CN110787593A - 一种大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统 - Google Patents

Abstract

一种大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，包括烟道、浆液收集箱和吸收塔三部分。其中烟道包括双介质喷雾降温装置、烟气混合装置、烟气分布筒和浆液排出口。浆液收集箱侧壁与吸收塔连通，底部与烟道连通。吸收塔包括烟气导流环、气液强化传质装置、浆液喷淋层、除雾装置和烟气排放口。烟气顺着烟道，经过双介质喷雾降温装置和烟气混合装置，烟气温度极剧下降，再经过水平烟道，与浆液喷淋口流出的浆液接触，烟气温度再一次降低；最后，烟气经过烟气分布筒进入吸收塔，烟气在穿出烟气分布筒后，与挡水檐上流下的浆液膜接触，烟气温度进一步降低。通过三级降温，使进入吸收塔的温度基本达到饱和温度，有利于提高脱硫效率，降低了运行能耗。

Description

一种大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统

技术领域

本发明属于烟气脱硫技术领域，尤其涉及一种大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统。

背景技术

随着国际社会对环境保护标准的要求日益提高，不断出台相应的法规标准，航运业的环保法规也愈发严苛，限制硫排放便是其中重要的一项。国际海事组织(IMO)为减少船舶废气排放要求从2020年1月1日起，全球船舶所使用燃油硫含量将不得超过0.5%，在排放控制区则不得超过0.1%。针对“限硫令”的要求，履约方式较多，目前业内大多采取三种应对方式：第一种应对方式是使用低硫燃油，第二种应对方式是使用LNG作为替代燃料，第三种应对方式是加装船舶脱硫装置。综合比较之下，使用船舶脱硫装置弊端较少：一来无需加装低硫油冷却器并对发动机供油系统做出相应改造，也不用考虑低硫油昂贵的价格及供给问题，更无须将使用低硫油的差价费用转嫁至货主。二来不用额外支付目前应用并不广泛的LNG燃料系统高昂改造费用，也无须受制于全球范围加注设施不完善的使用限制。欧盟最早通过划设排放控制区以及欧盟立法的形式，实现严格而且广泛的船舶排放控制。在此背景下，欧洲船东已经采取各种可行措施予以应对，其中以加装船舶尾气脱硫设备为主流方式，且需求呈上升态势。

一般船舶柴油发动机的尾气温度在200℃以上，由于烟气温度高，使得二氧化硫在浆液中溶解度降低，不利于脱硫。目前采取的普遍方法是在吸收塔入口烟道上采用大量冷却水对烟气进行预降温或者在吸收塔内增加浆液循环量，提高液气比，以保证吸收塔内烟气温度降低，以保证设计的脱硫效率。不管是采用大量冷却水对烟气进行预降温还是在吸收塔内增加浆液循环量以降低烟气温度，都会导致电耗增加，需要更多的运行费用。同时，由于循环浆液量增加，设备容量和管道等安装材料都相应大大增加，需要更大的投资。

发明内容

针对以上技术不足，本发明提出了一种大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，该系统结构紧凑，在利用一级相变降温后，充分利用循环浆液来降低烟气温度，而不需要额外的冷却，极大的降低了循环浆液量，具有节能降投资的效果。

本发明是这样实现的，一种大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，包括烟道1、浆液收集箱4、吸收塔6三部分。

进一步地，所述烟道1包括烟气分布筒5和浆液排出口12，所述烟道1内设置有双介质喷雾降温装置2和烟气混合装置3。

进一步地，所述浆液收集箱4侧壁与吸收塔6连通，底部与烟道1连通。

进一步地，所述吸收塔包括烟气导流环7、气液强化传质装置8、浆液喷淋层9、除雾装置10、烟气排放口11。

进一步地，所述吸收塔入口烟道1上游设置双介质喷雾降温装置2，雾化粒径在50μm~300μm之间。

进一步地，吸收塔入口烟道上，在双介质喷雾降温装置2下游设置烟气混合装置3，其为一层多孔板，孔径为20~60mm，开孔率在35%~55%。

进一步地，所述烟道1进入吸收塔之前设置浆液排出口12，进入吸收塔之后设置烟气分布筒5。

进一步地，所述烟气分布筒5由若干个逐级缩小的通烟筒5-1组成，通风筒5-1直壁上开有一定数量的通烟孔5-2，通烟孔上方设置有挡水檐5-3。

进一步地，所述浆液收集箱4侧壁与吸收塔相连通，侧壁上开有允许浆液通过的开孔，底部与烟道1相连通，底板即烟道顶板上开有浆液喷淋口4-1，浆液喷淋口4-1错列布置。

进一步地，所述烟气导流环7安装于烟气分布筒5与气液强化传质装置8之间，其投影宽度为100mm~500mm。

进一步地，吸收塔6内从下往上依次安装有烟气导流环7；气液强化传质装置8，其孔径为10mm~30mm；接着再依次安装若干层浆液喷淋层9和除雾装置10，最后烟气通过烟气排放口11排放。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：通过上述技术方案，本发明的大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，能够在较小的液气比，较低的能耗下达到预期的脱硫效果。而且本发明占地小，投资省。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明中烟气分布筒的结构示意图；

图3为本发明中浆液收集箱底板开孔图；

图中：1、烟道，2、双介质喷雾降温装置，3、烟气混合装置，4、浆液收集箱，5、烟气分布筒，5-1、通烟筒，5-2、通烟孔，5-3、挡水檐，6、吸收塔，6-1、吸收塔底板，6-2吸收塔浆液连通口，7、烟气导流环，8、气液强化传质装置，9、浆液喷淋层，10、除雾装置，11、烟气排放口，12、浆液排出口。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例如图1-3所示，一种大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，包括烟道1、浆液收集箱4、吸收塔6三部分。

所述烟道1设计流速一般控制在12m/s~18m/s。烟道1由双介质喷雾降温装置2、烟气混合装置3、烟气分布筒5、浆液排出口12等部分组成。

所述双介质喷雾降温装置2设置在烟道内，采用双介质喷嘴，以压缩空气为动力，将工艺水喷入烟道中。根据烟道尺寸，喷嘴均匀布置于烟道中，即多个喷嘴在烟道的横平面上均匀分布，使喷嘴喷出的工艺水雾均匀的覆盖整个烟道截面。雾化粒径控制在50μm~300μm之间。由于烟气温度较高，工艺水雾瞬间被汽化，通过相变吸热，从而降低烟气温度。

烟道设置在吸收塔的入口，在烟道内、双介质喷雾降温装置2的下游设置烟气混合装置3，其为一层多孔板，孔径为20~60mm，开孔率在35%~55%。粒径较大的雾滴仍有部分未能及时被汽化，在雾滴随烟气通过烟气混合装置3时，烟气瞬时加速，将加大的雾滴撕碎，以便于顺利汽化，烟气温度进一步降低，工艺水雾得到充分汽化利用。

所述浆液收集箱4设置于吸收塔6和烟道1之间，浆液收集箱4侧壁与吸收塔6连通，将脱硫喷淋浆液收集到浆液收集箱4中。同时，浆液收集箱4底部与烟道1连通，浆液收集箱4底部开有三列以上的错列布置的浆液冲洗口，通过浆液冲洗口冲入烟道的浆液与烟道中的烟气进行混合撞击，两者之间进行热量传递，进一步使烟气温度得到降低。

所述烟道1进入吸收塔之前设置浆液排出口12，即浆液排出口12设置在背离吸收塔入口的一侧。在烟道1中与烟气进行混合换热之后的浆液通过浆液排除口12排出系统。而与浆液换热之后的烟气被引入设置在烟道1出口的烟气分布筒5。

所述烟气分布筒5由若干个逐级缩小的通烟筒5-1组成，通烟筒5-1直壁上开有一定数量的通烟孔5-2，通烟孔上方设置有挡水檐5-3。烟气进入烟气分布筒5后，根据通烟筒5-1的数量，被均匀的分成与通烟筒级数对应的若干份，然后通过各级通烟筒5-1直壁上通烟孔5-2进入吸收塔，而脱硫浆液则从上方不断往下流动，在挡水檐5-3上形成一圈水幕，烟气在穿透水幕过程中与浆液进行热量传递，从而进一步降低进入吸收塔的烟气温度。

所述吸收塔6包括烟气导流环7、气液强化传质装置8、浆液喷淋层9、除雾装置10、烟气排放口11。

所述烟气导流环7安装于在吸收塔内，位于烟气分布筒5与气液强化传质装置8之间，其在吸收塔横截面的投影宽度为100mm~500mm。进入吸收塔6之后的烟气向上流动，由于接近吸收塔6壁的喷淋浆液强度相对较弱，而通过设置烟气导流环7，可以将吸收塔6壁附近的烟气导向中心位置，从而提高脱硫效率。

所述气液强化传质装置8安装于烟气导流环7上方，其为一层导流板，主要为了使烟气分布更加均匀，同时具有一定的增强气液传质的作用。接着再依次安装若干层浆液喷淋层9和除雾装置10，最后烟气通过烟气排放口11排放。浆液喷淋层9的浆液与烟气进行接触，以脱除烟气中的二氧化硫。除雾装置10用于除去烟气中携带的雾滴。吸收塔内的浆液最终流到吸收塔底部，由吸收塔底板6-1导流至一侧，然后通过吸收塔侧板上的吸收塔浆液连通口6-2，进入浆液收集箱4，用于烟气的二级降温。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，其特征在于，包括：烟道（1）、浆液收集箱（4）和吸收塔（6）。

2.根据权利要求1所述的大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，其特征在于，所述烟道（1）包括烟气分布筒（5）和浆液排出口（12），所述烟道（1）内设置有双介质喷雾降温装置（2）和烟气混合装置（3）。

3.根据权利要求1所述的大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，其特征在于，所述浆液收集箱（4）侧壁与吸收塔（6）连通，底部与烟道（1）连通。

4.根据权利要求1所述的大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，其特征在于，所述吸收塔包括烟气导流环（7）、气液强化传质装置（8）、浆液喷淋层（9）、除雾装置（10）和烟气排放口（11）。

5.根据权利要求2所述大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，其特征在于：所述烟道（1）作为吸收塔的入口烟道，其上游设置双介质喷雾降温装置（2），雾化粒径在50μm~300μm之间。

6.根据权利要求2所述大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，其特征在于：所述烟道（1）作为吸收塔的入口烟道，在双介质喷雾降温装置（2）下游设置烟气混合装置（3），其为一层多孔板，孔径为20~60mm，开孔率在35%~55%。

7.根据权利要求2所述大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，其特征在于：烟道位于吸收塔内的一端设置有烟气分布筒（5），与烟气分布筒（5）相对的一端设置有浆液排出口（12）。

8.根据权利要求7所述大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，其特征在于：烟气分布筒（5）包括若干个逐级缩小的通烟筒（5-1），通风筒（5-1）直壁上开有预定数量的通烟孔（5-2），通烟孔上方设置有挡水檐（5-3）。

9.根据权利要求3所述大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，其特征在于：浆液收集箱（4）侧壁与吸收塔相连通，其侧壁上开有允许浆液通过的开孔，其底部通过底板与烟道（1）相连通，所述底板作为烟道的顶板，开有浆液喷淋口（4-1），浆液喷淋口（4-1）错列布置。

10.根据权利要求4所述大型柴油发动机高温尾气脱硫吸收塔系统，其特征在于：烟气导流环（7）安装于烟气分布筒（5）与气液强化传质装置（8）之间，其在吸收塔的横截面的投影宽度为100mm~500mm；吸收塔（6）内烟气导流环（7）上方设置有气液强化传质装置（8），其孔径为10mm~30mm；接着再依次安装若干层浆液喷淋层（9）和除雾装置（10），最后烟气通过烟气排放口（11）排放。

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