CN117085503A - 一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及湿式脱硫设备技术领域，公开了一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，包括喷淋脱硫塔和输入至喷淋脱硫塔的水路组件和气路组件，喷淋脱硫塔包括浆池筒和设于浆池筒上的若干个喷淋部，喷淋部沿着铅垂向依次排布，在喷淋部的顶端设有除雾器和设于除雾器上方的排出法兰。本发明的喷淋部设成多层结构，利用两侧沿着切线方向注入“烟”和“液”，同时上侧利用雾化喷淋，实现烟‑液混合，对烟中大颗粒杂质进行沉积，烟中气体呈螺旋状逸出与雾化的“汽”混合，废气和水汽的混合物在塔体内产生旋流，实现“烟‑汽”在塔中混合时间变长，净化效率增加，配合上雾化“汽”的水源为海水，盐雾会较传统的水雾吸附废气沉积效果更佳。

Description

一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置

技术领域

本发明涉及湿式脱硫设备领域，更具体地说，它涉及一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置。

背景技术

船舶的动力端在行进时会产生大量废气，废气中夹杂着大量未完全燃烧的燃料、燃烧产物和水分，不能直接排放至大气，故需要在废气排出端设有处理结构，喷淋脱硫塔是船舶中对废气进行脱硫处理的塔式设备。

传统的喷淋脱硫塔中采用大面液喷淋，废气中的硫可以通过喷嘴产生的微小水珠（水汽）或者填料实现净化，但是大面液喷淋会造成“烟（废气）-汽（水汽）”两相产生较大的传质阻力，传质阻力是指溶质分子不断进出于流动相和固定液相之间，两相的传质阻力较大时，会造成“烟-汽”系统中能量的大量损失，例如摩擦损失和扩散损失，“烟-汽”系统中的能量损失会抑制废气中的硫的有效迁移，造成废气中的硫与水汽之间的接触反应效率降低，尾气净化脱硫的效率低。

发明内容

本发明提供一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，解决相关技术中因为喷淋时两相的传质阻力造成的接触反应效率下降的技术问题。

本发明提供了一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，包括喷淋脱硫塔和输入至喷淋脱硫塔的水路组件和气路组件，喷淋脱硫塔包括浆池筒和设于浆池筒上的若干个喷淋部，喷淋部沿着铅垂向依次排布，在喷淋部的顶端设有除雾器和设于除雾器上方的排出法兰；

喷淋部的内部设有对流组件，对流组件包括若干个对流斗和设于每个对流斗的两侧切向的进气管和进液管，进气管输入的废气和进液管输入的处理液在对流斗的斗壁内不断混合，在对流斗的底端设有环形分布有的雾化喷头，对流斗上的雾化喷头喷出的雾化处理液可对其下侧的另一个对流斗的废气进行喷淋作业；

水路组件的输入端连接至进液管，气路组件的输入端连接至进气管。

进一步地，对流斗的斗体内部设有两组引导槽，两组的引导槽的相邻槽壁的高度较相向的槽壁的高度低。

进一步地，对流斗的中部设有固定座，固定座的四侧壁均设有流通槽，固定座的中部设有搅拌件。

进一步地，固定座的内侧设有滤芯，雾化喷头安装在固定座的滤芯过滤后的输出端上。

进一步地，水路组件包括海水泵、输水管道和喷淋头，喷淋头包括喷淋架和设于喷淋架上的若干个喷嘴，喷嘴沿着水平面的切向设置，海水泵通过输水管道连接至喷淋头。

进一步地，喷淋脱硫塔上设有进液法兰，进液法兰的末端连接至输水管道的输出端，进液法兰位于喷淋脱硫塔内延伸有与喷淋头连接的管道。

进一步地，气路组件包括进气法兰和气路管道，进气法兰延伸出喷淋脱硫塔的塔壁外侧，气路管道排布在塔壁的内侧，气路管道设有若干个通口，若干个通口分别与进气管相连接。

进一步地，气路管道包括提升管、均布管和控制阀，均布管包括连接管和支管，若干个支管连接至连接管的同侧外壁上，连接管的顶端与提升管的末端相连接，控制阀安装至支管的末端上。

进一步地，喷淋脱硫塔的顶部位于除雾器和排出法兰之间设有检测法兰，检测法兰的内侧设有抽吸风机，在排出法兰的内侧设有电磁阀。

进一步地，检测法兰的端部设有Y型接头，Y型接头的一端连接有气体分析仪，Y型接头的另一端连通至气路组件中，Y型接头与气路组件的连接处设有单向阀。

本发明的有益效果在于：本喷淋装置通过设置多层结构，通过两侧沿着切线方向注入“烟”和“液”，同时上侧利用雾化喷淋，实现烟-液混合，对烟中大颗粒杂质进行沉积，烟中气体呈螺旋状逸出与雾化的“汽”混合，废气和水汽的混合物在塔体内产生旋流，实现“烟-汽”在塔中混合时间变长，净化效率增加，配合上雾化“汽”的水源为海水，盐雾会较传统的水雾吸附废气沉积效果更佳；

本喷淋装置应用于船舶尾气处理系统中，对船舶的废气进行脱硫，利用海水经过喷粒装置雾化后水汽的天然碱性，同排烟中酸性的硫氧化物的“烟-汽”混合，在船舶航行过程中，可根据在不同的地区海域海水的pH、盐度和碱度不同进一步调节，实现酸碱中和平衡，减少对脱硫效果产生影响，稳定对船舶排出废气的脱硫效率。

附图说明

图1是本发明提出的一种船舶尾气净化系统的净化原理图；

图2是本发明提出的一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置的结构示意图；

图3是本发明中图2的主视图；

图4是本发明中图3的A-A剖面结构示意图；

图5是本发明中图4的对流组件的结构示意图；

图6是本发明中图5的对流效果示意图；

图7是本发明的图4的气路组件的结构示意图。

图中：100、喷淋脱硫塔；110、浆池筒；120、喷淋部；130、进气法兰；131、热交换箱；140、进液法兰；150、检测法兰；151、抽吸风机；160、除雾器；170、对流组件；171、对流斗；172、引导槽；173、搅拌件；174、进气管；175、进液管；176、雾化喷头；180、水路组件；181、喷淋头；190、气路组件；191、提升管；192、均布管；193、控制阀。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

实施例一

参阅图1所示，一种船舶尾气净化系统，系统设于船体上，包括喷淋脱硫塔100，喷淋脱硫塔100的输入端连接至船舶的动力端排出废气的端口上，喷淋脱硫塔100连接有气路组件190和水路组件180，其中水路组件180的输入端为船体可通入海水的端口，即海底门，水路组件180分为喷淋水路和热交换水路，喷淋水路连接至喷淋装置，热交换水路对喷淋装置喷淋携带的废热进行热交换。

该净化系统在海水通入的端口设有水质分析仪，水质分析仪用于对输入的海水的pH、盐度和碱度进行检测，水质分析仪为现有技术，可对输入的海水进行pH、盐度和碱度的指标进行范围检测，故不再赘述；

净化系统中还包括系统处理单元，系统处理单元用于对检测后的海水的pH和碱度进行调节，具体的，设有氢氧化钠处理柜，通过氢氧化钠注入至热交换后的海水再注入至喷淋装置中；

同样的，在喷淋装置的喷淋废水排出时，需要通过水处理单元对其进行处理，具体的，水处理单元的输出端连接有油渣处理单元和污水处理单元，在经过油渣处理单元和污水处理单元循环处理后，其中油渣处理单元中碱地投入工作可通过氢氧化钠处理柜中实现，污水处理单元的酸碱度可通过氢氧化钠处理柜中投入氢氧化钠进行调节，其中油渣处理单元可采用如申请号为201820575340.0的船舶油渣处理装置，其中污水处理单元可采用如申请号为202211451886.2的一种用于船舶污水处理的油水分离装置；

循环过滤处理后输出，输出前通过水质处理单元再进行处理，水质处理单元包括但不限于水质检测仪和循环泵组，通过水质检测仪检测后，如果pH、盐度和碱度的指标不达标则循环至水处理单元中再处理，然后再将海水中除了无害的盐之外，不存在超标的杂质，即可排入海水中，实现对船舶尾气中的废气中硫化物和废热进行处理净化。

实施例二

参阅图1-图7所示，一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，喷淋装置结合至实施例一中的船舶的尾气净化系统中，通过水路引入海水，从通过海水泵和管路将海水泵到喷淋脱硫塔100里，并且通过塔内的喷嘴将海水雾化成水汽，然后用海水水汽的天然碱性同排烟中酸性的硫氧化物的“烟-汽”混合之后，在保证排烟的硫氧化物达标的同时，生成无害的盐并且通过单独设置的管路排放至公海的全自动模式，另一部分海水循环泵和管路输入冷却端中，冷却端对喷淋脱硫塔100中的废气进行降温，并带动冷却水维持喷淋脱硫塔100的浆池的温度调控平衡。

该喷淋装置具体除了包括的喷淋脱硫塔100，还包括输入至喷淋脱硫塔100的水路组件180和气路组件190，喷淋脱硫塔100包括浆池筒110和设于浆池筒110上的若干个喷淋部120，喷淋部120沿着铅垂向依次排布，在喷淋部120的顶端设有除雾器160和设于除雾器160上方的排出法兰；

喷淋部120的内部设有对流组件170，对流组件170包括若干个对流斗171和设于每个对流斗171的两侧切向的进气管174和进液管175，进气管174输入的废气和进液管175输入的处理液在对流斗171的斗壁内不断混合，且进气管174和进液管175的输入端分别设在对流斗171的底端两侧内壁上，在对流斗171的底端设有环形分布有的雾化喷头176，对流斗171上的雾化喷头176喷出的雾化处理液可对其下侧的另一个对流斗171的废气进行喷淋作业；

对流斗171的斗体内部设有两组引导槽172，两组的引导槽172的相邻槽壁的高度较相向的槽壁的高度低，即在气相和液相通过切向汇入时，可在相邻壁体之间不断碰撞交换，气相中，即废气中的大颗粒可沉积至液相内，液相中海水在风力作用下不断成小液滴，与废气中硫化物等形成稳定的盐。

在固定座的中部设有搅拌件173，固定座的内侧设有滤芯，雾化喷头176安装在固定座的滤芯过滤后的输出端上，对流斗171内混合液汇入至底侧的搅拌件173部分，搅拌件173不断搅拌使其进一步混合，在对流斗171的中部设有固定座，固定座的四侧壁均设有流通槽，经过滤芯过滤后，海水被雾化喷头176雾化喷入下侧的对流斗171中，其中气相是由下引导至高处后，海水由上至下喷淋，不断对气相进行切向混合，上层喷淋，气相被净化后逸出，沿着喷淋脱硫塔100向上，直至到达除雾器160，除雾器160为现有技术，可对净化后气体进行有效去除产生粒径为10-60微米的“雾”，“雾”不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、SO₂等，使被净化的气体在离开吸收塔之前要除雾，除雾可有效提升排出气体标准符合概率。

水路组件180的输入端连接至进液管175，气路组件190的输入端连接至进气管174。

具体地说，进液管175和进气管174由两侧切向输入，进气管174的气相与液相之间由底部两侧切向混合，气相与液相切向混合，气相在切向混合后上升，液相携带气相中的硫化物沿着对流都171的斗体下滑，气相的上升方向为顺时针/逆时针；

同时由下方的对流斗171逸出的废气由对流斗171下侧的流通槽通入，通入过程中携带由雾化喷头176喷出的水汽，被搅拌件173转动加速，废气和水汽转动混合沿着对流斗171的斗体内壁上升，废气和水汽的上升方向为逆时针/顺时针，顺时针/逆时针的切向混合上升的气相与逆时针/顺时针的废气和水汽转动混合相碰撞，进一步对废气中硫化物进行净化；

需要进一步说明的是，水路组件180包括海水泵、输水管道和喷淋头181，喷淋头181包括喷淋架和设于喷淋架上的若干个喷嘴，喷嘴沿着水平面的切向设置，海水泵通过输水管道连接至喷淋头181，喷淋脱硫塔100上设有进液法兰140，进液法兰140的末端连接至输水管道的输出端，进液法兰140位于喷淋脱硫塔100内延伸有与喷淋头181连接的管道。

气路组件190包括进气法兰130和气路管道，进气法兰130延伸出喷淋脱硫塔100的塔壁外侧，气路管道排布在塔壁的内侧，气路管道设有若干个通口，若干个通口分别与进气管174相连接，其中气路管道包括提升管191、均布管192和控制阀193，均布管192包括连接管和支管，若干个支管连接至连接管的同侧外壁上，连接管的顶端与提升管191的末端相连接，控制阀193安装至支管的末端上。

进气法兰130的输入端设有热交换箱131，热交换箱131为现有技术，热交换箱131的原理和现有的冷凝器的原理一致，均通过循环的外置水流管道对进气进行快速大面积的降温，即废气入口采用“水淬”技术，使柴油机的尾气在1/10秒之内降低温度200℃左右，迅速降至100℃以内，有效地保证后续的净化处理效率和效果。

喷淋脱硫塔100的顶部位于除雾器160和排出法兰之间设有检测法兰150，检测法兰150的内侧设有抽吸风机151，在排出法兰的内侧设有电磁阀，检测法兰150的端部设有Y型接头，Y型接头的一端连接有气体分析仪，气体分析仪用于检测排出废气中硫化物的含量，如果硫化物指标超标仍需要输入至喷淋脱硫塔100再进行处理，同时Y型接头的另一端连通至气路组件190中，Y型接头与气路组件190的连接处设有单向阀，单向阀避免气路组件190的废气进入Y型接头内。

在浆池筒110的末端设有排液法兰，排液法兰的输出端连接至实施例一中净化系统的水处理单元，对废水进行处理达标后排放。

本船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置在净化系统中的处理流程如下：海水通过进液法兰140端输入，废气通过进气法兰130端输入，废气首先经过热交换箱131，热交换箱131的循环水也是通入海水，海水快速带离废气中废热，废气经过提升管191提升至上侧后，通过均布管192，均布管192通过控制阀193控制废气输出量，废气输出量由上至下依次增加，海水通入进液法兰140中，进入喷淋头181中，喷淋头181的喷淋量一致；

海水通过切向的进液管175输入，废气通过切向的进气管174输入，同时位于该对流斗171上侧的对流斗171中海水被雾化喷头176雾化喷出形成盐雾，海水不断对气相进行切向混合，气相被混合净化后逸出，气相逸出时也呈切向逸出，上层海水雾化喷淋，再一步和雾化喷淋的盐雾形成“烟-汽”旋流状态，使废气和水汽的混合物在塔体内产生旋流，增加“烟-汽”在塔内混合的时间和同时提高净化效率，净化后废气沿着喷淋脱硫塔100向上，直至到达除雾器160，可对净化后气体进行有效去除产生粒径为10-60微米的“雾”进行去除；

在排除前进行检测，检测过程即通过抽吸风机151抽吸部分净化除雾后气体进入气体检测仪中，检测合格直接打开电磁阀排出，检测不合格循环至气路组件190中再处理直至达标排出。

上面对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (10)

1.一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，包括喷淋脱硫塔（100）和输入至喷淋脱硫塔（100）的水路组件（180）和气路组件（190），其特征在于，喷淋脱硫塔（100）包括浆池筒（110）和设于浆池筒（110）上的若干个喷淋部（120），喷淋部（120）沿着铅垂向依次排布，在喷淋部（120）的顶端设有除雾器（160）和设于除雾器（160）上方的排出法兰；

喷淋部（120）的内部设有对流组件（170），对流组件（170）包括若干个对流斗（171）和设于每个对流斗（171）的两侧切向的进气管（174）和进液管（175），进气管（174）输入的废气和进液管（175）输入的处理液在对流斗（171）的斗壁内不断混合，在对流斗（171）的底端设有环形分布有的雾化喷头（176），对流斗（171）上的雾化喷头（176）喷出的雾化处理液可对其下侧的另一个对流斗（171）的废气进行喷淋作业；

水路组件（180）的输入端连接至进液管（175），气路组件（190）的输入端连接至进气管（174）。

2.根据权利要求1所述的一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，其特征在于，对流斗（171）的斗体内部设有两组引导槽（172），两组的引导槽（172）的相邻槽壁的高度较相向的槽壁的高度低。

3.根据权利要求2所述的一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，其特征在于，对流斗（171）的中部设有固定座，固定座的四侧壁均设有流通槽，固定座的中部设有搅拌件（173）。

4.根据权利要求3所述的一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，其特征在于，固定座的内侧设有滤芯，雾化喷头（176）安装在固定座的滤芯过滤后的输出端上。

5.根据权利要求4所述的一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，其特征在于，水路组件（180）包括海水泵、输水管道和喷淋头（181），喷淋头（181）包括喷淋架和设于喷淋架上的若干个喷嘴，喷嘴沿着水平面的切向设置，海水泵通过输水管道连接至喷淋头（181）。

6.根据权利要求5所述的一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，其特征在于，喷淋脱硫塔（100）上设有进液法兰（140），进液法兰（140）的末端连接至输水管道的输出端，进液法兰（140）位于喷淋脱硫塔（100）内延伸有与喷淋头（181）连接的管道。

7.根据权利要求6所述的一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，其特征在于，气路组件（190）包括进气法兰（130）和气路管道，进气法兰（130）延伸出喷淋脱硫塔（100）的塔壁外侧，气路管道排布在塔壁的内侧，气路管道设有若干个通口，若干个通口分别与进气管（174）相连接。

8.根据权利要求7所述的一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，其特征在于，气路管道包括提升管（191）、均布管（192）和控制阀（193），均布管（192）包括连接管和支管，若干个支管连接至连接管的同侧外壁上，连接管的顶端与提升管（191）的末端相连接，控制阀（193）安装至支管的末端上。

9.根据权利要求8所述的一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，其特征在于，喷淋脱硫塔（100）的顶部位于除雾器（160）和排出法兰之间设有检测法兰（150），检测法兰（150）的内侧设有抽吸风机（151），在排出法兰的内侧设有电磁阀。

10.根据权利要求9所述的一种船舶尾气净化用的脱硫处理智能喷淋装置，其特征在于，检测法兰（150）的端部设有Y型接头，Y型接头的一端连接有气体分析仪，Y型接头的另一端连通至气路组件（190）中，Y型接头与气路组件（190）的连接处设有单向阀。