CN210752114U - 一种船舶柴油机尾气脱硫u型洗涤塔 - Google Patents

Abstract

一种船舶柴油机尾气脱硫U型洗涤塔，涉及船舶尾气排放处理装置，设有塔体，塔体上设有排气出口和进气口，塔体内设有除雾层、喷洗层、喷淋层和填料层，进气口下方的塔体内设有储液池，储液池内设有曝气管、底部设有洗涤水出口，塔体外侧、进气口上连接有预处理段，预处理段包括与进气口连接的弧形导流筒和竖直设置的降温除尘筒，降温除尘筒的下端与弧形导流筒相连，降温除尘筒上端设有尾气入口，降温除尘筒内设有降温水管，降温水管上设有以降温除尘筒轴线上的一点为圆心、周向呈环形阵列设置的雾化喷头，雾化喷头的方向为斜下方；弧形导流筒内设有弧形导流板。具有占据空间小、符合船舶使用工况，有效工作时间长、处理效果佳等优点。

Description

一种船舶柴油机尾气脱硫U型洗涤塔

技术领域

本实用新型涉及船舶尾气排放处理装置，尤其涉及一种船舶柴油机尾气脱硫U型洗涤塔。

背景技术

船舶是水上主要的交通、运输和作业工具，也是全球物流贸易的主要载体。全球以重质燃料油为动力的船舶向大气排放的大量的氮氧化物和硫氧化物等污染物，对全球环境造成巨大危害。

根据国际海事组织（IMO）关于船舶硫氧化物排放法规的要求，自2015年1月1日开始，硫排放控制区（ECA）内船用燃料硫含量不超过0.1%；2020年1月1日以后，世界范围内船用燃料硫含量不超过0.5%。我国2016年发布的《珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶排放控制区实施方案》规定：自2019年1月1日起，船舶进入排放控制区应使用硫含量≤0.5%的燃油。

船舶废气洗涤脱硫技术是IMO认可的符合船舶燃油硫限制的一种等效的尾气后处理技术。该技术基于酸碱中和、气液传质的原理，使船舶尾气与碱性溶液接触，通过一系列的物理和化学反应将尾气中的硫氧化物进行吸收。脱硫洗涤塔是脱硫系统的核心装置，是发生物理、化学反应和气液传质的关键场所。洗涤塔的结构设计直接影响整个脱硫系统的效率和排放是否达标，对整个系统的布置和运行至关重要。

现有的脱硫洗涤塔主要来源于工业尾气的脱硫领域，现有的脱硫洗涤塔的结构为：设有塔体，塔体顶部设有排气出口，塔体下部设有进气口，进气口上方的塔体内自上而下设有喷洗层、除雾层、喷淋层和填料层，进气口下方的塔体内设有储液池，储液池内设有曝气装置。使用前将储液池的底部经喷淋管路、喷淋泵与喷淋层、喷洗层相连，曝气装置与风机、气源相连。工作时，尾气由进气口进入塔体内，喷淋泵将储液池内的洗涤水从喷淋层喷下，洗涤水均匀润湿填料层，在填料表面形成稳定的液膜，气液两相在润湿的填料表面进行硫氧化物的传质和吸收、完成脱硫工作。经过脱硫后的尾气中的水蒸气附着在除雾器表面、聚集成水滴后落下，从尾气中分离出来，脱水后的尾气经排气出口排出。喷洗层可定期对除雾器进行冲洗，保证除雾器的清洁。曝气装置为储液池内的洗涤水通入空气、增加氧含量。如国家知识产权局公开的申请号为：201810151917.X、名称为：一种同时脱硫脱硝系统的发明专利申请和申请号为：201220082745.3、名称为：一种新型氨法脱硫吸收装置均公开了类似的结构。

现有的这种脱硫洗涤塔多用于陆用火电厂、工业废气的脱硫使用，由于船舶空间有限、运行工况与陆地差异较大，上述脱硫洗涤塔不适宜船舶上使用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种占据空间小、符合船舶使用工况，有效工作时间长、处理效果佳的船舶柴油机尾气脱硫U型洗涤塔。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种船舶柴油机尾气脱硫U型洗涤塔，设有塔体，塔体顶部设有排气出口，塔体下部设有进气口，进气口上方的塔体内设有除雾层、喷洗层、喷淋层和填料层，进气口下方的塔体内设有储液池，储液池内设有曝气管，储液池底部设有洗涤水出口，其特征在于塔体外侧、进气口上连接有预处理段，所述的预处理段包括与进气口连接的弧形导流筒和竖直设置的降温除尘筒，降温除尘筒的下端与弧形导流筒相连，降温除尘筒上端设有尾气入口，降温除尘筒内设有降温水管，降温水管上设有以降温除尘筒轴线上的一点为圆心、周向呈环形阵列设置的雾化喷头，雾化喷头的方向为斜下方；弧形导流筒内设有弧形导流板。

本实用新型中所述的填料层下方设有降温喷淋层。

本实用新型中所述的塔体底部的储液池下方设有直径为储液池直径0.3-0.5倍的曝气池， 曝气池内侧壁上设有至少两圈曝气管，洗涤水出口设在曝气池底部。

本实用新型中所述的降温除尘筒内的雾化喷头的方向与降温除尘筒的轴线呈45度角倾斜向下、与降温除尘筒的径向呈30-90度角向内倾斜。喷出的雾水带动进入的尾气在降温除尘筒内呈旋涡状运动，接触更充分、降温除尘效果更佳。

本发明中所述的弧形导流筒内设有两块相互平行的弧形导流板，弧形导流板上均布有均流气孔。旋转的尾气水雾经导流板整流和均流后不再呈旋涡状旋转运动，平稳的进入塔体内。

本实用新型在使用时，洗涤水出口经喷淋管路、过滤装置、喷淋泵与喷淋层、喷洗层和降温水管相连，喷淋泵与喷洗层间的喷淋管路上设置阀门和流量计，便于控制喷洗水量；曝气管与风机相连；将船舶废气管路与尾气入口相连、排气出口与船舶排气管路相连。工作时，船舶尾气（废气）由尾气入口进入降温除尘筒内，被雾化喷头以7bar压力喷射而出的水雾喷淋并带着做旋涡状运动，洗涤水与尾气的混合更加均匀，对尾气降温的同时，还可以去除80%左右的固体颗粒物和初步的硫氧化物的吸收，减小了塔体内填料层填料的结垢和阻塞风险、延长使用寿命，降低塔体的压力损失。呈旋涡状运动的气液混合物进入弧形导流筒内，经弧形导流板的整流和均流后平稳的进入塔体内；含有固体颗粒物和硫的水滴落入储液池内，尾气及部分水蒸气上升。从喷淋层喷下洗涤水均匀的润湿填料层，在填料表面形成稳定的液膜，气液两相在润湿的填料表面进行硫氧化物的传质和吸收、完成脱硫工作。经过脱硫后的尾气中的水蒸气附着在除雾器表面、聚集成水滴后落下，从尾气中分离出来，脱水后的尾气经排气出口排出。喷洗层可定期对除雾器进行冲洗，保证除雾器的清洁。风机和曝气管为储液池内的洗涤水通入空气、增加氧含量。本发明结构简单，占据空间小、符合船舶使用工况，有效工作时间长、处理效果佳。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的外部结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示的船舶柴油机尾气脱硫U型洗涤塔，设有呈下端封闭的圆筒状的塔体2，塔体2顶部设有倒置伞状的顶部1，顶部1设有排气出口5，塔体2下部设有进气口，进气口上方的塔体2内自上而下设有除雾层6、喷洗层7、喷淋层8和填料层9，排气出口5下方的塔体顶部1、喷洗层和填料层所对应的塔体中部和塔体下部的外壁上分别设有检修人孔17，检修人孔17上设有检修盖；所述除雾层6为塔体上部内安装除雾器，除雾器由叶片组装而成；所述喷洗层7和喷淋层8是设有喷洗管和喷淋管，在喷洗管和喷淋管上安装雾化喷头，喷洗层的雾化喷头喷出的液体可对除雾器进行冲洗；喷淋层的雾化喷头喷出的液体主要用于喷湿填料层、与尾气反应除硫，从图1中可以看出，填料层9下侧的喷塔体内设有降温喷淋层19，降温喷淋层19是设有降温喷管，降温喷管上安装雾化喷头，可以对尾气进行降温、将温度保持在最佳的除硫反应温度范围内。所述填料层9是由润湿效果好、空隙率和比表面积大、阻力小、耐酸碱腐蚀、耐高温的、金属填料环或陶瓷填料环散堆而成，通过塔内填料支撑固定；填料层也具有整流和均流的作用，保证了在整个尾气处理过程中气流的连续、均匀和稳定。进气口下方的塔体内设有储液池，储液池内设有曝气管10，储液池底部设有洗涤水出口11，上述结果与现有技术相同，不再赘述。本实用新型的特征在于：塔体外侧、进气口上连接有预处理段，所述的预处理段包括与进气口连接的（呈四分之一圆弧状的）弧形导流筒20和与塔体平行、竖直设置的降温除尘筒4，降温除尘筒4的下端与弧形导流筒20相连，降温除尘筒4上端设有尾气入口15，降温除尘筒4上部内的侧壁上沿其周向设有降温水管14，降温水管14上设有以降温除尘筒轴线上的一点为圆心、沿降温除尘筒周向呈环形阵列设置的（至少六个）雾化喷头，雾化喷头喷水的方向为斜下方；弧形导流筒内设有弧形导流板13。从图2中可以看出，塔体2下部和预处理段上分别设有用于与船舶固定连接的固定支座16，连接更稳固、不易晃动；塔体上部外周上设有用于与船舶固定连接的环形固定座18，环形固定座18上周向均布固定连接孔、可经螺栓从各个角度与船舶上的固定支架相连，保证洗涤塔在受到横纵向力时仍能保持平衡，不会造成结构破坏。

本实用新型进一步改进，所述的塔体底部的储液池下方设有直径为储液池直径0.3-0.5倍的圆柱状曝气池21， 曝气池21内侧壁上（周向）设有至少两圈扰动曝气管22，扰动曝气管22上的出气孔方向在曝气管周向上随机分布,洗涤水出11口设在曝气池底部。由于曝气池内侧壁上（周向）设有至少两圈曝气管、出气孔的方向随机分布，对洗涤水进行扰动，不需要额外布置搅拌器等，补充水中因亚硫酸根离子氧化消耗的氧气，可重复使用，也可直接排放；洗涤水直接排放时，排放满足法规要求、避免危害海洋环境；洗涤水重复使用时经过滤装置（过滤器）去除其内的固体颗粒物，防止堵塞喷头，降低在填料层的填料上结垢、堵塞填料的风险。所述的降温除尘筒内的雾化喷头（喷水）的方向与降温除尘筒的轴线呈45度角倾斜向下、与降温除尘筒的径向呈30-90（优选45-60度）度角向内（即向降温除尘筒的轴线倾斜）倾斜。喷出的雾水带动进入的尾气在降温除尘筒内呈旋涡状运动，与传统洗涤塔的直接喷淋的对流场相比，旋涡流场均匀性更好，洗涤水的雾化粒径更小，与尾气的混合更加均匀。除尾气降温作用外，还可以去除80%左右的固体颗粒物和初步的硫氧化物的吸收，减小了主塔体填料的结垢和阻塞风险，降低塔体的压力损失。所述的弧形导流筒内设有两块相互平行的弧形导流板13，弧形导流板13上均布有均流气孔。混合气经导流板整流和均流后不再呈旋涡状旋转运动，平稳的进入塔体内。

本实用新型在使用时，洗涤水出口经喷淋管路、过滤装置、喷淋泵与喷淋层、喷洗层、降温喷管和降温水管相连，喷淋泵与喷洗层和降温喷管间的喷淋管路上分别设置阀门和流量计，便于控制喷洗层和降温喷淋层的水量和工作时间，根据需要开启；降温喷淋层的设置可使高温的尾气达到了反应和吸收的最佳温度区。将曝气管与风机相连；将船舶废气管路与尾气入口相连、排气出口与船舶排气管路相连。工作时，船舶尾气（废气）由尾气入口进入降温除尘筒内，被雾化喷头以7bar压力喷射而出的水雾喷淋并带着做旋涡状运动，洗涤水与尾气的混合更加均匀，对尾气降温的同时，还可以去除80%左右的固体颗粒物和初步的硫氧化物的吸收，减小了塔体内填料层填料的结垢和阻塞风险、延长使用寿命，降低塔体的压力损失。呈旋涡状运动的气液混合物进入弧形导流筒内，经弧形导流板的整流和均流后平稳的进入塔体内；含有固体颗粒物和硫的水滴落入储液池内，尾气及部分水蒸气上升。然后从喷淋层喷下洗涤水均匀的润湿填料层，在填料表面形成稳定的液膜，气液两相在润湿的填料层表面进行硫氧化物的传质和吸收、完成脱硫工作。经过脱硫后的尾气中的水蒸气附着在除雾器表面、聚集成水滴后落下，从尾气中分离出来，脱水后的尾气经排气出口排出。喷洗层可定期对除雾器进行冲洗，保证除雾器的清洁。风机和曝气管为储液池内的洗涤水通入空气、增加氧含量。本发明结构简单，占据空间小、符合船舶使用工况，有效工作时间长、处理效果佳。设计充分考虑到船舶柴油机废气量大、温度高，能够在较短时间内处理大量高温废气，持液量大、能耗小，气液接触好，传质效率高。船用柴油机排气通过上述结构的洗涤塔后，完成了排气降温、硫氧化物脱除的目的，同时对排气中颗粒物和油污等也有一定的脱除作用，确保最终排气中的硫氧化物满足国际海事组织（IMO）对船舶柴油机排放的控制要求。

Claims (5)

1.一种船舶柴油机尾气脱硫U型洗涤塔，设有塔体，塔体顶部设有排气出口，塔体下部设有进气口，进气口上方的塔体内设有除雾层、喷洗层、喷淋层和填料层，进气口下方的塔体内设有储液池，储液池内设有曝气管，储液池底部设有洗涤水出口，其特征在于塔体外侧、进气口上连接有预处理段，所述的预处理段包括与进气口连接的弧形导流筒和竖直设置的降温除尘筒，降温除尘筒的下端与弧形导流筒相连，降温除尘筒上端设有尾气入口，降温除尘筒内设有降温水管，降温水管上设有以降温除尘筒轴线上的一点为圆心、周向呈环形阵列设置的雾化喷头，雾化喷头的方向为斜下方；弧形导流筒内设有弧形导流板。

2.根据权利要求1所述的船舶柴油机尾气脱硫U型洗涤塔，其特征在于所述的填料层下方设有降温喷淋层。

3.根据权利要求1所述的船舶柴油机尾气脱硫U型洗涤塔，其特征在于所述的塔体底部的储液池下方设有直径为储液池直径0.2-0.5倍的曝气池， 曝气池内侧壁上设有至少两圈曝气管。

4.根据权利要求1所述的船舶柴油机尾气脱硫U型洗涤塔，其特征在于所述的降温除尘筒内的雾化喷头的方向与降温除尘筒的轴线呈45度角倾斜向下、与降温除尘筒的径向呈30-90度角向内倾斜。

5.根据权利要求1所述的船舶柴油机尾气脱硫U型洗涤塔，其特征在于所述的弧形导流筒内设有两块相互平行的弧形导流板，弧形导流板上均布有均流气孔。

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