CN213899162U - 一种利用船舶脱硫废水发电的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用船舶脱硫废水发电的系统，该系统主要包括：阀箱、洗涤水泵、洗涤水进口、废水收集口、脱硫洗涤塔、水轮机、水轮发电机、废水出口、旁通阀、旁通管道、电处理单元。本实用新型的主要目的是将脱硫装置产生的废水中所蕴含的大量势能转化为电能，并入船舶电网。这样可以为船舶上的用电设备提供部分电能，降低了发电柴油机的燃油消耗，进而降低了船舶污染物的排放，节能减排。本实用新型方法简单，易于实现，且回收的能量巨大，加之脱硫洗涤塔系统在船舶上应用比较广泛，因此，本实用新型具有广阔的应用前景。

Description

一种利用船舶脱硫废水发电的系统

技术领域

本实用新型属于船舶技术领域，具体涉及一种利用船舶脱硫废水发电的系统。

背景技术

海洋货物运输具有运输量大、运费低廉、对货物适用性强的优点，在世界货物运输中，占据了很大的比例，作为运输载体的船舶，其数量日益增加。目前99％船舶主动力装置都采用柴油机，柴油机主要以价格低廉的重油作为燃料油，重油燃烧会产生大量的SOx和NOx。为此国际海事组织(IMO)规定，自2020年1月1日起全球范围内船舶排放废气中硫含量不超过0.5％，为了符合这一规定，各个国家开始寻找有效的脱硫方法。

为了减少船舶尾气的含硫量，目前主要有燃用低硫燃料油、使用替代燃料液化天然气(LNG)和在船舶上安装脱硫设备三种方法，其中低硫油存在使用成本较高、调和油性能不稳定等问题，而LNG替代燃料初始投资比较大，还具有超低温的特性，加注不便，因此使用时工艺比较复杂，对储存的设备要求也比较高，目前主要通过安装脱硫设备来减少船舶尾气中的含硫量。其中脱硫设备主要指的是脱硫洗涤塔，利用海水对船舶废气进行洗涤，由于海水呈碱性，因此可以吸收废气中含有的SOx，洗涤后的废液经过检测合格后可以直接排入大海，处理过的废气直接排入大气，这种方法脱硫方法成本低，工艺简单，易于维护管理，成为船东们的首选。

但是利用脱硫洗涤塔进行脱硫也存在一些问题，由于洗涤废气的海水属于弱碱性，对SOx的吸收容量有限，因此要持续不断地补充海水，来保证脱硫效率。脱硫洗涤塔安装在排烟筒附近，安装位置非常高，洗涤水泵有较大的扬程，加之，海水流量很大，所以利用脱硫洗涤塔进行脱硫洗涤水泵消耗的功率较大，从而导致柴油机功耗增大，这些功耗在一定程度上促使船舶产生了更多的废气，产生更多的硫氧化物，与节能减排的趋势背道而驰。

在脱硫洗涤塔系统中，废液直接排入大海，而脱硫洗涤塔与海平面之间的高度差较大，空载的时候高度差更大，所以废水在排放过程中会产生很大的势能差。如果可以将这些势能用来为水轮发电机发电，为船舶电网提供部分电力，将会减少船舶柴油机的功耗，并且现在大多数船舶采用的是脱硫洗涤塔系统，因此，上述这种方式有非常广阔的应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对上述的问题，提出一种利用船舶脱硫废水发电的系统。该系统主要包括：阀箱、洗涤水泵、洗涤水进口、废水收集口、脱硫洗涤塔、水轮机、水轮发电机、废水出口、旁通阀、旁通管道、电处理单元。

其中，所述水轮机安装在废水管道中，靠近废水出口处，在废水出口之前，所述水轮机与水轮发电机相连接。

旁通管道的一侧与水轮机和废水收集口之间的管道相连接，旁通管道的另一侧与水轮机和废水出口之间的管道相连接。

所述旁通管道上设有旁通阀。

所述水轮发电机与电处理单元相连接，所述电处理单元与船舶电网相连接。

本实用新型的技术方案如下：

当船舶航行在开放海域时，脱硫洗涤塔开始工作运行，船舶主柴油机产生的废气通过废气管道进入脱硫洗涤塔的底部，同时，大海中的海水在洗涤水泵的作用下，经过阀箱被送至洗涤水进口，然后进入脱硫洗涤塔内，在脱硫洗涤塔中海水可以被喷淋成雾状，废气从下向上流动，海水从上至下和废气逆向流动吸收废气中的SOx，经过海水洗涤后的废气直接排入大气，洗涤过废气的海水变成废水，首先流经脱硫洗涤塔的废水收集口，然后废水沿着与废水收集口相连的管道向下流动，推动水轮机叶轮转动，把势能转化为机械能，通过水轮发电机可以把机械能转为电能，产生的电能经过电处理单元进行处理，达到船舶的供电要求后与发电柴油机发出的电能一起并入船舶电网，为船舶上消耗电力的设备提供电能。

当水轮机或者水轮发电机不能工作时，旁通阀打开，处理过的废水从废水收集口沿与之相连的管道进入旁通管道，然后从废水出口直接排到舷外。

本实用新型的优点：

1.本实用新型对洗涤废水蕴含的大量势能进行了回收利用，从而提高了船舶上能量的利用率。

2.本实用新型中可以把废水中的势能转化为电能储存在船舶电网中，为船舶上消耗电力的设备提供电能，降低了船舶发电柴油机的燃油消耗量，进而降低了船舶污染物的排放，节能减排。

3.本实用新型结构简单，不需要安装复杂的装置，在现有脱硫设备上稍作改造就可以实现，成本较低。

附图说明

图1是本实用新型的系统图；

图2是本实用新型电处理单元系统图；

1.阀箱；2.洗涤水泵；3.洗涤水进口；4.废水收集口；5.脱硫洗涤塔；6.水轮机；7.水轮发电机；8.废水出口；9.旁通阀；10.旁通管道；11.电处理单元。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

一种利用船舶脱硫废水发电的系统，如图1所示，该系统主要包括：阀箱1、洗涤水泵2、洗涤水进口3、废水收集口4、脱硫洗涤塔5、水轮机6、水轮发电机7、废水出口8、旁通阀9、旁通管道10、电处理单元11。

其中，所述水轮机6安装在废水管道中，靠近废水出口处，在废水出口之前，所述水轮机6与水轮发电机7相连接。

旁通管道10的一侧与水轮机6和废水收集口4之间的管道相连接，旁通管道10的另一侧与水轮机6和废水出口8之间的管道相连接。

所述旁通管道10上设有旁通阀9。

所述水轮发电机6与电处理单元11相连接，所述电处理单元11与船舶电网相连接。

当船舶航行在开放海域时，脱硫洗涤塔5开始工作运行，船舶主柴油机产生的废气通过废气管道进入脱硫洗涤塔5的底部，同时，大海中的海水在洗涤水泵2的作用下，经过阀箱1被送至洗涤水进口3，然后进入脱硫洗涤塔5内，在脱硫洗涤塔5中海水可以被喷淋成雾状，废气从下向上流动，海水从上至下和废气逆向流动吸收废气中的SOx，经过海水洗涤后的废气直接排入大气，洗涤过废气的海水变成废水，首先流经脱硫洗涤塔5的废水收集口4，然后废水沿着与废水收集口4相连的管道向下流动，推动水轮机6叶轮转动，把势能转化为机械能，通过水轮发电机7可以把机械能转为电能，图2是电处理单元系统图，产生的电能经过电处理单元11进行处理，达到船舶的供电要求后与发电柴油机发出的电能一起并入船舶电网，为船舶上消耗电力的设备提供电能。

水轮机6和水轮发电机7正常工作时，旁通阀9关闭，废水首先流经脱硫洗涤塔5的废水收集口4，然后沿着与废水收集口4相连的管道向下流动，通过废水出口8排到舷外；当水轮机6或者水轮发电机7不能工作时，旁通阀9打开，处理过的废水从废水收集口4沿与之相连的管道进入旁通管道10从废水出口8直接排到舷外。

以上所述仅是本实用新型的优先实施方式，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用船舶脱硫废水发电的系统，其特征在于：该系统包括阀箱(1)、洗涤水泵(2)、洗涤水进口(3)、废水收集口(4)、脱硫洗涤塔(5)、水轮机(6)、水轮发电机(7)、废水出口(8)、旁通阀(9)、旁通管道(10)、电处理单元(11)，所述水轮机(6)与水轮发电机(7)相连接。

2.根据权利要求1中所述的一种利用船舶脱硫废水发电的系统，其特征在于：所旁通管道(10)的一侧与水轮机(6)和废水收集口(4)之间的管道相连接，所述旁通管道(10)的另一侧与水轮机(6)和废水出口(8)之间的管道相连接。

3.根据权利要求1中所述的一种利用船舶脱硫废水发电的系统，其特征在于：所述旁通管道(10)上设有旁通阀(9)。

4.根据权利要求1中所述的一种利用船舶脱硫废水发电的系统，其特征在于：所述水轮发电机(7)与电处理单元(11)相连接，所述电处理单元(11)与船舶电网相连接。

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