CN111589256A - 一种船舶尾气脱硫脱硝净化装置 - Google Patents

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Abstract

一种船舶尾气脱硫脱硝净化装置，涉及尾气处理领域。该船舶尾气脱硫脱硝净化装置包括内设有空腔的净化装置本体、翅片式换热器、高压电晕放电组件、喷淋组件、多个活性炭板、风机、水箱及取液泵，净化装置本体的两端分别设有与空腔连通的吸气口和出气口，翅片式换热器设于空腔内靠近吸气口的一端，高压电晕放电组件设于空腔内靠近出气口的一端，喷淋组件设于空腔内且位于翅片式换热器和高压电晕放电组件之间，多个活性炭板设于空腔内且位于高压电晕放电组件和出气口之间，风机的进气口与出气口连通，取液泵分别通过管路与水箱和喷淋组件连通。本申请提供的船舶尾气脱硫脱硝净化装置能够快速高效的对船舶尾气进行处理。

Description

一种船舶尾气脱硫脱硝净化装置
技术领域
本申请涉及尾气处理领域，具体而言，涉及一种船舶尾气脱硫脱硝净化装置。
背景技术
由于船舶使用高硫含量油，其排放的废气中所含的柴油颗粒物、氮氧化物和硫氧化物会严重威胁人类健康与环境，尤其在港口城市，航运污染已成为继机动车尾气污染、工业企业排放之后第三大大气污染来源，因此加大船舶尾气污染治理刻不容缓。
国内外均针对船舶尾气提出了一系列防污措施，如使用低硫油、使用LNG燃料代替现有燃油以及对船舶附加脱硫装备等措施，但目前发动机尾气的处理措施并不能经济、高效的处理污染物，如使用低硫油会使得船舶运营成本急剧上涨，采用LNG燃料会存在泄漏问题并且需要足够空间布置体积巨大的燃料罐，使得运输效率下降，加装船舶脱硫设备存在背压问题，船舶工况变化以及海水水温对脱硫效率影响等问题，另外，如船舶废气清洗系统等设备，不仅设备本身造价高(设备本身价格视船舶发动机排量大小从80万美元到200万美元不等)，而且体积大，相关配套管路系统复杂，占用船舶空间，另外安装费用还需要100-240万美元左右。
因此，需要一种能够快速高效低成本的船舶尾气污染处理设备以满足需求。
发明内容
本申请的目的在于提供一种船舶尾气脱硫脱硝净化装置，其能够对船舶尾气进行处理，提高尾气湿度、降低灰尘浓度并通过高压电晕放电产生的等离子体对船舶尾气中颗粒污染物和SO2、NOX进行脱除，并对电晕放电过程中产生的臭氧进行吸附。
本申请的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种船舶尾气脱硫脱硝净化装置，其包括：
净化装置本体，净化装置本体内设有空腔，净化装置本体的两端分别设有与空腔连通的吸气口和出气口；
翅片式换热器；翅片式换热器设于空腔内靠近吸气口的一端；
高压电晕放电组件，高压电晕放电组件设于空腔内靠近出气口的一端；
喷淋组件，喷淋组件设于空腔内，且位于翅片式换热器和高压电晕放电组件之间；
多个活性炭板，多个活性炭板设于空腔内，且位于高压电晕放电组件和出气口之间；
风机，风机的进气口与出气口连通；
水箱，水箱用于储存水；
取液泵，取液泵分别通过管路与水箱和喷淋组件连通。
在一些可选的实施方案中，空腔内还设有位于翅片式换热器下方的集水槽。
在一些可选的实施方案中，喷淋组件包括与取液泵通过管路连通的排水管及多个与排水管底部连通的喷淋头。
在一些可选的实施方案中，喷淋头位于翅片式换热器的上方。
在一些可选的实施方案中，排水管和取液泵之间的管路上设有流量阀。
在一些可选的实施方案中，多个活性炭板上下交错的连接于空腔的顶壁和底壁。
在一些可选的实施方案中，高压电晕放电组件包括多组锯齿条电极片，每组锯齿条电极片均包括多个从上至下间隔布置的锯齿条电极片及两个分别贯穿一组锯齿条电极片两端的固定管，两个固定管的顶部的底部分别连接有绝缘瓷接头和绝缘固定座，相邻的两组锯齿条电极片之间分别设有板式电极。
在一些可选的实施方案中，净化装置本体连接有电路组装模块，电路组装模块具有外部电源连接插头，电路组装模块分别与高压电晕放电组件、风机和取液泵电连接。
本申请的有益效果是：本实施例提供的船舶尾气脱硫脱硝净化装置包括内设有空腔的净化装置本体、翅片式换热器、高压电晕放电组件、喷淋组件、多个活性炭板、风机、水箱及取液泵，净化装置本体的两端分别设有与空腔连通的吸气口和出气口，翅片式换热器设于空腔内靠近吸气口的一端，高压电晕放电组件设于空腔内靠近出气口的一端，喷淋组件设于空腔内且位于翅片式换热器和高压电晕放电组件之间，多个活性炭板设于空腔内且位于高压电晕放电组件和出气口之间，风机的进气口与出气口连通，取液泵分别通过管路与水箱和喷淋组件连通。本实施例提供的船舶尾气脱硫脱硝净化装置能够对船舶尾气进行处理，提高尾气湿度、降低灰尘浓度并通过高压电晕放电产生的等离子体对船舶尾气中颗粒污染物和SO2、NOX进行脱除，并对电晕放电过程中产生的臭氧进行吸附。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的船舶尾气脱硫脱硝净化装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的船舶尾气脱硫脱硝净化装置省略净化装置本体的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的船舶尾气脱硫脱硝净化装置的第一视角的局部剖视图；
图4为本申请实施例提供的船舶尾气脱硫脱硝净化装置的第二视角的局部剖视图；
图5为现有的一短路时恒流高压脉冲电源装置的结构示意图。
图中：100、净化装置本体；110、空腔；120、吸气口；130、出气口；140、集水槽；150、取液管；160、第一连接管；170、第二连接管；200、翅片式换热器；210、固定板；300、高压电晕放电组件；310、锯齿条电极片；320、固定管；330、绝缘瓷接头；340、绝缘固定座；350、板式电极；360、电路组装模块；361、限流电路；362、主回路直流电源；363、脉冲单元直流电；364、脉冲发生器；370、外部电源连接插头；400、喷淋组件；410、排水管；420、喷淋头；430、流量阀；500、活性炭板；600、风机；700、水箱；800、取液泵。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下结合实施例对本申请的船舶尾气脱硫脱硝净化装置的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1、图2、图3和图4所示，本申请实施例提供一种船舶尾气脱硫脱硝净化装置，其包括内设有空腔110的净化装置本体100、翅片式换热器200、高压电晕放电组件300、喷淋组件400、三个活性炭板500、风机600、水箱700、取液泵800及电路组装模块360；其中，净化装置本体100的两端分别设有与空腔110连通的吸气口120和出气口130，风机600的进气口与净化装置本体100的出气口130连通；翅片式换热器200通过固定板210固定设于空腔110内靠近吸气口120的一端，取液泵800分别通过取液管150和第一连接管160与水箱700和喷淋组件400连通，取液管150上设有流量阀430，空腔110内还设有位于翅片式换热器200下方的集水槽140；高压电晕放电组件300设于空腔110内靠近出气口130的一端，高压电晕放电组件300包括5组锯齿条电极片310，每组锯齿条电极片310均包括12个从上至下间隔布置的锯齿条电极片310及两个分别贯穿一组锯齿条电极片310两端的固定管320，两个固定管320的顶部的底部分别连接有绝缘瓷接头330和绝缘固定座340，相邻的两组锯齿条电极片310之间分别设有一个板式电极350；喷淋组件400设于空腔110内且位于翅片式换热器200和高压电晕放电组件300之间，喷淋组件400包括与翅片式换热器200通过第二连接管170连通的排水管410及7个与排水管410底部连通的喷淋头420，喷淋头420位于翅片式换热器200的上方；三个活性炭板500设于空腔110内且位于高压电晕放电组件300和出气口130之间，三个活性炭板500上下交错的连接于空腔110的顶壁和底壁；电路组装模块360与净化装置本体100连接，电路组装模块360具有外部电源连接插头370，电路组装模块360分别与高压电晕放电组件300的各个锯齿条电极片310和板式电极350、风机600和取液泵800电连接。
本实施例提供的船舶尾气脱硫脱硝净化装置使用时，将净化装置本体100的吸气口120与船舶的尾气排放口连通，并将电路组装模块360与外部的电路板和电源连接以对船舶尾气脱硫脱硝净化装置进行控制和供电，通过启动风机600，风机600吸气后在净化装置本体100的出气口130处产生负压，将船舶的尾气通过吸气口120吸入净化装置本体100内的空腔110并从出气口130排出，同时启动取液泵800将出气口130内的水通过取液管150抽取并通过第二连接管170通入至翅片式换热器200内，并进一步通过第一连接管160将翅片式换热器200内的水通入至排水管410内，最终经排水管410底部连通的7个喷淋头420喷淋至空腔110内，从而通过喷淋头420喷淋的水对吸气口120吸入的船舶的尾气进行喷淋加湿和除尘作业，同时使船舶的尾气经过翅片式换热器200换热后进一步除尘加湿处理，接着利用电路组装模块驱动高压电晕放电组件300进行高压电晕放电形成高压放电区域，利用高压放电区域产生的高能电子、离子、激发态粒子和氧自由基、氢氧自由基分解船舶尾气中的NOX和SO2，最后经处理后的船舶尾气穿过3个活性炭板500，以利用活性炭板500吸收尽高压电晕放电产生的臭氧后，被风机600抽出净化装置本体100内的空腔110排出，从而快速高效对船舶尾气进行余热吸收、灰尘沉降、加湿处理、等离子放电脱硫脱氮处理、脱臭氧处理等一系列作业，从而降低船舶尾气的处理成本，并有效的降低船舶尾气的污染。
其中，在空腔110内设有位于翅片式换热器200下方的集水槽140，集水槽140能够收集喷淋头420喷淋的水及船舶尾气中的灰尘混合形成的污垢并沉积，以便于工作人员定期进行清理；第二连接管170上设有流量阀430，流量阀430能够调节取液泵800通过第二连接管170通入至翅片式换热器200内的水量，以便于工作人员调节各个喷淋头420喷下的水量，避免空腔110内湿度过高影响船舶尾气的进一步脱硫作业进行；喷淋头420位于翅片式换热器200的上方，能够保证喷淋头420喷淋的水雾对穿过翅片式换热器200的船舶尾气进行充分的冲洗除尘和加湿处理，保证下一步的脱硫作业充分进行；三个活性炭板500上下交错的连接于空腔110的顶壁和底壁，能够使改进船舶尾气流经三个活性炭板500时的流路，使船舶尾气在活性炭板500内有更长的停留时间，另外，由于前端的翅片式换热器200对船舶尾气的降温处理，船舶尾气流经活性炭板500时的温度刚好为活性炭板500最大吸附效率的工作条件，完美地解决了二次污染问题。
其中，结合图5所示，以现有的一个示例的短路时恒流高压脉冲电源装置连接电路组装模块360的外部电源连接插头370并驱动高压电晕放电组件300工作进行说明，正常工作时，AC220V经降压与限流电路361降压后的交流电压u分为二路：一路输入主回路，主回路由主回路直流电源362、高压包T的初级线圈、场效应管FET组成。输入的交流电压u0经主回路直流电源电路整流、滤波后，为主回路提供直流电压U1；另一路输入脉冲单元，脉冲单元由脉冲单元直流电363、脉冲发生器364组成，输入的交流电压u，经脉冲单元直流电源再次降压和整流、滤波、稳压后，为脉冲发生器提供直流电压U2，正电极A和负电极K之间的脉冲电压U在50-100kV的范围内，脉冲发生器产生重复频率为4～30KHz(可调)，正电极A(即为高压电晕放电组件300的各个锯齿条电极片310)和负电极K(即为高压电晕放电组件300的板式电极350)之间的空间产生电晕放电(图中用两束扇形箭头表示)。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (8)

1.一种船舶尾气脱硫脱硝净化装置，其特征在于，其包括：
净化装置本体，所述净化装置本体内设有空腔，所述净化装置本体的两端分别设有与所述空腔连通的吸气口和出气口；
翅片式换热器；所述翅片式换热器设于所述空腔内靠近所述吸气口的一端；
高压电晕放电组件，所述高压电晕放电组件设于所述空腔内靠近所述出气口的一端；
喷淋组件，所述喷淋组件设于所述空腔内，且位于所述翅片式换热器和所述高压电晕放电组件之间；
多个活性炭板，多个所述活性炭板设于所述空腔内，且位于所述高压电晕放电组件和所述出气口之间；
风机，所述风机的进气口与所述出气口连通；
水箱，所述水箱用于储存水；
取液泵，所述取液泵分别通过管路与所述水箱和所述喷淋组件连通。
2.根据权利要求1所述的船舶尾气脱硫脱硝净化装置，其特征在于，所述空腔内还设有位于所述翅片式换热器下方的集水槽。
3.根据权利要求1所述的船舶尾气脱硫脱硝净化装置，其特征在于，所述喷淋组件包括与所述取液泵通过管路连通的排水管及多个与所述排水管底部连通的喷淋头。
4.根据权利要求3所述的船舶尾气脱硫脱硝净化装置，其特征在于，所述喷淋头位于所述翅片式换热器的上方。
5.根据权利要求3所述的船舶尾气脱硫脱硝净化装置，其特征在于，所述排水管和所述取液泵之间的管路上设有流量阀。
6.根据权利要求1所述的船舶尾气脱硫脱硝净化装置，其特征在于，多个所述活性炭板上下交错的连接于所述空腔的顶壁和底壁。
7.根据权利要求1所述的船舶尾气脱硫脱硝净化装置，其特征在于，所述高压电晕放电组件包括多组锯齿条电极片，每组所述锯齿条电极片均包括多个从上至下间隔布置的锯齿条电极片及两个分别贯穿一组所述锯齿条电极片两端的固定管，两个所述固定管的顶部的底部分别连接有绝缘瓷接头和绝缘固定座，相邻的两组所述锯齿条电极片之间分别设有板式电极。
8.根据权利要求1所述的船舶尾气脱硫脱硝净化装置，其特征在于，所述净化装置本体连接有电路组装模块，所述电路组装模块具有外部电源连接插头，所述电路组装模块分别与所述高压电晕放电组件、所述风机和所述取液泵电连接。
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