CN114849447A - 一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置及其处理方法 - Google Patents

一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置及其处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及废气处理技术领域，且公开了一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置及其处理方法；本船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置包括第二控制阀、洗涤塔、海水净化系统和生物净化系统，所述洗涤塔位于所述第二控制阀底部，所述海水净化系统位于所述洗涤塔的右侧，所述生物净化系统位于所述第二控制阀的右侧，本发明利用微生物对燃料废气中的碳源和能源进行净化吸收后，进入生物降解，生活用品降解池用于对生活废品进行生物降解，而排泄物净化池则通过连接管道连通船舶的卫生间，以此对排泄物进行生物降解以及除味，从而不需另外在船舶上安装对应的降解机构，减少了船舶的建设成本，且更加节能环保。

Description

一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置及其处理方法
技术领域
本发明属于废气处理技术领域，具体为一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置及其处理方法。
背景技术
船舶，各种船只的总称。船舶是能航行或停泊于水域进行运输或作业的交通工具，按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式。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。
船舶辅机在使用时会产生大量燃料废气，为了环保需求，需对其进行一定的净化处理，现有生物净化处理技术在对废气处理时可将废气中的碳源和能源作为养分滋养微生物，而船舶在行驶过程中会产生一定的生活垃圾和排泄垃圾，目前需要在船舶上进行相应的降解机构进行对应处理，此法增加了建设成本，而微生物可作为降解的原料，若将二者进行结合，则可减少一定的建设成本；因此，针对目前的状况，现需对其进行改进。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置及其处理方法，有效的解决了船舶辅机在使用时会产生大量燃料废气，为了环保需求，需对其进行一定的净化处理，现有生物净化处理技术在对废气处理时可将废气中的碳源和能源作为养分滋养微生物，而船舶在行驶过程中会产生一定的生活垃圾和排泄垃圾，目前需要在船舶上进行相应的降解机构进行对应处理，此法增加了建设成本，而微生物可作为降解的原料，若将二者进行结合，则可减少一定的建设成本的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置，包括第二控制阀、洗涤塔、海水净化系统和生物净化系统，所述洗涤塔位于所述第二控制阀底部，所述海水净化系统位于所述洗涤塔的右侧，所述生物净化系统位于所述第二控制阀的右侧；
所述生物净化系统包括生物过滤塔，所述生物过滤塔的右端通过管道连接有喷淋装置，所述喷淋装置顶部通过管道连接有水泵，且所述喷淋装置底部通过管道连接有加湿装置，所述加湿装置底部通过管道连接有送风装置，所述生物过滤塔左侧通过管道连接有微生物输送装置，所述生物过滤塔底部连接通过管道连接有生物降解池，所述生物降解池分设为生活用品降解池以及排泄物净化池，所述排泄物净化池右侧设置有连接管道，所述连接管道与船舶内卫生间相连通。
优选的，所述海水净化系统包括海水抽取泵，所述海水抽取泵左侧通过管道连接有海水淡化装置，所述海水淡化装置底部通过管道连接有海水存储装置，所述海水存储装置底部通过管道连接有海水缓冲装置，所述海水缓冲装置底部通过管道连接有海水雾化装置，所述海水雾化装置左侧通过管道连接有海水供给泵，所述海水存储装置和所述海水缓冲装置之间的管道右侧连接有加热器。
优选的，所述第二控制阀的左侧通过管道连接有定量分离装置，所述定量分离装置的顶部右侧通过管道连接有浓度核算装置，所述浓度核算装置的顶部通过管道连接有固气分离装置，所述固气分离装置的顶部通过管道连接有吸热锅炉装置。
优选的，所述吸热锅炉装置的左侧通过管道连接有第一控制阀，所述第一控制阀的底部通过管道连接有船舶辅机本体，所述固气分离装置的右侧通过管道连接有烟尘吸收装置，所述浓度核算装置右侧电性连接有智能计算装置。
优选的，所述生物净化系统的右侧设置有水汽连通管，所述水汽连通管的左侧设置有连通支管，所述水汽连通管和所述吸热锅炉装置相连通，所述连通支管和所述烟尘吸收装置相连通。
优选的，所述洗涤塔底部通过管道连接有催化净化装置，所述催化净化装置底部设置有第一出气口，所述生物净化系统顶部设置有第二出气口。
优选的，一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气的处理方法，包括以下步骤：
S1：船舶辅机本体处的燃料废气通过第一控制阀进入吸热锅炉装置，通过吸热锅炉装置对燃料废气进行吸热，且同时利用此热量对吸热锅炉装置中的水进行加热，以供船只使用；
S2：燃料废气在经过吸热锅炉装置的吸热后，进入固气分离装置，由固气分离装置对其进行分离，且在分离的同时通过烟尘吸收装置对燃料废气中的PM颗粒进行吸附，在进行分离后，燃料废气进入浓度核算装置，由其对燃料废气的浓度进行核算，并在核算完毕后，通过智能计算装置根据浓度进行相应的定量计算，计算完毕后，通过定量分离装置进行相应的定量分离，此时燃料废气一部分进入海水净化系统，一部分进入生物净化系统；
S3：进入海水净化系统中的燃料废气通过被海水雾化装置进行雾化后的海水对燃料废气实施降温处理，然后进行初步脱硫反应，并去除反应过程中产生的颗粒物，随后废气会在洗涤塔中上升，最终到达反应床，完成脱硫之后进入催化净化装置，经过催化净化装置进行HC气体的过滤后，净化后的燃料废气通过第一出气口排出；
S4：进入生物净化系统的燃料废气通过生物过滤塔的微生物进行净化后，生成CO2和水，此时CO2通过第二出气口排出，而水则通过水汽连通管以及连通支管分别进入吸热锅炉装置和固气分离装置进行循环；
S5：生物过滤塔中的微生物对燃料废气中的碳源和能源进行净化吸收后，进入生物降解池，生物降解池分为生活用品降解池以及排泄物净化池，生活用品降解池用于对生活废品进行生物降解，而排泄物净化池则通过连接管道连通船舶的卫生间，以此对排泄物进行生物降解以及除味。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明，在进行燃料废气的处理时，采用组合式处理，即采用海水净化以及生物净化的组合方式进行，其中生物净化在对部分燃料废气进行处理时，微生物对燃料废气中的碳源和能源进行净化吸收后，进入生物降解池，生物降解池分为生活用品降解池以及排泄物净化池，生活用品降解池用于对生活废品进行生物降解，而排泄物净化池则通过连接管道连通船舶的卫生间，以此对排泄物进行生物降解以及除味，从而不需另外在船舶上安装对应的降解机构，减少了船舶的建设成本，且更加节能环保；
2、本发明，海水作为船舶行驶过程中随时可以取用的原材料，用其作为净化原料，可以减少原料成本的增加，且利用海水进行净化，在处理方式上，更加环保，不会产生大量废弃物，便于维护且应用成本较低，脱硫效果显著；
3、本发明，在进行燃料废气的两个净化系统之间的输送时，通过浓度核算装置进行其浓度的核算，且根据核算结果通过智能计算装置计算出对应的定量，再根据定量进行对应量的输送，从而可以最大化提高燃料废气的净化处理效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1为本发明一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置结构示意图；
图2为本发明一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置的海水净化系统结构示意图；
图3为本发明一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置的生物净化系统结构示意图；
图4为本发明一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气的处理方法流程图；
图中：100、船舶辅机本体；101、第一控制阀；102、吸热锅炉装置；103、固气分离装置；104、烟尘吸收装置；105、浓度核算装置；106、智能计算装置；107、定量分离装置；108、第二控制阀；109、洗涤塔；110、催化净化装置；111、第一出气口；112、水汽连通管；113、连通支管；114、第二出气口；200、海水净化系统；201、海水抽取泵；202、海水淡化装置；203、海水存储装置；204、海水缓冲装置；205、加热器；206、海水雾化装置；207、海水供给泵；300、生物净化系统；301、生物过滤塔；302、水泵；303、喷淋装置；304、加湿装置；305、送风装置；306、微生物输送装置；400、生物降解池；401、连接管道。
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。
请参阅图1，一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置，包括第二控制阀108、洗涤塔109、海水净化系统200和生物净化系统300。
请参阅图1，洗涤塔109位于第二控制阀108底部，海水净化系统200位于洗涤塔109的右侧，生物净化系统300位于第二控制阀108的右侧。
请参阅图3，生物净化系统300包括生物过滤塔301，生物过滤塔301的右端通过管道连接有喷淋装置303，喷淋装置303顶部通过管道连接有水泵302，通过水泵302为喷淋装置303提供水源，且喷淋装置303底部通过管道连接有加湿装置304，通过加湿装置304为喷淋装置303进行喷雾加湿以及降温，加湿装置304底部通过管道连接有送风装置305，送风装置305用于控制喷淋装置303的喷淋方向，生物过滤塔301左侧通过管道连接有微生物输送装置306，微生物输送装置306用于向生物过滤塔301中输送微生物，以进行不断循环，生物过滤塔301底部连接通过管道连接有生物降解池400，生物降解池400分设为生活用品降解池以及排泄物净化池，排泄物净化池右侧设置有连接管道401，连接管道401与船舶内卫生间相连通；生活用品降解池用于对生活废品进行生物降解，而排泄物净化池则通过连接管道401连通船舶的卫生间，以此对排泄物进行生物降解以及除味。
请参阅图2，海水净化系统200包括海水抽取泵201，海水抽取泵201左侧通过管道连接有海水淡化装置202，在海水抽取泵201对海水抽取后，通过海水淡化装置202对其进行淡化处理，海水淡化装置202底部通过管道连接有海水存储装置203，海水存储装置203用于对淡化处理后的海水进行存储，以备后续使用，海水存储装置203底部通过管道连接有海水缓冲装置204，海水缓冲装置204用于在海水输送过程中对其进行输送缓冲，从而减少管道压力，避免管道长期高压损坏，海水缓冲装置204底部通过管道连接有海水雾化装置206，海水雾化装置206用于对海水进行雾化处理，海水雾化装置206左侧通过管道连接有海水供给泵207，海水供给泵207用于对雾化处理后的海水进行输送，海水存储装置203和海水缓冲装置204之间的管道右侧连接有加热器205，加热器205用于对运输的海水进行加热。
请参阅图1、2、3，第二控制阀108的左侧通过管道连接有定量分离装置107，定量分离装置107用于对燃料废气进行定量分离，定量分离装置107的顶部右侧通过管道连接有浓度核算装置105，浓度核算装置105用于对燃料废气的浓度进行核算，浓度核算装置105的顶部通过管道连接有固气分离装置103，固气分离装置103用于对燃料废气进行固气的分离，固气分离装置103的顶部通过管道连接有吸热锅炉装置102，吸热锅炉装置102用于吸收燃料废气的部分热量，以对其进行降温；吸热锅炉装置102的左侧通过管道连接有第一控制阀101，第一控制阀101用于控制燃料废气的输送，第一控制阀101的底部通过管道连接有船舶辅机本体100，固气分离装置103的右侧通过管道连接有烟尘吸收装置104，烟尘吸收装置104用于吸附分离后的固体，浓度核算装置105右侧电性连接有智能计算装置106，智能计算装置106用于根据浓度核算装置105的核算结果进行智能分量计算；生物净化系统300的右侧设置有水汽连通管112，水汽连通管112的左侧设置有连通支管113，水汽连通管112和吸热锅炉装置102相连通，连通支管113和烟尘吸收装置104相连通；洗涤塔109底部通过管道连接有催化净化装置110，生物净化系统300中的水通过水汽连通管112以及连通支管113分别进入吸热锅炉装置102和固气分离装置103进行循环，催化净化装置110底部设置有第一出气口111，催化净化装置110进行HC气体的过滤，生物净化系统300顶部设置有第二出气口114；船舶辅机本体100处的燃料废气通过第一控制阀101进入吸热锅炉装置102，通过吸热锅炉装置102对燃料废气进行吸热，且同时利用此热量对吸热锅炉装置102中的水进行加热，以供船只使用，在经过吸热锅炉装置102的吸热后，进入固气分离装置103，由固气分离装置103对其进行分离，且在分离的同时通过烟尘吸收装置104对燃料废气中的PM颗粒进行吸附，在进行分离后，燃料废气进入浓度核算装置105，由其对燃料废气的浓度进行核算，并在核算完毕后，通过智能计算装置106根据浓度进行相应的定量计算，计算完毕后，通过定量分离装置107进行相应的定量分离，此时燃料废气一部分进入海水净化系统200，一部分进入生物净化系统300。
在进行燃料废气的处理时，采用组合式处理，即采用海水净化以及生物净化的组合方式进行，其中生物净化在对部分燃料废气进行处理时，微生物对燃料废气中的碳源和能源进行净化吸收后，进入生物降解池400，生物降解池400分为生活用品降解池以及排泄物净化池，生活用品降解池用于对生活废品进行生物降解，而排泄物净化池则通过连接管道401连通船舶的卫生间，以此对排泄物进行生物降解以及除味，从而不需另外在船舶上安装对应的降解机构，减少了船舶的建设成本，且更加节能环保；海水作为船舶行驶过程中随时可以取用的原材料，用其作为净化原料，可以减少原料成本的增加，且利用海水进行净化，在处理方式上，更加环保，不会产生大量废弃物，便于维护且应用成本较低，脱硫效果显著。
请参阅图4，一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气的处理方法，包括以下步骤：
S1：船舶辅机本体100处的燃料废气通过第一控制阀101进入吸热锅炉装置102，通过吸热锅炉装置102对燃料废气进行吸热，且同时利用此热量对吸热锅炉装置102中的水进行加热，以供船只使用；
S2：燃料废气在经过吸热锅炉装置102的吸热后，进入固气分离装置103，由固气分离装置103对其进行分离，且在分离的同时通过烟尘吸收装置104对燃料废气中的PM颗粒进行吸附，在进行分离后，燃料废气进入浓度核算装置105，由其对燃料废气的浓度进行核算，并在核算完毕后，通过智能计算装置106根据浓度进行相应的定量计算，计算完毕后，通过定量分离装置107进行相应的定量分离，此时燃料废气一部分进入海水净化系统200，一部分进入生物净化系统300；
S3：进入海水净化系统200中的燃料废气通过被海水雾化装置206进行雾化后的海水对燃料废气实施降温处理，然后进行初步脱硫反应，并去除反应过程中产生的颗粒物，随后废气会在洗涤塔109中上升，最终到达反应床，完成脱硫之后进入催化净化装置110，经过催化净化装置110进行HC气体的过滤后，净化后的燃料废气通过第一出气口111排出；
S4：进入生物净化系统300的燃料废气通过生物过滤塔301的微生物进行净化后，生成CO2和水，此时CO2通过第二出气口114排出，而水则通过水汽连通管112以及连通支管113分别进入吸热锅炉装置102和固气分离装置103进行循环；
S5：生物过滤塔301中的微生物对燃料废气中的碳源和能源进行净化吸收后，进入生物降解池400，生物降解池400分为生活用品降解池以及排泄物净化池，生活用品降解池用于对生活废品进行生物降解，而排泄物净化池则通过连接管道401连通船舶的卫生间，以此对排泄物进行生物降解以及除味。
通过上述步骤，在进行燃料废气的两个净化系统之间的输送时，通过浓度核算装置进行其浓度的核算，且根据核算结果通过智能计算装置计算出对应的定量，再根据定量进行对应量的输送，从而可以最大化提高燃料废气的净化处理效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (7)

1.一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置，包括第二控制阀(108)、洗涤塔(109)、海水净化系统(200)和生物净化系统(300)，其特征在于：所述洗涤塔(109)位于所述第二控制阀(108)底部，所述海水净化系统(200)位于所述洗涤塔(109)的右侧，所述生物净化系统(300)位于所述第二控制阀(108)的右侧；
所述生物净化系统(300)包括生物过滤塔(301)，所述生物过滤塔(301)的右端通过管道连接有喷淋装置(303)，所述喷淋装置(303)顶部通过管道连接有水泵(302)，且所述喷淋装置(303)底部通过管道连接有加湿装置(304)，所述加湿装置(304)底部通过管道连接有送风装置(305)，所述生物过滤塔(301)左侧通过管道连接有微生物输送装置(306)，所述生物过滤塔(301)底部连接通过管道连接有生物降解池(400)，所述生物降解池(400)分设为生活用品降解池以及排泄物净化池，所述排泄物净化池右侧设置有连接管道(401)，所述连接管道(401)与船舶内卫生间相连通。
2.根据权利要求1所述的一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置，其特征在于：所述海水净化系统(200)包括海水抽取泵(201)，所述海水抽取泵(201)左侧通过管道连接有海水淡化装置(202)，所述海水淡化装置(202)底部通过管道连接有海水存储装置(203)，所述海水存储装置(203)底部通过管道连接有海水缓冲装置(204)，所述海水缓冲装置(204)底部通过管道连接有海水雾化装置(206)，所述海水雾化装置(206)左侧通过管道连接有海水供给泵(207)，所述海水存储装置(203)和所述海水缓冲装置(204)之间的管道右侧连接有加热器(205)。
3.根据权利要求1所述的一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置，其特征在于：所述第二控制阀(108)的左侧通过管道连接有定量分离装置(107)，所述定量分离装置(107)的顶部右侧通过管道连接有浓度核算装置(105)，所述浓度核算装置(105)的顶部通过管道连接有固气分离装置(103)，所述固气分离装置(103)的顶部通过管道连接有吸热锅炉装置(102)。
4.根据权利要求3所述的一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置，其特征在于：所述吸热锅炉装置(102)的左侧通过管道连接有第一控制阀(101)，所述第一控制阀(101)的底部通过管道连接有船舶辅机本体(100)，所述固气分离装置(103)的右侧通过管道连接有烟尘吸收装置(104)，所述浓度核算装置(105)右侧电性连接有智能计算装置(106)。
5.根据权利要求1或4中任一项所述的一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置，其特征在于：所述生物净化系统(300)的右侧设置有水汽连通管(112)，所述水汽连通管(112)的左侧设置有连通支管(113)，所述水汽连通管(112)和所述吸热锅炉装置(102)相连通，所述连通支管(113)和所述烟尘吸收装置(104)相连通。
6.根据权利要求1所述的一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气处理装置，其特征在于：所述洗涤塔(109)底部通过管道连接有催化净化装置(110)，所述催化净化装置(110)底部设置有第一出气口(111)，所述生物净化系统(300)顶部设置有第二出气口(114)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种船舶岸电用船舶辅机燃料废气的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：船舶辅机本体(100)处的燃料废气通过第一控制阀(101)进入吸热锅炉装置(102)，通过吸热锅炉装置(102)对燃料废气进行吸热，且同时利用此热量对吸热锅炉装置(102)中的水进行加热，以供船只使用；
S2：燃料废气在经过吸热锅炉装置(102)的吸热后，进入固气分离装置(103)，由固气分离装置(103)对其进行分离，且在分离的同时通过烟尘吸收装置(104)对燃料废气中的PM颗粒进行吸附，在进行分离后，燃料废气进入浓度核算装置(105)，由其对燃料废气的浓度进行核算，并在核算完毕后，通过智能计算装置(106)根据浓度进行相应的定量计算，计算完毕后，通过定量分离装置(107)进行相应的定量分离，此时燃料废气一部分进入海水净化系统(200)，一部分进入生物净化系统(300)；
S3：进入海水净化系统(200)中的燃料废气通过被海水雾化装置(206)进行雾化后的海水对燃料废气实施降温处理，然后进行初步脱硫反应，并去除反应过程中产生的颗粒物，随后废气会在洗涤塔(109)中上升，最终到达反应床，完成脱硫之后进入催化净化装置(110)，经过催化净化装置(110)进行HC气体的过滤后，净化后的燃料废气通过第一出气口(111)排出；
S4：进入生物净化系统(300)的燃料废气通过生物过滤塔(301)的微生物进行净化后，生成CO2和水，此时CO2通过第二出气口(114)排出，而水则通过水汽连通管(112)以及连通支管(113)分别进入吸热锅炉装置(102)和固气分离装置(103)进行循环；
S5：生物过滤塔(301)中的微生物对燃料废气中的碳源和能源进行净化吸收后，进入生物降解池(400)，生物降解池(400)分为生活用品降解池以及排泄物净化池，生活用品降解池用于对生活废品进行生物降解，而排泄物净化池则通过连接管道(401)连通船舶的卫生间，以此对排泄物进行生物降解以及除味。
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