CN205550046U - 一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置，包括海水泵，两个混合柜，加碱泵，碱液柜，喷淋泵，洗涤塔，排水泵Ⅰ，水力旋流器，污泥柜，曝气池和排水泵Ⅱ，洗涤塔内设有喷淋装置，海水泵通过三通阀Ⅰ分别与两个混合柜连通，碱液柜通过加碱泵和三通阀Ⅱ分别与两个混合柜连通。本实用新型降低了海水泵功率以及能耗，投资运行成本低，系统更加紧凑，并通过控制系统精确调控钠碱溶液的添加量，大大提高洗涤液的碱度，增强了海水吸收SOx的能力，使曝气后洗涤液的pH值大于6.5，本实用新型利用混合柜使钠碱溶液可以顺利与天然海水混合，避免了海水管路水压过高不利于钠碱溶液进入的问题，提高了产品效率和实用程度。
Description
技术领域
本实用新型属于船舶造成大气污染防治技术领域，具体涉及一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置。
背景技术
在经济全球化的持续影响下，世界各国之间的贸易往来越来越频繁，国际间的货运量也随之增大。陆上运输作为一种传统的运输方式，容易受地理条件、运输能力等多种因素的限制，在国际间大宗货物运输方面发展乏力。水上运输因其具有运载量大、运营成本低等独特的优势，现已成为国际货物运输中最主要的运输方式。目前，超过90％的远洋船舶采用柴油机作为主要动力，由于燃油费用占船舶总营运成本的50％以上，大部分船舶柴油机都燃用价格低廉的重油。重油含硫量高，燃烧后产生的硫氧化物会对大气环境造成严重污染。
为了减少船舶排放的硫氧化物对大气环境的污染，国际海事组织(IMO)、欧洲环境署、美国环保局、美国加州空气资源委员会等制定了严格的法规以限制船舶硫氧化物的排放。MARPOL公约附则VI要求自2012年1月1日起，全球范围内船舶加装的燃油含硫量不得超过3.5％(m/m)；自2015年1月1日起，在硫氧化物排放控制区内船舶燃油含硫量不得超过0.1％(m/m)。
目前，各大船用柴油机生产厂家、科研院所研究的主要方向是应用湿法洗涤技术脱除船舶柴油机废气中的硫氧化物。目前已经有很多关于船舶废气脱硫技术的专利报道，如：《一种船舶柴油机废气洗涤脱硫的设备》(专利号CN103331093B)中，通过向淡水中加入NaOH来提高淡水的碱度，用以中和废气中的酸性硫氧化物。虽然闭式碱液脱硫系统脱硫效率较好，但是它们仅能满足船舶在港口或排放控制区内短暂使用(一般为数小时)的需求，无法满足船舶在公海长时间航行的需求。专利《涤气器系统及方法》(专利号CN103842051A)中，提出开式、闭式和混合式三种脱硫工作模式，该方法在一定程度上提高了系统的经济性，但随着船舶航行状态频繁的改变，该系统并不能在开式与闭式之间随意切换，因此无法保证装置的灵活性。更重要的是该系统并不能有效解决开式脱硫曝气后溶液的pH值较低、海水用量大，闭式脱硫运行时间短等问题。
实用新型内容
根据上述提出的技术问题，本实用新型提供一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置。本实用新型采用的技术手段如下：
本实用新型公开了一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置，包括海水泵，两个混合柜，加碱泵，碱液柜，喷淋泵，洗涤塔，排水泵Ⅰ，水力旋流器，污泥柜，曝气池和排水泵Ⅱ，
所述混合柜底部设有搅拌器，所述混合柜内设有用于检测所述混合柜内液位高度的双位电极，
所述洗涤塔的侧壁下端设有废气入口，所述洗涤塔的上端设有排气口，所述排气口的侧壁设有用于检测气体成分的烟气分析仪，所述洗涤塔内设有喷淋装置，
所述曝气池内设有用于检测所述曝气池内液体pH值的pH计，所述曝气池的底部设有曝气风机，
所述海水泵通过三通阀Ⅰ分别与两个所述混合柜连通，
所述碱液柜通过所述加碱泵和三通阀Ⅱ分别与两个所述混合柜连通，
两个所述混合柜通过三通阀Ⅲ和所述喷淋泵与所述喷淋装置连通，
所述洗涤塔的下端通过排水泵Ⅰ与所述水力旋流器连通，
所述水力旋流器分别与所述污泥柜和所述曝气池连通，
所述曝气池上设有排水泵Ⅱ。
所述一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置还包括与所述加碱泵、所述pH计和所述烟气分析仪电连接的控制系统Ⅰ，和与所述海水泵和两个所述双位电极电连接的控制系统Ⅱ。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型用少量钠碱溶液替代大量天然海水，降低了海水泵功率以及能耗，投资运行成本低。随着天然海水消耗量的减小，洗涤塔、混合柜等装置的尺寸也会明显减小，使系统更加紧凑。
2、本实用新型通过向混合柜中加入少量钠碱溶液，大大提高洗涤液的碱度。这样既增强了海水吸收SOx的能力，又使曝气后洗涤液的pH值大于6.5，从而满足IMO关于湿法洗涤曝气后洗涤液的pH值高于6.5的要求。
3、本实用新型通过控制系统精确调控脱硫装置。控制系统Ⅰ控制钠碱海水混合溶液的碱度，在保证功能的前提下节约药品、降低机械负荷，延长机械寿命。控制系统Ⅱ实时监测两个混合柜中的液位高度，在其中一个混合柜的液位较低时切换至另外一个混合柜，即实现两个混合柜的交替运行，并且及时补入天然海水，确保系统持续运转，使曝气后洗涤液的pH值、排入大气的气体中SOx浓度稳定在相关限值以下。
4、本实用新型利用混合柜使钠碱溶液可以顺利与天然海水混合，避免了海水管路水压过高不利于钠碱溶液进入的问题，提高了产品效率和实用程度。
基于上述理由，本实用新型可在船舶造成大气污染防治等领域广泛推广。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的具体实施方式中一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置，包括海水泵1，两个混合柜，加碱泵2，碱液柜3，喷淋泵4，洗涤塔5，排水泵Ⅰ6，水力旋流器7，污泥柜8，曝气池9和排水泵Ⅱ10，两个混合柜分别为混合柜Ⅰ11和混合柜Ⅱ12，
所述混合柜底部设有搅拌器13，所述混合柜内设有用于检测所述混合柜内液位高度的双位电极14，
所述洗涤塔5的侧壁下端设有废气入口15，所述洗涤塔5的上端设有排气口16，所述排气口16的侧壁设有用于检测气体成分的烟气分析仪17，所述洗涤塔5内设有喷淋装置18，
所述曝气池9内设有用于检测所述曝气池9内液体pH值的pH计19，所述曝气池9的底部设有曝气风机20，
所述海水泵1通过三通阀Ⅰ21分别与两个所述混合柜连通，
所述碱液柜3通过所述加碱泵2和三通阀Ⅱ22分别与两个所述混合柜连通，
两个所述混合柜通过三通阀Ⅲ23和所述喷淋泵4与所述喷淋装置18连通，
所述洗涤塔5的下端通过排水泵Ⅰ24与所述水力旋流器7连通，
所述水力旋流器7分别与所述污泥柜8和所述曝气池9连通，
所述曝气池9上设有排水泵Ⅱ25。
所述一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置还包括与所述加碱泵2、所述pH计19和所述烟气分析仪17电连接的控制系统Ⅰ26，和与所述海水泵1和两个所述双位电极14电连接的控制系统Ⅱ27。
天然海水通过海水泵1、三通阀Ⅰ21进入混合柜Ⅰ11和混合柜Ⅱ12，得到两份等量的天然海水，控制系统Ⅰ26根据所述pH计19和所述烟气分析仪17的检测结果控制加入到混合柜Ⅰ11和混合柜Ⅱ12中钠碱溶液的用量，钠碱溶液通过加碱泵2和三通阀Ⅱ22进入到混合柜Ⅰ11和混合柜Ⅱ12，之后通过搅拌器13混合均匀，得到两份钠碱海水混合溶液，混合柜Ⅰ11中钠碱海水混合溶液通过三通阀Ⅲ23和喷淋泵4与喷淋装置18连通，同时，混合柜Ⅱ12中钠碱海水混合溶液通过三通阀Ⅲ23与喷淋泵4断开连通，
当双位电极14检测到混合柜Ⅰ11中液位低于所设定的最低液位时，混合柜Ⅰ11中钠碱海水混合溶液通过三通阀Ⅲ23与喷淋泵4断开连通，混合柜Ⅱ12中钠碱海水混合溶液通过三通阀Ⅲ23和喷淋泵4与喷淋装置连通，同时，三通阀Ⅰ21与混合柜Ⅰ11保持连通，与混合柜Ⅱ12断开连通，控制系统Ⅱ27控制海水泵1开启，天然海水通过海水泵1、三通阀Ⅰ21进入混合柜Ⅰ11，当双位电极14检测到混合柜Ⅰ11中液位达到所设定的最高液位时，控制系统Ⅱ27控制海水泵1关闭，随后三通阀Ⅱ22与混合柜Ⅰ11保持连通，与混合柜Ⅱ12断开连通，控制系统Ⅰ26根据所述pH计19和所述烟气分析仪17的检测结果控制加入到混合柜Ⅰ11中钠碱溶液的用量，钠碱溶液通过加碱泵2和三通阀Ⅱ22进入到混合柜Ⅰ11，之后通过搅拌器13混合均匀。
钠碱海水混合溶液在洗涤塔5内与废气逆向接触而发生酸碱中和反应，废气中的SOx被钠碱海水混合溶液脱除，反应后洗涤液通过排水泵Ⅰ6进入水力旋流器7，经水力旋流器7分离，分离后的杂质进入污泥柜8，分离后的液体进入曝气池9进行曝气处理，经曝气处理后的液体通过排水泵Ⅱ10排出舷外或暂时存入废水储存柜中。曝气过程发生如下化学反应：
2MgSO3+O2→2MgSO4，
2CaSO3+O2→2CaSO4(↓)。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置，其特征在于：包括海水泵，两个混合柜，加碱泵，碱液柜，喷淋泵，洗涤塔，排水泵Ⅰ，水力旋流器，污泥柜，曝气池和排水泵Ⅱ，
所述混合柜底部设有搅拌器，所述混合柜内设有用于检测所述混合柜内液位高度的双位电极，
所述洗涤塔的侧壁下端设有废气入口，所述洗涤塔的上端设有排气口，所述排气口的侧壁设有用于检测气体成分的烟气分析仪，所述洗涤塔内设有喷淋装置，
所述曝气池内设有用于检测所述曝气池内液体pH值的pH计，所述曝气池的底部设有曝气风机，
所述海水泵通过三通阀Ⅰ分别与两个所述混合柜连通，
所述碱液柜通过所述加碱泵和三通阀Ⅱ分别与两个所述混合柜连通，
两个所述混合柜通过三通阀Ⅲ和所述喷淋泵与所述喷淋装置连通，
所述洗涤塔的下端通过排水泵Ⅰ与所述水力旋流器连通，
所述水力旋流器分别与所述污泥柜和所述曝气池连通，
所述曝气池上设有排水泵Ⅱ。
2.根据权利要求1所述的一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置，其特征在于：所述一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫装置还包括与所述加碱泵、所述pH计和所述烟气分析仪电连接的控制系统Ⅰ，和与所述海水泵和两个所述双位电极电连接的控制系统Ⅱ。
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|---|---|---|---|---|
| CN105879677A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-08-24 | 大连海事大学 | 一种基于钠碱海水的船舶柴油机废气脱硫方法及装置 |
| CN109499297A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-03-22 | 苏州万鸿环保科技有限公司 | 基于开式海水法船用柴油机排气洗涤脱硫系统 |
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2016
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