CN111036064A - 船舶尾气处理用脱硫塔及脱硫系统 - Google Patents

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徐富强
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Abstract

本发明公开一种船舶尾气处理用脱硫塔，包括塔体，在塔体上设置有进气口、出气口和海水进水口，在塔体内至少设置有一组烟气旋流装置和喷淋装置，进气口连接有烟气分布装置，烟气旋流装置设置在烟气分布装置的上方，喷淋装置设置在烟气旋流装置的上方，喷淋装置与海水进水口连接。本发明还公开一种脱硫系统，本发明通过设置多级烟气旋流装置和喷淋装置，烟气从烟气旋流装置，经过后形成呈旋转上升的均匀的烟气气流，进而使烟气分布均匀，且增大与喷淋装置喷淋的海水的接触面积和接触时间，使脱硫反应更加充分。且同时保证大部分由烟气产生的灰会同时被冲洗掉，减小脱硫塔体积和减少海水用量，节省了脱硫塔的安装空间。

Description

船舶尾气处理用脱硫塔及脱硫系统
技术领域
本发明属于船舶尾气处理技术领域，具体涉及一种船舶尾气处理用脱硫塔及脱硫系统。
背景技术
船舶柴油机由于燃烧较为劣质的重油，释放出的尾气中污染物成分复杂，对生态环境有严重影响。在海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。当前船舶脱硫装置的脱硫塔基本都是采用轴向反应器形式，受船舶安装空间限制，设备体积不能太大，受液泛、反应时间等限制塔器直径和高度又不能太小，形成一对矛盾。为保证不发生液泛和硫氧化物脱除率的要求，只能采取较大体积的设备来满足相关要求，但是又受到船舶空间的限制。
发明内容
本发明解决的技术问题：减小脱硫塔体积，提高脱硫反应时间，从而提高脱硫塔的脱硫能力。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种船舶尾气处理用脱硫塔，包括塔体，在所述塔体上设置有进气口、出气口和海水进水口，在所述塔体内至少设置有一组烟气旋流装置和喷淋装置，所述进气口连接有烟气分布装置，所述烟气旋流装置设置在烟气分布装置的上方，所述喷淋装置设置在烟气旋流装置的上方，所述喷淋装置与海水进水口连接。
作为优选，所述烟气旋流装置包括多个同轴心设置的安装管，在相邻的两个安装管之间设置有绕圆周分布的旋流板组合，所述旋流板组合至少设置有两圈。
作为优选，所述旋流板组合包括均匀的分布在圆周上若干个旋流板，每个旋流板的旋转方向一致。
作为优选，所述旋流板呈螺旋曲面形状，旋流板的底端切线方向与水平方向夹角α为50°至75°。
作为优选，最外圈的安装管固定在塔体的内壁上，最内圈的安装管的与塔体同轴心。
作为优选，每圈的旋流板至少设置有4个，外圈的旋流板个数多于内圈的旋流板个数。
作为优选，所述喷淋装置包括圆心分布式的喷淋管道，在所述喷淋管道上设置有喷嘴，所述喷嘴的倾斜方向与旋流板旋流方向相反。
作为优选，所述烟气分布装置包括至少三个烟气分布箱和与烟气分布箱单独连接的烟气分布管，所述烟气分布管均与进气口连通，在所述烟气分布箱的四周和底部封闭，上端面设置有孔板。
利用上述船舶尾气处理用脱硫塔的脱硫系统，在所述包括海水箱、海水泵单元、脱硫塔、灰水泄放管和净化废气排出装置，所述海水泵单元一端连接海水箱，另一端连通脱硫塔的海水进水口，所述灰水泄放管与脱硫塔的底部连通，所述净化废气排出装置包括与脱硫塔顶部的出气口连通的排风机和烟囱。
作为优选，在所述灰水泄放管上设置有水质分析单元，在所述排风机与烟囱之间设置有排放气体分析仪。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过设置多级烟气旋流装置和喷淋装置，烟气从烟气旋流装置，经过后形成呈旋转上升的均匀的烟气气流，进而使烟气分布均匀，且增大与喷淋装置喷淋的海水的接触面积和接触时间，使脱硫反应更加充分。且同时保证大部分由烟气产生的灰会同时被冲洗掉，减小脱硫塔体积和减少海水用量，节省了脱硫塔的安装空间。
附图说明
图1是船舶尾气处理用脱硫塔结构示意图；
图2是船舶尾气处理用脱硫塔烟气旋流装置结构示意图；
图3是船舶尾气处理用脱硫塔烟气旋流装置俯视图；
图4是船舶尾气处理用脱硫塔烟气分布装置结构示意图；
图5是船舶尾气处理用脱硫塔烟气分布装置俯视图；
图6是船舶尾气处理用脱硫塔喷淋装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本实施例的船舶尾气处理用脱硫塔，包括塔体1，在塔体1下端设置有进气口2，进气口2与船舶的主机和副辅机的废气排放口连通、在塔体上端设置有出气口3，在塔体的侧面设置若干海水进水口4，在塔体1内至少设置有一组烟气旋流装置5和喷淋装置6，进气口2连接有烟气分布装置7，烟气旋流装置5设置在烟气分布装置7的上方，喷淋装置6设置在烟气旋流装置5的上方，喷淋装置6与海水进水口4连接。
烟气旋流装置5包括多个同轴心设置的安装管51，在相邻的两个安装管51之间设置有绕圆周分布的旋流板组合，旋流板组合至少设置有两圈，本实施例中设置有3圈。旋流板52组合包括均匀的分布在圆周上若干个旋流板52，每个旋流板52的旋转方向一致。旋流板52呈螺旋曲面形状，与风扇扇叶相似，旋流板52的底端切线方向与水平方向夹角α为50°至80°，优选设置65°。
最外圈的安装管51通过螺栓固定或者焊接固定在塔体1的内壁上，最内圈的安装管51的与塔体1同轴心。各安装管之间通过各旋流板52相连接。最内圈的安装管51内可以设置或者不设置导流板，根据脱硫塔的内部尺寸来决定。
每圈的旋流板52至少设置有4个，外圈的旋流板52个数多于内圈的旋流板52个数。本实施例中，最内圈的安装管51内不设置旋流板52，最内圈的旋流板组合设置有4个旋流板52，中间一圈旋流板组合设置有6个旋流板52，最外圈的旋流板组合设置有10个旋流板，且相邻两圈的旋流板交错设置。烟气从烟气旋流装置，经过后形成呈旋转上升的均匀的烟气气流，进而使烟气分布均匀，且增大与喷淋装置喷淋的海水的接触面积和接触时间，使脱硫反应更加充分。
喷淋装置6包括圆心分布式的喷淋管道61，在喷淋管道61上设置有喷嘴62，为了进一步增加，海水与烟气的接触面积，喷嘴62的倾斜方向与旋流板52旋流方向相反。使得两者在最快的时间接触到彼此。保证脱硫塔内部烟气和洗涤水能够有最长的反应时间和最高效的反应结果，保证大部分由烟气产生的灰会同时被冲洗掉。
为了使从进气口进入塔体的烟气均匀的进入烟气旋流装置5，本发明设置烟气分布装置，烟气分布装置7包括至少三个烟气分布箱71和与烟气分布箱71单独连接的烟气分布管72，烟气分布管72均与进气口2连通，在烟气分布箱71的四周和底部封闭，上端面设置有孔板73，烟气分布管72与烟气分布箱71的底部连接。
本发明还公开一种利用上述船舶尾气处理用脱硫塔的脱硫系统，包括海水箱8、海水泵单元9、脱硫塔、灰水泄放管10和净化废气排出装置，海水泵单元9一端连接海水箱8，海水泵单元9前端设置泵前过滤器，另一端连通脱硫塔的海水进水口4，灰水泄放管10与脱硫塔的底部连通，净化废气排出装置包括与脱硫塔顶部的出气口3连通的排风机11和烟囱12。
经过脱硫塔内处理后的不达标的液体混合物通过灰水泄放装置排出，在灰水泄放管10上设置有水质分析单元13，水质分析单元13主要分析排出的海水的PH值，浑浊度、以及多环芳烃(PAH)的含量，在排风机11与烟囱12之间设置有排放气体分析仪14，检测净化后的气体的污染物含量，主要检测硫氧化物、氮氧化物的含量，保证排出的净化后的气体是达标的。两者达到共同监测船上排出的气体液体净化的程度。
通过两台海水泵从海水箱抽取海水经过泵前过滤器和必要的调节蝶阀(泵前后压力表显示海水泵正常工作压力值)到达脱硫塔上部空间,与和主机/辅机排放的废气经过脱硫塔下部空间形成对流混合漩涡处理,达到干净的空气从塔身上部管道排放到大气,不达标的液体混合物通过下面灰灰水泄放管路排到对应的收集柜，干净的水排放到船上，减小脱硫塔体积和减少海水用量。
当船舶使用低硫燃油时，本发明使用普通海水进行低硫燃油燃烧后脱硫，普通海水脱硫法是利用海水天然的碱性成分来中和尾气中的酸性气体成分，从而达到去除有害气体成分目的。但普通海水对于高硫燃油尾气的处理效果不佳，因为海水对SO2和NO的溶解吸附能力不高，特别是对难溶于水的NO。当船舶使用高硫燃油时，本发明次用改性海水法进行脱硫，先运用电催化方法对天然海水进行改性，改变海水的pH，加强海水对尾气有害成分的去除能力。例如将海水电解生成碱性氢氧化钠溶液，与直海水洗涤相比，利用氢氧化钠溶液作为洗涤剂对尾气进行净化，效果更好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种船舶尾气处理用脱硫塔，其特征在于：包括塔体(1)，在所述塔体(1)上设置有进气口(2)、出气口(3)和海水进水口(4)，在所述塔体(1)内至少设置有一组烟气旋流装置(5)和喷淋装置(6)，所述进气口(2)连接有烟气分布装置(7)，所述烟气旋流装置(5)设置在烟气分布装置(7)的上方，所述喷淋装置(6)设置在烟气旋流装置(5)的上方，所述喷淋装置(6)与海水进水口(4)连接。
2.根据权利要求1所述的船舶尾气处理用脱硫塔，其特征在于：所述烟气旋流装置(5)包括多个同轴心设置的安装管(51)，在相邻的两个安装管(51)之间设置有绕圆周分布的旋流板组合，所述旋流板组合至少设置有两圈。
3.根据权利要求2所述的船舶尾气处理用脱硫塔，其特征在于：所述旋流板(52)组合包括均匀的分布在圆周上若干个旋流板(52)，每个旋流板(52)的旋转方向一致。
4.根据权利要求4所述的船舶尾气处理用脱硫塔，其特征在于：所述旋流板(52)呈螺旋曲面形状，旋流板(52)的底端切线方向与水平方向夹角α为50°至75°。
5.根据权利要求2所述的船舶尾气处理用脱硫塔，其特征在于：最外圈的安装管(51)固定在塔体(1)的内壁上，最内圈的安装管(51)的与塔体(1)同轴心。
6.根据权利要求2所述的船舶尾气处理用脱硫塔，其特征在于：每圈的旋流板(52)至少设置有4个，外圈的旋流板(52)个数多于内圈的旋流板(52)个数。
7.根据权利要求3所述的船舶尾气处理用脱硫塔，其特征在于：所述喷淋装置(6)包括圆心分布式的喷淋管道(61)，在所述喷淋管道(61)上设置有喷嘴(62)，所述喷嘴(62)的倾斜方向与旋流板(52)旋流方向相反。
8.根据权利要求1所述的船舶尾气处理用脱硫塔，其特征在于：所述烟气分布装置(7)包括至少三个烟气分布箱(71)和与烟气分布箱(71)单独连接的烟气分布管(72)，所述烟气分布管(72)均与进气口(2)连通，在所述烟气分布箱(71)的四周和底部封闭，上端面设置有孔板(73)。
9.利用权利要求1-8任一权利要求所述的船舶尾气处理用脱硫塔的脱硫系统，其特征在于：在所述包括海水箱(8)、海水泵单元(9)、脱硫塔、灰水泄放管(10)和净化废气排出装置，所述海水泵单元(9)一端连接海水箱(8)，另一端连通脱硫塔的海水进水口(4)，所述灰水泄放管(10)与脱硫塔的底部连通，所述净化废气排出装置包括与脱硫塔顶部的出气口(3)连通的排风机(11)和烟囱(12)。
10.根据权利要求9利用船舶尾气处理用脱硫塔的脱硫系统，其特征在于：在所述灰水泄放管(10)上设置有水质分析单元(13)，在所述排风机(11)与烟囱(12)之间设置有排放气体分析仪(14)。
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