CN204543955U - 一种船舶动力装置废气洗涤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种船舶动力装置废气洗涤系统，以碱液为吸收液，同时高效去除船舶废气中的硫氧化物和颗粒。主要包括主洗涤器，除雾器，循环管路，循环泵组模块，循环液冷却模块，碱液供给单元，水处理单元及附属管路仪器仪表等。本实用新型以碱液为吸收剂，同时具有高效的硫氧化物和颗粒的脱除功能；系统体积小，管路设计简单，运行可靠，无填料等附加设备，成本低；可以实现系统排放控制与非排放控制区运行工况切换；节省船舶能耗，可实现系统稳定自动控制。

Description

一种船舶动力装置废气洗涤系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种脱除船舶废气中硫氧化物和颗粒的废气洗涤系统。

背景技术

近年来随着船舶工业的迅猛发展，其动力装置排放的SOx和颗粒含量进一步增加，对SOx和颗粒排放的控制要求也越来越苛刻。船用主、辅机、燃油锅炉与焚烧炉排放到空气中的SOx和颗粒对人类和环境都会引起很大的危害。目前对于船用动力装置硫氧化物和颗粒的控制以废气洗涤脱硫装置最为经济适用。

常规的洗涤系统是通过在吸收塔中添加填料来增加传质效率和废气与洗涤液的接触面积来提高废气中SOx的脱除效率，同时脱除大部分的颗粒。常规洗涤系统需要安装填料，而且管路设计复杂，价格高、体积大，空塔更需要比较大的体积，体积较大会增加造船的成本。此外，常规洗涤系统对颗粒的脱出效率不高，难以满足将来严格的排放法规。

鉴于排放法规的日益严格，研制新型高效的废气洗涤设备，特别是能与现有船舶动力装置配套的，船东更能够接受的洗涤设备，是解决我国当前及未来远洋船舶自由进出世界各海域，推动我国航运事业走向世界不可缺少的重要措施。

现有技术中，主要的船舶废气洗涤脱除污染物的技术主要有：

专利“海船排烟脱硫方法及装置(200810048002)”，使用填料式洗涤系统，对船舶废气进行洗涤，其设备体积大，设备占用空间大，成本较高，并且并不具有较高的颗粒脱除率。在水处理方面仅仅是在省水除酸器前加一分离装置，未能对废水中的重金属离子及有无起到很好的脱除效果。

专利“镁基-海水法船用脱硫系统(201110039565.7)”，是一种结合镁法和海水法实现脱硫目的，也是使用传统洗涤塔，多管路，多级喷淋，系统管路设计中，变频循环泵和海水泵所在管路均被采用由一个泵控制两条管路的设计方法，流量控制困难，管道设计复杂，也会相应增加成本。多级喷淋的方式，增加了循环液的喷淋量和循环泵的耗能。

发明内容

本实用新型的目的在于提供高效的去除船舶废气中的硫氧化物和颗粒的一种船舶动力装置废气洗涤系统。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型一种船舶动力装置废气洗涤系统，其特征是：包括主洗涤器(A)、水处理单元(10)、除雾器(27)、碱液供给箱(32)，船舶动力装置(1)通过排气管道(25)经余热锅炉(26)，通过废气三通阀(40)分别连通主洗涤器(A)和排气总管(29)，主洗涤器(A)包括自上而下设置的文丘里管渐缩管(3)、喉管(4)、渐扩管(5)、主洗涤器出口管，文丘里管渐缩管(3)上方设置喷射组件(2)，主洗涤器出口管里设置旋风除雾器(6)，主洗涤器出口管通过主洗涤器气体主洗涤器出口管道(28)经除雾器(27)连接排气总管(29)，除雾器(27)通过除雾器液体回流管路(30)连通主洗涤器出口管，主洗涤器出口管下方设置主洗涤器洗涤液出口管路(41)，主洗涤器洗涤液出口管路(41)以三通方式分别与洗涤液循环管路(11)和洗涤液排空管路(9)相连，洗涤液循环管路(11)与喷射组件(2)相连，洗涤液循环管路(11)上设置第一循环泵(12)、换热器(17)，第一循环泵(12)和换热器(17)之间的洗涤液循环管路(11)连接洗涤液泄流管路(34)，洗涤液泄流管路(34)连接水处理单元(10)，主洗涤器出口管通过洗涤液溢流管路(31)连接水处理单元(10)，主洗涤器出口管和第一循环泵(12)之间的洗涤液循环管路(11)连接循环系统供碱管路(42)，循环系统供碱管路(42)连接碱液供给箱(32)，碱液供给箱(32)通过水处理单元供碱管路(33)与水处理单元(10)相连，冷却水进口管(20)经冷却水泵(45)、冷却水截止阀(21)与换热器(17)连接，换热器(17)的换热器主洗涤器出口管(18)通过冷却水三通阀(19)与冷却水进口管(20)和出口管(43)相连。

本实用新型还可以包括：

1、洗涤液循环管路(11)上设置与第一循环泵(12)并联的第二循环泵(13)。

本实用新型的优势在于：本实用新型可以同时高效的去除船舶排放中的硫氧化物和颗粒。不仅具有较高的脱硫效率，可以满足排放法规的限制值，并且在高脱硫率的基础上具有很高颗粒脱除率，达到95％以上，可以日益严格的排放法规。与传统船舶洗涤装置相比，具有同时高效脱除多种污染物的优点，系统简单，体积小，减少了系统运营成本，更适用于旧船改造和新船的安装。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为废水处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1～2，本实用新型船舶动力装置高效废气洗涤系统主要包括：主洗涤器，除雾器，循环液系统，补给水单元，碱液供给单元，水处理单元，循环液冷却系统，阀件，系统连接管路及温度、压力等传感器。船舶动力装置1通过排气管道25，经余热锅炉26，通过三通阀40与主洗涤器A和排气总管29相连，主洗涤器气体出口管道28经除雾器27与排气总管29相连。主洗涤器洗涤液出口管路41以三通方式与洗涤液循环管路11和洗涤液排空管路9相连，洗涤液循环管路11经由循环泵12、13、换热器17与主洗涤器喷射组件2相连。洗涤液排空管路9，洗涤液泄流管路34及洗涤液溢流管路31与水处理单元10相连。除雾器液体回流管路30与主洗涤器A相连。

主洗涤器A包括喷射组件2，文丘里管渐缩管3、喉管4、渐扩管5，液位传感器7，旋风除雾器6及连接管路。

碱液供给单元，由碱液供给箱32，通过洗涤系统供碱管路42，经由循环系统碱液供给泵35，以三通方式与循环管路11相连；通过水处理单元供碱管路33与水处理单元10相连。

洗涤液循环管路11，其上依次安装有循环泵12、备用泵13、换热器17，及压力传感器23、温度传感器22、流量计24。

循环液冷却系统，冷却水进口管20经冷却水泵45，冷却水截止阀21与换热器连接17，换热器出口管18，通过冷却水三通阀19，与冷却水进口管20和出口管43相连，换热器17进出口安装有温度传感器46、47。

补给水单元，由补给水管37，经过补给水泵36以三通方式与循环管道11相连。

洗涤液排空管路9，其上安装有截止阀8；所述的洗涤液排泄管路34其上安装有流量调节阀38。

船舶动力装置1通过排气管道25，经余热锅炉26，通过废气三通阀40与主洗涤器A和排气总管29相连，主洗涤器气体出口管道28经除雾器27与排气总管29相连。主洗涤器洗涤液出口管路41以三通方式与洗涤液循环管路11和洗涤液排空管路9相连。洗涤液循环管路11，经由循环泵12、13、换热器17与主洗涤器喷射组件2相连。洗涤液排空管路9，洗涤液泄流管路34及洗涤液溢流管路31与水处理单元10相连。除雾器液体回流管路30与主洗涤器A相连。

主洗涤器A包括喷射组件2，文丘里管渐缩管3、喉管4、渐扩管5，液位传感器7，旋风除雾器6及连接管路。

碱液供给单元，由碱液供给箱32，通过循环系统供碱管路42，经由循环系统碱液供给泵35，以三通方式与循环管路11相连；通过水处理单元供碱管路33与水处理单元10相连。

循环管路11，其上依次安装有循环泵12、备用泵13、换热器17，及压力传感器23、温度传感器22、流量计24。

循环液冷却系统，冷却水进口管20经冷却水泵45，冷却水截止阀21与换热器17连接，换热器出口管18，通过冷却水三通阀19，与冷却水进口管20和出口管43相连，换热器17进出口安装有温度传感器46、47。

补给水单元，通过补给水管37，由补给水泵36以三通方式与循环管道11相连。

洗涤液排空管路9，其上安装有截止阀8；所述的洗涤液排泄管路34其上安装有流量调节阀38。

船舶航行在非硫排放控制区时，船舶动力装置1排放的废气是通过废气三通阀40，直接由排气总管29排放到环境中。当准备进入硫排放控制区时，启动洗涤系统，截止阀8关闭，由补给水泵37向洗涤系统送水，循环系统碱液供给泵35向洗涤水中供给碱液，当达到一定的液位及pH值后，启动循环泵12，备用泵13关闭，转换废气三通阀40，废气流向主洗涤器A，在主洗涤器A内同时实现脱除硫氧化物和颗粒的功能，处理后废气经主洗涤器气体出口管道28经除雾器27，从排气总管29排入大气。除雾器27脱除的水经回流管路30流入主洗涤器A，与循环液一起由循环泵12带动，经循环管路11，进入喷射组件2，实现洗涤液的循环利用。循环液冷却水由冷却水泵45从船外供入换热器，并通过冷却三通阀19的转换，调节冷却水的流向。循环液通过洗涤液排空管路9，洗涤液泄流管路34及洗涤液溢流管路31进入水处理单元10，碱液通过水处理碱液供给泵44经水处理供碱管路进入水处理单元10，废水经处理后由废水排放管路39排出船体。

脱除硫氧化物功能：船舶动力装置1排放的废气由排气管道25经过余热锅炉26，通过排气三通阀40的控制，根据运行区域，选择进入喷淋系统进行废气洗涤后排放或者用过排气总管直接排放。船舶废气进入主喷淋器A后，通过文丘里的渐缩管3逐渐加速，并在喉管4达到最高速度，通过与喷射组件2相配合，高速废气流带动洗涤液流动，使喷射组件2的洗涤液充分雾化，气液两相充分接触，硫氧化物被吸收液吸收，达到与传统脱硫塔同等的脱硫效率，从而实现了高效的脱硫功能。

脱除颗粒功能：船舶高温废气从排气管25经三通阀40进入渐缩管3后，流速增大，进入喉管4后，达到最大值，循环液经渐缩管3周向或径向喷射，由于相对流速过大，液滴在主洗涤器内充分雾化，颗粒被湿润，并发生凝聚，经过渐扩管段5后，流速减小，压力回升，使颗粒之间的凝聚作用加大，形成直径较大的含尘液滴，经过旋流除雾器6使液滴与气体分离，进而废气经过主洗涤器气体出口管道28经除雾器27进一步去除水雾，从而实现了颗粒物的脱除，脱出效率高达95％。

船舶动力装置高效废气洗涤系统，系统运行时刻是通过PLC系统实现自动控制的。由补给水泵37通过补给水管37，从船体外补给海水或淡水，补给水量，是通过主洗涤器底部的液位传感器7调节补给水泵37实现的。循环系统的碱液是通过循环系统碱液供给泵35来供给的，供碱量的调节是通过循环管路11的pH传感器15调节循环系统碱液供给泵35实现的，系统稳定运行时，循环液pH维持在7.6左右。洗涤液泄流管路34，是当循环液中盐度达到限制值时，泄流一部分循环液，缺失的水量有补给水单元和碱液供给单元补充，泄流循环液的量是通过循环管路11上的密度计16来调节流量调节阀38控制的。当船舶动力装置工况改变，或系统运行状况改变，循环液通过洗涤液溢流管路31进入水处理单元10。当船舶长时间停靠或者系统需要检修时，循环液需要通过洗涤液排空管路9排空，洗涤液进入水处理单元10。循环液冷却管路的冷却水泵45的流量是由循环管路11的温度传感器22控制，冷却三通阀19的开向是通过换热器前后温度传感器46、47控制，可以减少冷却水泵45能耗。

水处理单元，由图2所示采用四级处理技术实现废液处理，分别进行废水调质、乳化废水中油污颗粒、凝絮废水杂质、废水浮选和氧化，由此可达到IMO排放要求。

Claims (2)

1.一种船舶动力装置废气洗涤系统，其特征是：包括主洗涤器(A)、水处理单元(10)、除雾器(27)、碱液供给箱(32)，船舶动力装置(1)通过排气管道(25)经余热锅炉(26)，通过废气三通阀(40)分别连通主洗涤器(A)和排气总管(29)，主洗涤器(A)包括自上而下设置的文丘里管渐缩管(3)、喉管(4)、渐扩管(5)、主洗涤器出口管，文丘里管渐缩管(3)上方设置喷射组件(2)，主洗涤器出口管里设置旋风除雾器(6)，主洗涤器出口管通过主洗涤器气体主洗涤器出口管道(28)经除雾器(27)连接排气总管(29)，除雾器(27)通过除雾器液体回流管路(30)连通主洗涤器出口管，主洗涤器出口管下方设置主洗涤器洗涤液出口管路(41)，主洗涤器洗涤液出口管路(41)以三通方式分别与洗涤液循环管路(11)和洗涤液排空管路(9)相连，洗涤液循环管路(11)与喷射组件(2)相连，洗涤液循环管路(11)上设置第一循环泵(12)、换热器(17)，第一循环泵(12)和换热器(17)之间的洗涤液循环管路(11)连接洗涤液泄流管路(34)，洗涤液泄流管路(34)连接水处理单元(10)，主洗涤器出口管通过洗涤液溢流管路(31)连接水处理单元(10)，主洗涤器出口管和第一循环泵(12)之间的洗涤液循环管路(11)连接循环系统供碱管路(42)，循环系统供碱管路(42)连接碱液供给箱(32)，碱液供给箱(32)通过水处理单元供碱管路(33)与水处理单元(10)相连，冷却水进口管(20)经冷却水泵(45)、冷却水截止阀(21)与换热器(17)连接，换热器(17)的换热器主洗涤器出口管(18)通过冷却水三通阀(19)与冷却水进口管(20)和出口管(43)相连。

2.根据权利要求1所述的一种船舶动力装置废气洗涤系统，其特征是：洗涤液循环管路(11)上设置与第一循环泵(12)并联的第二循环泵(13)。