根据权利要求1所述的一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统,其特征在于:所述含硫量检测模块呈圆环状均匀设置在海水脱硫系统的脱硫后出气口的内壁上。
3.根据权利要求1所述的一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统,其特征在于:所述烟气进入风机和海水抽吸泵的电机均为步进电机。
4.根据权利要求1所述的一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统,其特征在于:该船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统还包括排水阀门,所述排水阀门通过导线与继电开关连接,所述排水阀门用于控制海水脱硫系统的海水出口通断。
5.根据权利要求1所述的一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统,其特征在于:该船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统还包括供电模块,所述供电模块为船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统的电器件提供电能。
6.根据权利要求5所述的一种船舶海水脱硫的烟气、海水流量控制系统,其特征在于:所述供电模块为太阳能供电模块。
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