RU2783098C2

RU2783098C2 - Device for prevention of gas entry into scrubber, as well as purification installation containing such a device

Info

Publication number: RU2783098C2
Application number: RU2021111561A
Authority: RU
Inventors: Бернар ЗИРЕ; Энтони ДЖИГОРЕЛЬ; Фабрис ГУРМЕЛОН
Original assignee: Лаб
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2022-11-08

Abstract

FIELD: gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to a device for prevention of gas entry into a scrubber, as well as to an installation for wet purification of exhaust gases of engines of marine vessels, containing the above-mentioned protection device. Protection device (10) suitable for being placed inside the scrubber and containing pointed body (11) is proposed, which, when the protection device is installed in the scrubber, is located above an outlet of a vertical channel in order to prevent water entry into the specified channel and, at the same time, provide a possibility of passage of gases coming out of the channel. On upper surface (12) of the pointed body, channels (14) for water collection are made, passing along from central part (11A) of the pointed body, around which the specified channels are distributed, to periphery (11B) of the pointed body, which is completely occupied by the specified channels. The cross-section of each channel along its entire length has essentially a shape of a triangle, a lower vertex of which forms lower edge (15) passing along the entire length of the channel. Corresponding lower edges of channels are located on a conical surface converging upwards, an angle at a vertex of which is from 90° to 170°.

EFFECT: improvement of operating characteristics of a protection device.

10 cl, 6 dwg

Description

Данное изобретение относится к устройству для предотвращения попадания газов в скруббер. Объектом изобретения является также установка для влажной очистки выхлопных газов двигателей морских судов, содержащая вышеупомянутое защитное устройство.This invention relates to a device for preventing gases from entering the scrubber. The subject of the invention is also an installation for wet cleaning of exhaust gases from marine engines, containing the aforementioned protective device.

Морские суда, будь то пассажирские суда или суда других типов, используют дизельное топливо для своих дизельных двигателей. Дизельное топливо содержит до 5 вес. % серы, наиболее часто от 0,5 до 3,5 вес. %. В процессе сгорания в двигателях эта сера преобразуется в диоксид серы (SO₂). В результате, выхлопные газы этих двигателей обладают высокой кислотностью. Судоходные правила, как правило, ограничивают выбросы в атмосферу диоксида серы из выхлопных газов силовых установок морских судов. Таким образом, суда должны иметь средства для сокращения этих выбросов диоксида серы. Для этого могут быть рассмотрены несколько решений.Marine vessels, whether passenger ships or other types of ships, use diesel fuel for their diesel engines. Diesel fuel contains up to 5 wt. % sulfur, most often from 0.5 to 3.5 wt. %. During combustion in engines, this sulfur is converted to sulfur dioxide (SO ₂ ). As a result, the exhaust gases of these engines are highly acidic. Shipping regulations generally restrict sulfur dioxide emissions from marine propulsion exhaust gases. Therefore, ships must have the means to reduce these sulfur dioxide emissions. For this, several solutions can be considered.

Во-первых, можно снизить содержание серы в используемом дизельном топливе или даже использовать сжиженный газ, что сразу же приводит к сокращению выбросов серы. Однако дизельное топливо с очень низким содержанием серы является дорогим, так что такой подход не очень экономичен.First, it is possible to reduce the sulfur content of the diesel fuel used, or even use LPG, which immediately leads to a reduction in sulfur emissions. However, very low sulfur diesel is expensive, so this approach is not very economical.

Другой подход заключается в применении мокрого скруббера, в котором используется соответствующая смачивающая жидкость, обычно на основе морской воды, естественная щелочность которой используется для нейтрализации диоксида серы. Далее везде в настоящем описании эту смачивающую жидкость мы будем называть "водой", помня о том, что термин "вода" служит для обозначения жидкого раствора, используемого для очистки газов в скруббере; в качестве такого раствора обычно используется морская вода с добавлением нейтрализующего реагента, такого как гидроксид натрия (NaOH), магнезия (MgO, Mg(OH)₂) или известь (Ca(OH)₂), и такой раствор может также содержать соли, получаемые в результате очистки газов, и другие твердые вещества.Another approach is to use a wet scrubber using an appropriate wetting fluid, usually seawater, whose natural alkalinity is used to neutralize the sulfur dioxide. Throughout this specification, we will refer to this wetting liquid as "water" hereinafter, keeping in mind that the term "water" is used to designate the liquid solution used to clean the gases in the scrubber; such a solution is usually sea water with the addition of a neutralizing agent such as sodium hydroxide (NaOH), magnesia (MgO, Mg(OH) ₂ ) or lime (Ca(OH) ₂ ), and such a solution may also contain salts obtained as a result of cleaning gases, and other solids.

На практике, использование скрубберов на кораблях сталкивается с особыми ограничениями. Пространство на борту судов является ограниченным, что требует большой компактности очистного оборудования. Кроме того, должно предусматриваться несколько режимов работы скрубберов, в частности, режим работы с разомкнутым контуром, при котором большое количество морской воды поступает в скруббер, из которого она выбрасывается без рециркуляции, и режим работы с замкнутым контуром, при котором большая часть воды, выходящей из скруббера, используется повторно и, как правило, обрабатывается путем добавки щелочных реагентов, а сбрасывается только минимальное количество воды. Кроме того, перепад давления на скруббере должен быть очень низким, так как за пределами допустимого охлаждения двигателя его энергетический КПД, например, в киловаттах на килограмм дизельного топлива, значительно снижается при увеличении потерь напора, что является экономически нежелательным. И, наконец, операции ремонта и технического обслуживания на морском судне выполнять сложнее, чем на транспортном средстве наземного базирования.In practice, the use of scrubbers on ships faces particular limitations. Space on board ships is limited, requiring very compact treatment equipment. In addition, several modes of operation of scrubbers should be provided, in particular, an open-loop mode of operation, in which a large amount of seawater enters the scrubber, from which it is discharged without recirculation, and a closed-loop mode of operation, in which most of the water leaving from the scrubber, is reused and is usually treated with alkaline additions and only a minimal amount of water is discharged. In addition, the pressure drop across the scrubber must be very low, because beyond the allowable cooling of the engine, its energy efficiency, for example, in kilowatts per kilogram of diesel fuel, decreases significantly with increasing head loss, which is economically undesirable. Finally, repair and maintenance operations on a marine vessel are more difficult than on a land-based vehicle.

Кроме того, к специфическим ограничениям, накладываемым на скрубберы морских судов, будь то рабочий режим, остановка или переходный режим, относятся также так называемые проблемы "входа воды", т.е. проблемы, связанные с проникновением или поступлением воды из скруббера к оборудованию, расположенному перед ним, в частности, в канал, по которому проходят газы, подлежащие очистке в скруббере. Действительно, попадания воды следует избегать, поскольку проникновение воды в канал, по которому газы поступают в скруббер, приведет к коррозии котлов и теплообменников, расположенных перед скрубберами, или даже к проблемам, связанным с безопасностью самого двигателя, особенно в случае так называемых "прямоточных" скрубберов, в которых вход газов, подлежащих очистке, расположен за скруббером. На практике расход воды при работе скрубберов составляет от 500 до 4000 м³/час, в зависимости от конструкции, требуемой производительности и мощности двигателя; в то же время, вход в газовый канал даже небольшой части воды, в количестве всего нескольких литров в час, является недопустимым. Поэтому используются защитные устройства, имеющие форму конусов или двойных конусов, в частности, форму китайской шляпы, т.е. конусов, вершина которых направлена вверх. Однако известные защитные устройства являются недостаточно эффективными вследствие крайне малого допустимого входа воды, особенно во время переходных режимов работы скрубберов.In addition, the specific constraints placed on marine scrubbers, whether operating, shutdown or transient, also include so-called "water entry" problems, i.e. problems associated with the penetration or flow of water from the scrubber to the equipment located in front of it, in particular, to the channel through which the gases to be cleaned in the scrubber pass. Indeed, the ingress of water should be avoided, since water intrusion into the channel through which the gases enter the scrubber will lead to corrosion of the boilers and heat exchangers located before the scrubbers, or even problems related to the safety of the engine itself, especially in the case of the so-called "on-line" scrubbers, in which the inlet of the gases to be cleaned is located behind the scrubber. In practice, the water consumption during the operation of scrubbers ranges from 500 to 4000 m ³ /hour, depending on the design, the required performance and engine power; at the same time, the entry into the gas channel of even a small part of the water, in the amount of only a few liters per hour, is unacceptable. Therefore, protective devices are used that are in the form of cones or double cones, in particular the shape of a Chinese hat, i.e. cones, the top of which is directed upwards. However, the known protective devices are not sufficiently effective due to the extremely low allowable water inlet, especially during scrubber transients.

Для лучшего понимания данной проблемы входа воды обратимся к фиг. 1. На фиг. 1 показана очень упрощенная схема морского скруббера 1, в котором выхлопные газы F от одного или нескольких дизельных двигателей судна поступают в нижнюю часть скруббера по вертикальному каналу 2, проходящему через дно скруббера, по существу, через его центр. В верхней части внутренней камеры скруббера распределительное устройство 3 производит распределение воды, например, путем распыления; эта вода показана на фиг. 1 в виде дождя P, однако данное изображение является лишь символическим, поскольку вода падает сверху в виде капель и не обязательно вертикально. При контакте с водой газы F, циркулирующие снизу вверх внутри скруббера 1, очищаются за счет переноса содержащегося в них диоксида серы в воду, падающую сверху из распределительного устройства 3, и за счет силы тяжести проходят сверху вниз в скруббере 1; падающая сверху вода выводится из скруббера 1 через выход 4 в нижней части скруббера 1, если это применимо, и после частичной очистки (не показано) снова поступает в распределительное устройство 3. Для предотвращения попадания части воды, распределяемой распределительным устройством 3, в канал 2, в скруббере 1 установлено защитное устройство 5, расположенное между выходным отверстием канала 2 и распределительным устройством 3, вертикально над выходным отверстием канала 2; защитное устройство 5 позволяет газам F выходить из канала 2, в то же время предотвращая попадание воды в данный канал 2. На фиг. 1 защитное устройство 5 изображено в форме китайской шляпы, однако, возможны и другие решения. Различные варианты реализации раскрываются в патентных документах WO 2014/128261, WO 2017/198653 и EP 3,260,187.For a better understanding of this water inlet problem, refer to FIG. 1. In FIG. 1 shows a very simplified diagram of a marine scrubber 1 in which the exhaust gases F from one or more of the ship's diesel engines enter the bottom of the scrubber through a vertical channel 2 extending through the bottom of the scrubber substantially through its center. In the upper part of the inner chamber of the scrubber, a distributor 3 distributes the water, for example by spraying; this water is shown in Fig. 1 in the form of rain P, but this image is only symbolic, since the water falls from above in the form of drops and not necessarily vertically. When in contact with water, the gases F circulating from bottom to top inside the scrubber 1 are cleaned by transferring the sulfur dioxide they contain to the water falling from above from the distributor 3, and by gravity pass from top to bottom in the scrubber 1; the water falling from above leaves scrubber 1 through outlet 4 at the bottom of scrubber 1, if applicable, and after partial cleaning (not shown) enters distributor 3 again. To prevent some of the water distributed by distributor 3 from entering channel 2, in the scrubber 1, a protective device 5 is installed, located between the outlet of the channel 2 and the switchgear 3, vertically above the outlet of the channel 2; the protective device 5 allows the gases F to escape from the channel 2 while preventing water from entering this channel 2. In FIG. 1, the protective device 5 is shown in the form of a Chinese hat, however other solutions are possible. Various implementations are disclosed in patent documents WO 2014/128261, WO 2017/198653 and EP 3,260,187.

В известных вариантах реализации защитного устройства 5 его эффективность может быть значительно снижена вследствие двух неприятных явлений, особенно на переходных режимах работы скруббера 1.In the known embodiments of the protective device 5, its effectiveness can be significantly reduced due to two unpleasant phenomena, especially in the transient operating modes of the scrubber 1.

Эти явления связаны с образованием жидкой пленки E1 на верхней поверхности защитного устройства 5, вследствие того, что капли воды P достигают верхней поверхности защитного устройства 5. Эта пленка E1 является сравнительно тонкой; её толщина составляет обычно от 1 до 5 мм и зависит от конкретной геометрии и угла наклона верхней поверхности защитного устройства 5, а также от расхода воды, подаваемого распределительным устройством 3. Во всех случаях эта жидкая пленка E1 распределяется по всей верхней поверхности защитного устройства 5 и, стекая, достигает периферии верхней поверхности. Первое явление, которое при этом может произойти, заключается в том, что небольшая часть жидкой пленки E1 за счет капиллярной вязкости остается на нижней кромке защитного устройства 5 и по нижней поверхности защитного устройства перемещается к центральной оси скруббера 1 до тех пор, пока не отделится от этой нижней поверхности и не упадет вертикально вниз в виде капель E2 под действием силы тяжести внутрь канала 2. Второе явление, которое может иметь место, заключается в том, что обладающая малым количеством движения жидкая пленка E1 отделяется от защитного устройства 5 на периферии верхней поверхности последнего, образуя одну или несколько водяных завес E3, которые, вследствие движения газов, обозначенного стрелками T, могут легко увлекать с собой часть жидкости внутрь канала 2. Вышеупомянутое движение T газов может возникать вследствие рециркуляционного движения газов F внутри скруббера 1 или конвективного движения газов, возникающего в переходные режимы работы скруббера.These phenomena are related to the formation of a liquid film E1 on the upper surface of the protective device 5, due to the fact that drops of water P reach the upper surface of the protective device 5. This film E1 is relatively thin; its thickness is usually between 1 and 5 mm and depends on the specific geometry and angle of inclination of the upper surface of the protective device 5, as well as on the flow rate of water supplied by the distributor 3. In all cases, this liquid film E1 is distributed over the entire upper surface of the protective device 5 and , flowing down, reaches the periphery of the upper surface. The first phenomenon that can occur in this case is that a small part of the liquid film E1, due to capillary viscosity, remains on the lower edge of the protective device 5 and moves along the lower surface of the protective device towards the central axis of the scrubber 1 until it separates from this lower surface and does not fall vertically downwards as drops E2 by gravity into the interior of the channel 2. The second phenomenon that can occur is that the low-momentum liquid film E1 separates from the protective device 5 at the periphery of the upper surface of the latter. , forming one or more water curtains E3, which, due to the movement of gases, indicated by arrows T, can easily entrain with them part of the liquid inside the channel 2. into the scrubber transients.

Поэтому следует понимать, что известные варианты выполнения защитного устройства 5 не обеспечивают полного предотвращения попадания воды в канал 2, и такой вход воды является недопустимым, если он превышает несколько литров в час или превышает пренебрежимо малую часть вводимой распределительным устройством 3 воды, как правило менее 1/50000-й части общего количества воды, вводимого распределительным устройством 3.Therefore, it should be understood that the known embodiments of the protective device 5 do not completely prevent the ingress of water into the channel 2, and such an inlet of water is unacceptable if it exceeds a few liters per hour or exceeds a negligible part of the water introduced by the distributor 3, usually less than 1 /50000th part of the total amount of water introduced by the switchgear 3.

Задача изобретения заключается в создании более эффективного защитного устройства.The objective of the invention is to create a more effective protective device.

Для этого изобретением предлагается устройство для защиты отверстия входа газов в скруббер согласно п. 1 прилагаемой формулы.To do this, the invention proposes a device for protecting the gas inlet to the scrubber according to paragraph 1 of the attached formula.

Объектом изобретения является также установка по п. 10 формулы для влажной очистки выхлопных газов двигателей морских судов, содержащая вышеупомянутое защитное устройство.The subject of the invention is also a plant according to claim 10 for wet cleaning of exhaust gases of marine engines, containing the aforementioned protective device.

Благодаря данному изобретению, вода, поступающая от распределительного устройства, попадает на верхнюю поверхность заостренного тела защитного устройства согласно изобретению, таким образом, что капли P воды, показанные на фиг. 1, скапливаются на дне каждого канала защитного устройства, стекая по боковым наклонным поверхностям каждого канала к нижней кромке канала. Таким образом, вода собирается на дне каждого из каналов и формирует поток, стекающий по нему толстыми струями, как по дну водного русла, от центральной части заостренного тела к его периферии, где указанные толстые струи покидают с большим количеством движения верхнюю поверхность заостренного тела на соответствующих концах этих каналов. Разумеется, конкретные геометрические параметры каналов, в частности, их глубина и угол раскрытия, выбираются специалистами в данной области в соответствии с преследуемыми задачами, таким образом, чтобы вода, попадающая на верхнюю поверхность заостренного тела, расход которой на морских судах может достигать нескольких сотен кубических метров в час, скапливалась и стекала по каналам в виде вышеупомянутых толстых струй. Таким образом, хотя капли P воды от распределительного устройства попадают на всю поверхность заостренного тела, вода полностью собирается на дне каналов и сходит с заостренного тела в виде вышеупомянутых толстых струй исключительно на концах нижних кромок каналов, площадь которых составляет лишь небольшую часть площади периферии заостренного тела. Поскольку вышеупомянутые струи воды являются толстыми и обладают большим количеством движения, они отделяются от заостренного тела защитного устройства согласно настоящему изобретению в виде струй, протекающих с большой скоростью и отходящих далеко от заостренного тела, оставаясь в форме толстых струй, аналогичных струе воды из садового шланга. Кроме того, поскольку эти струи воды моментально отделяются от заостренного тела защитного устройства, любое влияние капиллярной вязкости, приводящее к образованию капель, аналогичных каплям E2, показанным на фиг. 1, в значительной степени ограничивается. Кроме того, вышеупомянутые толстые струи воды, отделяющиеся от защитного устройства с большим количеством движения, по сравнению с тонкими водяными завесами E3, показанными на фиг. 1, меньше взаимодействуют с газами, перемещающимися по стрелкам Т, также показанным на фиг. 1. Таким образом, два описанных выше явления, снижающие эффективность известных защитных устройств, аналогичных защитному устройству 5, показанному на фиг. 1, устраняются настоящим изобретением. Рабочие характеристики и эффективность защитного устройства согласно настоящему изобретению являются исключительно высокими, что подтверждалось лабораторными исследованиями и испытаниями полномасштабных моделей.Thanks to the invention, the water coming from the dispenser hits the upper surface of the pointed body of the safety device according to the invention, so that the water drops P shown in FIG. 1 accumulate at the bottom of each channel of the protective device, flowing down the side inclined surfaces of each channel to the lower edge of the channel. Thus, water collects at the bottom of each of the channels and forms a stream flowing down it in thick jets, as along the bottom of a water channel, from the central part of the pointed body to its periphery, where these thick jets leave with a large amount of motion the upper surface of the pointed body on the corresponding ends of these channels. Of course, the specific geometrical parameters of the channels, in particular, their depth and opening angle, are chosen by specialists in this field in accordance with the tasks pursued, so that water entering the upper surface of a pointed body, the flow rate of which on sea vessels can reach several hundred cubic meters per hour, accumulated and flowed down the channels in the form of the aforementioned thick jets. Thus, although drops P of water from the distributor fall on the entire surface of the pointed body, the water is completely collected at the bottom of the channels and leaves the pointed body in the form of the aforementioned thick jets exclusively at the ends of the lower edges of the channels, the area of \u200b\u200bwhich is only a small part of the area of the periphery of the pointed body . Since the aforementioned water jets are thick and have a large amount of movement, they are separated from the pointed body of the safety device according to the present invention as jets flowing at high speed and far away from the pointed body, remaining in the form of thick jets similar to water from a garden hose. In addition, since these water jets immediately detach from the pointed body of the protective device, any effect of capillary viscosity leading to the formation of droplets similar to the E2 droplets shown in FIG. 1 is largely limited. In addition, the aforementioned thick jets of water separated from the safety device with a large amount of movement compared to the thin water curtains E3 shown in FIG. 1 interact less with gases moving along the arrows T, also shown in FIG. 1. Thus, the two phenomena described above, which reduce the effectiveness of known protective devices, similar to the protective device 5 shown in FIG. 1 are eliminated by the present invention. The performance and effectiveness of the protective device according to the present invention is exceptionally high, as confirmed by laboratory studies and tests of full-scale models.

Дополнительные преимущества и отличительные признаки защитного устройства и очистительной установки согласно настоящему изобретению указаны в других пунктах формулы.Additional advantages and features of the protective device and cleaning plant according to the present invention are indicated in other claims.

Изобретение станет более понятным после ознакомления с его подробным описанием, приведенным ниже исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:The invention will become clearer upon reading the detailed description given below by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 схематично показана описанная выше установка для обработки газов, известная из уровня техники;in fig. 1 schematically shows the gas treatment plant described above, known from the prior art;

на фиг. 2 показано защитное устройство согласно изобретению, вид в перспективе;in fig. 2 shows a protective device according to the invention, perspective view;

на фиг. 3 и 4 показан вид сбоку по стрелке III на фиг. 2 и вид сверху по стрелке VI на фиг. 3, соответственно; иin fig. 3 and 4 show a side view along arrow III in FIG. 2 and a top view along arrow VI in FIG. 3, respectively; and

на фиг. 5 и 6 представлены изображения, аналогичные приведенному на фиг. 3, демонстрирующие два возможных варианта осуществления защитного устройства согласно настоящему изобретению.in fig. 5 and 6 are views similar to those shown in FIG. 3 showing two possible embodiments of the security device according to the present invention.

На фиг. 2 - 4 показано защитное устройство 10, служащее для защиты отверстия впуска газов в скруббер. Данное защитное устройство 10 предназначено для использования взамен защитного устройства 5 в очистительной установке, показанной на фиг. 1. Таким образом, в установке для влажной очистки выхлопных газов двигателя морского судна защитное устройство 10 используется совместно со скруббером 1 и распределительным устройством 3, подробно описанными выше, таким образом, что при работе данной очистительной установки защитное устройство 10 и распределительное устройство 3 установлены внутри скруббера, причем распределительное устройство 3 расположено над защитным устройством 10.In FIG. 2-4 show a protective device 10 for protecting the gas inlet to the scrubber. This safety device 10 is intended to be used instead of the safety device 5 in the cleaning plant shown in FIG. 1. Thus, in a marine engine exhaust wet cleaning plant, the protection device 10 is used in conjunction with the scrubber 1 and the distribution device 3 described in detail above, so that when this cleaning installation is operated, the protection device 10 and the distribution device 3 are installed inside scrubber, and the switchgear 3 is located above the protective device 10.

В контексте настоящего изобретения, учитывая, что скруббер 1 предназначен для использования на морском судне, следует иметь в виду, что внутренний диаметр такого скруббера обычно составляет не менее двух метров.In the context of the present invention, given that the scrubber 1 is intended for use on a marine vessel, it should be borne in mind that the internal diameter of such a scrubber is usually not less than two meters.

Как ясно видно из фиг. 2 - 4, защитное устройство 10 включает в себя заостренное тело 11, которое, когда защитное устройство 10 установлено внутри скруббера 1, образует верхнюю часть данного защитного устройства. Внутри очистительной установки данное заостренное тело 11 расположено вертикально над выходным отверстием вертикального канала 2 для впуска газов F в скруббер 1, и служит для защиты указанного канала от попадания в него воды, позволяя при этом проходить газам, выходящим из канала 2; при этом капли P воды, поступающие от распределительного устройства 3, под действием силы тяжести падают на верхнюю поверхность 12 заостренного тела 11, а нижняя поверхность заостренного тела 11 расположена на расстоянии по вертикали от выходного отверстия канала 2, и, таким образом, выходящие из канала газы F могут проходить между выходным отверстием и нижней поверхностью заостренного тела 11, чтобы соединиться с остальной массой газов, находящихся внутри скруббера 1.As can be clearly seen from FIG. 2-4, the guard 10 includes a pointed body 11 which, when the guard 10 is installed inside the scrubber 1, forms the top of the guard. Inside the treatment plant, this pointed body 11 is located vertically above the outlet of the vertical channel 2 for the inlet of gases F into the scrubber 1, and serves to protect said channel from water entering it, while allowing the gases exiting the channel 2 to pass; while drops P of water coming from the dispenser 3 fall under the action of gravity on the upper surface 12 of the pointed body 11, and the lower surface of the pointed body 11 is located at a vertical distance from the outlet of the channel 2, and thus exiting the channel the gases F can pass between the outlet and the lower surface of the pointed body 11 to join with the rest of the mass of gases inside the scrubber 1.

На практике, согласно настоящему изобретению, вертикальная проекция верхней поверхности 12 заостренного тела 11 составляет значительную часть (около 40% или более) внутреннего поперечного сечения скруббера 1.In practice, according to the present invention, the vertical projection of the upper surface 12 of the pointed body 11 is a significant part (about 40% or more) of the internal cross section of the scrubber 1.

В рассматриваемом варианте осуществления, представленном на прилагаемых чертежах, заостренное тело 11 имеет центральную ось Z-Z, которая пересекает верхнюю поверхность 12 заостренного тела 11 в его центральной части 11A. Когда защитное устройство 10 установлено в скруббере 1, ось Z-Z проходит вертикально и, предпочтительно, совпадает с центральной осью канала 2.In the present embodiment shown in the accompanying drawings, the pointed body 11 has a central Z-Z axis that intersects the top surface 12 of the pointed body 11 at its central portion 11A. When the protective device 10 is installed in the scrubber 1, the Z-Z axis runs vertically and preferably coincides with the central axis of the channel 2.

На практике, защитное устройство 10 включает в себя крепежные средства 13, позволяющие неподвижно закрепить защитное устройство 10 внутри скруббера 1. В рассматриваемом варианте осуществления, показанном на прилагаемых чертежах, эти крепежные средства 13 включают в себя фланец, неподвижно прикрепленный к каналу 2 в верхней его части, и стойки, соединяющие указанный фланец с заостренным телом 11. Разумеется, могут быть использованы и другие варианты выполнения крепежных средств 13, и последнее не является ограничивающим относительно данного изобретения.In practice, the protective device 10 includes fastening means 13, allowing the protective device 10 to be fixedly fixed inside the scrubber 1. In the considered embodiment, shown in the accompanying drawings, these fastening means 13 include a flange fixedly attached to the channel 2 in its upper parts, and posts connecting said flange to the pointed body 11. Of course, other embodiments of the fasteners 13 can be used, and the latter is not limiting with respect to the present invention.

Как наглядно показано на фиг. 2 - 4, на верхней поверхности 12 заостренного тела 11 выполнены каналы 14, ограниченные данным заостренным телом 11. Каждый канал 14 проходит, по существу, прямолинейно по своей длине от центральной части 11A заостренного тела 11 до периферии 11B заостренного тела, причем каналы 14 распределены по окружности вокруг центральной части 11 A. В рассматриваемом варианте осуществления, показанном на прилагаемых чертежах, каждый канал 14 проходит по своей длине радиально относительно оси Z-Z, от своего конца, расположенного рядом с осью Z-Z, до противоположного конца, расположенного на периферии 11B заостренного тела 11. Форма и размеры центральной части 11A заостренного тела 11, от которой отходят каналы 11, не ограничиваются вариантом осуществления, показанным на прилагаемых чертежах. В отличие от центральной части 11A, периферия 11B заостренного тела 11 во всех случаях полностью занята каналами 11, и, таким образом, данная периферия 11B разделена на участки, расположенные друг за другом вокруг заостренного тела 11, причем каждый из указанных участков занят одним каналом 14, как четко показано на фиг. 4.As clearly shown in FIG. 2 to 4, on the upper surface 12 of the pointed body 11, channels 14 are formed, bounded by this pointed body 11. Each channel 14 extends substantially rectilinearly along its length from the central part 11A of the pointed body 11 to the periphery 11B of the pointed body, the channels 14 being distributed circumferentially around the central portion 11A. In the present embodiment, shown in the accompanying drawings, each channel 14 extends along its length radially with respect to the Z-Z axis, from its end located near the Z-Z axis to the opposite end located on the periphery 11B of the tapered body 11. The shape and dimensions of the central portion 11A of the tapered body 11 from which the channels 11 extend are not limited to the embodiment shown in the accompanying drawings. In contrast to the central part 11A, the periphery 11B of the pointed body 11 is in all cases completely occupied by the channels 11, and thus this periphery 11B is divided into sections located one after the other around the pointed body 11, each of these sections being occupied by one channel 14 , as clearly shown in FIG. four.

В рассматриваемом варианте осуществления, показанном на прилагаемых чертежах, каналы 14 являются одинаковыми, и, как показано на фиг. 4, имеется восемь таких каналов. Альтернативно, в не показанных возможных вариантах осуществления может быть предусмотрено большее или меньшее количество каналов 14, предпочтительно, от шести до восемнадцати каналов, более предпочтительно, от шести до двенадцати каналов.In the present embodiment shown in the accompanying drawings, the channels 14 are the same and as shown in FIG. 4, there are eight such channels. Alternatively, in exemplary embodiments not shown, more or fewer channels 14 may be provided, preferably six to eighteen channels, more preferably six to twelve channels.

Как наглядно показано на фиг. 2 и 3, каждый канал 14 в поперечном сечении имеет форму треугольника, и когда защитное устройство 10 установлено в скруббере 1, одна из трех вершин указанного треугольника располагается в вертикальном направлении ниже двух других вершин. Иными словами, каждый канал 14 в вертикальном поперечном сечении имеет форму треугольника, одна из вершин которого направлена вниз. Треугольная форма поперечного сечения каждого канала 14 сохраняется по всей длине канала, причем в рассматриваемом варианте реализации, предпочтительно, размер указанного треугольного поперечного сечения увеличивается в направлении от центральной части 11A к периферии 11B заостренного тела 11.As clearly shown in FIG. 2 and 3, each channel 14 is triangular in cross-section, and when the protective device 10 is installed in the scrubber 1, one of the three vertices of said triangle is located in the vertical direction below the other two vertices. In other words, each channel 14 has the shape of a triangle in vertical cross section, one of the vertices of which is directed downwards. The triangular shape of the cross section of each channel 14 is maintained along the entire length of the channel, and in this embodiment, preferably, the size of the said triangular cross section increases in the direction from the central part 11A to the periphery 11B of the pointed body 11.

Во всех случаях первая вершина треугольного поперечного сечения каждого канала 14 образует нижнюю кромку 15, проходящую по всей длине данного канала. Аналогичным образом, две других вершины треугольной формы поперечного сечения каждого канала 14 образуют верхние кромки 17, проходящие по всей длине данного канала. Во всех каналах 14 каждая из верхних кромок 17 соединяется с нижней кромкой 15 боковой наклонной поверхностью канала.In all cases, the first apex of the triangular cross-section of each channel 14 forms a lower edge 15 running the entire length of that channel. Similarly, two other triangular cross-sectional vertices of each channel 14 form top edges 17 that run the entire length of that channel. In all channels 14, each of the upper edges 17 is connected to the lower edge 15 of the lateral inclined surface of the channel.

По всей длине каждого канала 14 нижняя кромка 15 в вертикальном направлении расположена ниже каждой из верхних кромок 17. Таким образом, указанная разница в расположении кромок канала в вертикальном направлении приводит к тому, что каждый канал 14 имеет определенную глубину в любой точке по длине канала, которая может быть измерена в вертикальном направлении от нижней кромки 15 до верхних кромок 17. В рассматриваемом варианте осуществления, предпочтительно, глубина каждого из каналов 14 увеличивается в направлении от центральной части 11A к периферии 11B заостренного тела 11. На фиг. 3 глубина канала 14 в области периферии 11B заостренного тела 11 обозначена ссылочной позицией Δ; предпочтительная величина глубины Δ составляет по меньшей мере 70 мм. На практике, в связи со специфическими особенностями исполнения каналов 14, понятно, что глубина Δ каналов может зависеть от их количества.Throughout the length of each channel 14, the lower edge 15 in the vertical direction is located below each of the upper edges 17. Thus, this difference in the location of the edges of the channel in the vertical direction leads to the fact that each channel 14 has a certain depth at any point along the length of the channel, which can be measured in the vertical direction from the lower edge 15 to the upper edges 17. In this embodiment, preferably, the depth of each of the channels 14 increases in the direction from the central part 11A to the periphery 11B of the pointed body 11. In FIG. 3, the depth of the channel 14 in the region of the periphery 11B of the pointed body 11 is denoted by the reference numeral Δ; the preferred depth Δ is at least 70 mm. In practice, due to the specific design features of the channels 14, it is clear that the depth Δ of the channels may depend on their number.

Как показано на фиг. 3, угол при вершине треугольного поперечного сечения, расположенной на нижней кромке каждого канала 14, обозначен ссылочной позицией α; данный угол α является углом раскрыва канала. Предпочтительно, величина указанного угла α составляет от 30° до 120°, более предпочтительно, от 60° до 90°. На практике, в связи со специфическими особенностями исполнения каналов 14, понятно, что величина угла α каналов может зависеть от их количества.As shown in FIG. 3, the vertex angle of the triangular cross section located at the lower edge of each channel 14 is denoted by α; this angle α is the opening angle of the channel. Preferably, said angle α is between 30° and 120°, more preferably between 60° and 90°. In practice, due to the specific features of the execution of the channels 14, it is clear that the angle α of the channels may depend on their number.

Кроме того, когда защитное устройство 10 установлено в скруббере 1, соответствующие нижние кромки 15 каналов 14 опираются на сходящуюся вверх коническую поверхность, угол при вершине которой составляет от 90° до 170°, предпочтительно, от 100° до 140°. На практике вышеупомянутая коническая поверхность, на которую опираются нижние кромки 15, может быть не реальной, выполненной из какого-либо материала, а чисто визуальной геометрической поверхностью. В рассматриваемом варианте осуществления, показанном на прилагаемых чертежах, центр вышеупомянутой конической поверхности расположен, по существу, на оси Z-Z. Таким образом, во всех случаях каждая из нижних кромок 15, проходит прямолинейно и с наклоном относительно горизонтали от центральной части 11A к периферии 11B заостренного тела 11, сходясь (не обязательно совпадая) в центральной части 11A, и пересекая периферию 11B заостренного тела 11 соответствующими концами 16 указанных нижних кромок, расположенными напротив центральной части 11A.In addition, when the protective device 10 is installed in the scrubber 1, the respective lower edges 15 of the channels 14 rest on an upwardly converging conical surface, the apex angle of which is between 90° and 170°, preferably between 100° and 140°. In practice, the aforementioned conical surface on which the lower edges 15 rest may not be a real one made of any material, but a purely visual geometric surface. In the present embodiment shown in the accompanying drawings, the center of the aforementioned conical surface is located essentially on the Z-Z axis. Thus, in all cases, each of the lower edges 15, extends straight and obliquely from the horizontal from the central part 11A to the periphery 11B of the pointed body 11, converging (not necessarily coinciding) in the central part 11A, and crossing the periphery 11B of the pointed body 11 at their respective ends. 16 of said bottom edges opposite the center portion 11A.

Согласно рассматриваемому предпочтительному варианту осуществления, соответствующие концы 16 нижних кромок 15 расположены по окружности C16, как наглядно показано на фиг. 4. На практике, в контексте настоящего изобретения, диаметр указанной окружности C16, как правило, составляет более одного метра.According to the present preferred embodiment, the respective ends 16 of the lower edges 15 are arranged around circumference C16, as illustrated in FIG. 4. In practice, in the context of the present invention, the diameter of said circle C16 is typically more than one meter.

В очистительной установке данная окружность C16 расположена, по существу, концентрично каналу 2, и её диаметр строго больше внутреннего диаметра указанного канала 2, так что заостренное тело 11 в вертикальной проекции закрывает выходное отверстие канала 2, не вызывая значительной потери напора газов F, выходящих из указанного канала. Более конкретно, диаметр окружности C16, предпочтительно, составляет от 1,1 до 2,0 величины внутреннего диаметра канала 2, более предпочтительно, от 1,25 до 1,65 величины внутреннего диаметра канала 2. В таком случае, в связи со специфическими особенностями исполнения каналов 14, как ясно показано на фиг. 4, вертикальная проекция периферии 11B заостренного тела 11 не обязательно представляет собой окружность.In the purification plant, this circle C16 is located essentially concentric to the channel 2, and its diameter is strictly greater than the inner diameter of said channel 2, so that the pointed body 11 in vertical projection closes the outlet of the channel 2 without causing a significant pressure loss of the gases F coming out of specified channel. More specifically, the diameter of the circle C16 is preferably 1.1 to 2.0 times the inside diameter of the duct 2, more preferably 1.25 to 1.65 times the inside diameter of the duct 2. In such a case, due to the specifics channels 14, as clearly shown in FIG. 4, the elevation of the periphery 11B of the pointed body 11 is not necessarily a circle.

Когда защитное устройство 10 установлено в скруббере 1, капли воды P, поступающие от распределительного устройства 3, попадают на верхнюю поверхность 12 заостренного тела 11, вода стекает от верхних кромок 17 по боковым наклонным поверхностям каждого из каналов 14, собираясь на дне каждого канала вдоль его нижней кромки 15. Таким образом, вся вода, попадающая на верхнюю поверхность 12 заостренного тела 11 защитного устройства 10, скапливается в каналах 14. Поскольку нижние кромки 14 расположены с наклоном, скапливающаяся вода стекает по дну каждого канала 14 от центральной части 11A к периферии 11B заостренного тела 11. Поскольку вода скапливается на дне каналов 14, она стекает по нижним кромкам 15 в виде толстой струи, которая достигает конца 16 нижней кромки 15 с большой скоростью, и, следовательно, с большим количеством движения. Каждая из толстых струй воды, достигающая конца 16 соответствующей нижней кромки 15, отделяется от заостренного тела 11, оставаясь толстой струей, моментально и чисто отделяясь от заостренного тела 11 и отходя далеко от него. За пределами соответствующих концов 16 нижних кромок 15 каналов 14 периферия 11B заостренного тела 11 не смачивается, поскольку вода, попавшая на верхнюю поверхность 12, не отделяется от заостренного тела 11, а концентрируется на дне каналов 14. Иными словами, вода, попавшая на верхнюю поверхность 12 заостренного тела 11, сходит с неё только на концах 16 нижних кромок 15 каналов 14, и сходит с большим количеством движения.When the protective device 10 is installed in the scrubber 1, the drops of water P coming from the distributor 3 fall on the upper surface 12 of the pointed body 11, the water flows from the upper edges 17 along the side inclined surfaces of each of the channels 14, collecting at the bottom of each channel along its bottom edge 15. Thus, all the water entering the upper surface 12 of the pointed body 11 of the protective device 10 accumulates in the channels 14. Since the bottom edges 14 are inclined, the accumulated water flows down the bottom of each channel 14 from the central part 11A to the periphery 11B pointed body 11. As the water accumulates at the bottom of the channels 14, it flows down the lower edges 15 in a thick jet that reaches the end 16 of the lower edge 15 at high speed, and therefore with a lot of movement. Each of the thick jets of water reaching the end 16 of the corresponding lower edge 15 separates from the pointed body 11, remaining a thick jet, instantly and cleanly separating from the pointed body 11 and moving away from it. Beyond the respective ends 16 of the lower edges 15 of the channels 14, the periphery 11B of the pointed body 11 is not wetted because the water that has entered the upper surface 12 is not separated from the pointed body 11, but is concentrated at the bottom of the channels 14. In other words, the water that has entered the upper surface 12 of the pointed body 11, leaves it only at the ends 16 of the lower edges 15 of the channels 14, and leaves with a lot of movement.

На практике, поскольку в поперечном сечении установленное на скруббере 1 защитное устройство 10 занимает значительную часть площади внутри скруббера, аналогичная часть P воды попадает на верхнюю поверхность 12 заостренного тела 11, как было описано выше. В контексте реализации настоящего изобретения это означает, что на верхнюю поверхность 12 заостренного тела 11, таким образом, попадает несколько сотен кубических метров воды в час.In practice, since the cross-sectional area of the scrubber 1 mounted on the scrubber 1 occupies a significant portion of the area inside the scrubber, a similar portion P of water falls on the upper surface 12 of the pointed body 11 as described above. In the context of the present invention, this means that the upper surface 12 of the pointed body 11 thus receives several hundred cubic meters of water per hour.

На фиг. 5 показан возможный вариант осуществления защитного устройства 10, представленного на фиг. 2 - 4. Согласно этому возможному варианту, защитное устройство 10 содержит расположенную в основании заостренного тела 11 втулку 18, которая, когда защитное устройство 10 установлено в скруббере 1, располагается под заостренным телом 11 и прикрепляется к нему; данная втулка отходит, по существу, вертикально, от нижней поверхности заостренного тела 11 на высоту h, составляющую от 15 до 75 мм, и располагается полностью в пределах вертикальной проекции заостренного тела 11. Таким образом, втулка 18 взаимодействует с любыми потоками воды, сходящими с заостренного тела 11, и предотвращает любую возможную миграцию воды по нижней поверхности заостренного тела 11. В рассматриваемом варианте реализации, показанном на фиг. 5, втулка 18 имеет цилиндрическую форму, и её внешний диаметр, предпочтительно, составляет от 0,86 до 0,985 диаметра окружности C16.In FIG. 5 shows a possible embodiment of the security device 10 shown in FIG. 2-4. In this exemplary embodiment, the guard 10 comprises a sleeve 18 located at the base of the pointed body 11, which, when the guard 10 is installed in the scrubber 1, is positioned under and attached to the pointed body 11; this sleeve extends substantially vertically from the lower surface of the pointed body 11 to a height h of 15 to 75 mm, and is located entirely within the vertical projection of the pointed body 11. Thus, the sleeve 18 interacts with any water flows descending from pointed body 11 and prevents any possible water migration over the lower surface of the pointed body 11. In the present embodiment shown in FIG. 5, the sleeve 18 is cylindrical in shape, and its outer diameter is preferably 0.86 to 0.985 of the diameter of the circle C16.

На фиг. 6 показан еще один возможный вариант осуществления защитного устройства 10, изображенного на фиг. 2 – 4; в данном варианте осуществления также может быть использована описанная выше втулка 18, показанная на фиг. 5. Показанное на фиг. 6 защитное устройство 10 содержит дефлектор 19, имеющий форму конуса или пирамиды с четырьмя, шестью или восемью сторонами с усеченной вершиной, в которой образовано сквозное отверстие, эквивалентный диаметр которого составляет по меньшей мере 100 мм. Величина вышеуказанного эквивалентного диаметра обычно определяется как отношение четырехкратной величины площади сквозного отверстия к его периметру. В рассматриваемом варианте осуществления центр дефлектора 19 конической или пирамидальной формы расположен, по существу, на оси Z-Z. Когда защитное устройство 10 установлено в скруббере 1, дефлектор 19 располагается вертикально под заостренным телом 11 на расстоянии от него, таким образом, что усеченная вершина дефлектора 19 конусной или пирамидальной формы обращена вниз, а соответствующие концы 16 нижних кромок каналов 14 расположены от дефлектора 19 на расстоянии d, составляющем по меньшей мере 85 мм. Дефлектор 19 позволяет уменьшить в защитном устройстве 10 потери напора газов F, выходящих из канала 2.In FIG. 6 shows another possible embodiment of the security device 10 shown in FIG. 2 - 4; in this embodiment, the above-described sleeve 18 shown in FIG. 5. Shown in FIG. 6, the protective device 10 includes a deflector 19 having the form of a cone or pyramid with four, six or eight sides with a truncated top, in which a through hole is formed, the equivalent diameter of which is at least 100 mm. The value of the above equivalent diameter is usually defined as the ratio of four times the area of the through hole to its perimeter. In the present embodiment, the center of the conical or pyramidal baffle 19 is located essentially on the Z-Z axis. When the protective device 10 is installed in the scrubber 1, the deflector 19 is located vertically under the pointed body 11 at a distance from it, so that the truncated top of the conical or pyramidal deflector 19 faces downwards, and the corresponding ends 16 of the lower edges of the channels 14 are located from the deflector 19 on a distance d of at least 85 mm. The deflector 19 makes it possible to reduce, in the protective device 10, the pressure loss F of the gases leaving the channel 2.

Кроме того, могут быть использованы различные модификации и варианты осуществления описанного выше защитного устройства 10. Например, форма поперечного сечения каналов 14 может быть не строго треугольной, а по существу треугольной, при условии, что такая форма образует для каждого канала нижнюю кромку, на которой собирается вода, стекающая по боковым наклонным поверхностям данного канала, и по которой эта вода стекает вниз, пока не достигнет периферии 11B заостренного тела 11 защитного устройства 10, затем отделяясь от него. Нижние и верхние кромки могут быть более или менее закругленными.In addition, various modifications and embodiments of the protective device 10 described above can be used. For example, the cross-sectional shape of the channels 14 may not be strictly triangular, but essentially triangular, provided that such a shape forms for each channel a lower edge on which the water flowing down the lateral inclined surfaces of this channel is collected, and along which this water flows down until it reaches the periphery 11B of the pointed body 11 of the protective device 10, then separated from it. The lower and upper edges may be more or less rounded.

Claims

1. Protective device (10) to prevent gases from entering the scrubber, suitable for placement inside the scrubber (1) and containing a pointed body (11), which, when the protective device is installed in the scrubber, is located above the outlet of the vertical channel (2) for inlet gases (F) into the scrubber, so as to protect the channel from water entering it, while allowing the gases exiting the channel to pass,

characterized in that the upper surface (12) of the pointed body (11), which faces upward when the protective device (10) is installed in the scrubber, contains channels (14) for collecting water, extending along from the central part (11A) of the pointed body, around which said channels are distributed to the periphery (11B) of the pointed body, which is completely occupied by said channels,

wherein each channel (14) has a substantially triangular cross-section along its entire length, wherein when the protective device is installed in the scrubber, one of the vertices of said triangle faces downwards, forming a lower edge (15) along the channel,

however, when the protective device is installed in the scrubber, the respective lower edges (15) of the channels (14) are located on an upwardly converging conical surface, the angle at the top of which is from 90° to 170°.

2. Protective device according to claim. 1, characterized in that the angle at the top of the specified conical surface is from 100° to 140°.

3. Safety device according to claim 1 or 2, comprising six to eighteen channels (14), preferably six to twelve channels (14).

4. Protective device according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the essentially triangular cross section of each channel (14) has, at its apex located on the lower edge (15) of this channel, an angle (α) ranging from 30° to 120°, preferably from 60° up to 90°.

5. Protective device according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the substantially triangular cross-section and depth of each channel (14) increase from the central part (11A) to the periphery (11B) of the pointed body (11).

6. Protective device according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the lower edges (15) of the channels (14) contain on the periphery (11B) of the pointed body (11) the corresponding ends (16) located on a circle (C16) located essentially concentric to the channel (2), the diameter of which is from 1.1 to 2 times the inner diameter of the channel, preferably from 1.25 to 1.65 of the inner diameter of the channel.

7. Protective device according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the protective device (10) further comprises a sleeve (18) attached to the pointed body (11) so that when the protective device is installed in the scrubber, the specified sleeve is located under the pointed body (11), moving away essentially vertically from the pointed body at a distance (h) from 15 mm to 75 mm, and is located completely within the vertical projection of the pointed body.

8. Protective device according to claim. 6, characterized in that the protective device (10) further comprises a sleeve (18) attached to the pointed body (11) so that when the protective device is installed in the scrubber, the specified sleeve is located under the pointed body (11 ), extending substantially vertically from the pointed body at a distance (h) from 15 mm to 75 mm, and is located completely within the vertical projection of the pointed body, while the sleeve (18) has an outer diameter of 0.86 to 0.985 of the diameter specified circle (C16).

9. Protective device according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the protective device (10) further comprises a deflector (19) having the shape of a cone or pyramid with four, six or eight sides with a truncated top, in which a through hole is formed, the equivalent diameter of which is at least 100 mm, and when the protective device is installed in the scrubber, the specified deflector (19) is located vertically under the pointed body (11) at a distance from it so that the truncated top of the specified conical or pyramidal deflector (19) faces down, and the corresponding ends (16) the lower edges (15) on the periphery (11B) of the pointed body are located in the vertical direction at a distance from the deflector (19) of at least 85 mm.

10. Installation for wet cleaning of exhaust gases of a marine vessel engine, comprising:

- scrubber (1), in the lower part of which there is a vertical channel (2) for inlet gases (F) into the scrubber;

- a protective device (10) according to any one of paragraphs. 1-9, located inside the scrubber (1), containing a pointed body (11) located above the outlet of the channel (2) to prevent water from entering the specified channel (2) while allowing the passage of gases (F) exiting the channel; and

- a distribution device (3) located inside the scrubber (1) above the protective device (10), designed to ensure the distribution of water by spraying in the form of droplets (P) falling down inside the scrubber (1).