一種旋轉噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型的目的在于提供一種旋轉噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，包括洗滌塔、NaOH溶液存儲倉、廢液緩沖罐、廢液離心處理設備，處理塔包括洗滌塔外層圓柱筒，洗滌塔外層圓柱筒里設置洗滌塔內層圓柱筒、螺旋上升洗滌管路，洗滌塔外層圓柱筒外壁上分別設置尾氣入口、尾氣出口、洗滌液出口，尾氣入口連接船舶柴油機排氣管，尾氣出口連通大氣，洗滌液出口連通廢液緩沖罐，廢液緩沖罐連接廢液離心處理設備，廢液離心處理設備分別連接油污存儲倉和重質殘留物存儲倉。本實用新型采用新型旋轉式噴淋洗滌和新型氣動攪拌鼓泡洗滌兩種技術對尾氣中SO2進行洗滌處理，增加了洗滌液與尾氣的接觸路徑，延長了作用時間，增加了作用面積，使尾氣處理充分。
【專利說明】
一種旋轉噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及的是一種船舶柴油機，具體地說是船舶柴油機的尾氣處理裝置。
【背景技術】
[0002]重質的燃料油是船舶柴油機的普遍燃料，其尾氣中的有害成分SOx(主要為S02)，影響大氣環境，危害人的身體健康。為此，國際海事組織制定了一系列防污染公約，對船舶尾氣中的SOx排放進行嚴格限制。同時，各國也積極研發船舶尾氣SOx處理裝置對其進行處理。目前，濕法脫硫仍然是最主要的控制技術。
[0003]當前船舶尾氣脫硫技術主要有石膏法煙氣脫硫及海水脫硫法等技術，主要洗滌方式為噴淋塔洗滌、填充床洗滌、濕浴洗滌等方式。但是，現有應用船舶尾氣洗滌裝置及方法中存在各種各樣的問題，影響處理效果，增加了投資成本及占地面積等。
[0004]申請號為200710012371.1的專利《一種對船舶尾氣進行海水洗滌處理的裝置和方法》中利用海水對船舶尾氣進行處理。該技術中已中空纖維膜接觸器實現洗滌功能，壓降和阻力很大，設備中增設的增壓風機提高了系統的投資和運行費用，并且該方法運用海水進行廢氣脫硫，排放的海水對海洋環境也是一種污染。
[0005]申請號為200810048002.2的專利《海船排煙脫硫方法及裝置》中提出利用填料式洗滌器對船舶柴油機尾氣進行脫硫處理。該設備具有洗滌直徑大、設備占用空間大、成本較高等問題。洗滌用廢水只是經過一個簡單分離裝置，未能對廢液中的重金屬離子及油污起到脫除效果。
[0006]因此尋求一種新型有效的處理SOx裝置是研究的重點。在船舶尾氣處理裝置中，濕浴洗滌方式是利用鼓泡塔的原理，是使尾氣通過塔內分布器以氣泡的方式由流動堿液下部緩慢上升至頂部，達到去除SOx的目的。此種方法具有結構簡單、操作方便、相際接觸面積大等優點。但是，傳統鼓泡方式具有需添加攪拌槳及設置分布器來提高氣含率，壓降和阻力大，為了提高處理效果必須通常采用多塔并聯等方式提高處理效率，這就產生了占地面積大、投資高等問題。在申請號為200720309256.6的專利《煙氣脫硫系統》中提出一種利用鼓泡塔脫硫的裝置及方法。此裝置在進入鼓泡塔之前設置了冷卻器降低煙氣溫度，增加了設備能耗和成本。同時，利用洗滌漿液循環處理煙氣，煙氣在漿液中的流動性不強，氣含率不高導致反應效果不充分。船舶尾氣中的成為較為復雜，其中還有油污、重金屬離子及顆粒物質等，這種循環方式會造成設備污染及堵塞，降低處理效率，增加設備維修成本。

【發明內容】

[0007]本實用新型的目的在于提供可以有效去除SOx的一種旋轉噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置。
[0008]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0009]本實用新型一種旋轉噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，其特征是:包括洗滌塔、NaOH溶液存儲倉、廢液緩沖罐、廢液離心處理設備，所述處理塔包括洗滌塔外層圓柱筒，洗滌塔外層圓柱筒里設置洗滌塔內層圓柱筒、螺旋上升洗滌管路，洗滌塔外層圓柱筒外壁上分別設置尾氣入口、尾氣出口、洗滌液出口，尾氣入口連接船舶柴油機排氣管，尾氣出口連通大氣，洗滌液出口連通廢液緩沖罐，螺旋上升洗滌管路的下端部連接尾氣入口，螺旋上升洗滌管路的下端設置與洗滌塔外層圓柱筒內部相通的螺旋上升管路下段洗滌液出口，螺旋上升洗滌管路內部設置螺旋上升管路中洗滌液噴嘴，螺旋上升洗滌管路的上端部連接尾氣回流管路，尾氣回流管路連接圓環狀鼓泡氣體分布器，洗滌塔內層圓柱筒以及圓環狀鼓泡氣體分布器將洗滌塔外層圓柱筒隔成洗滌塔內外層圓柱筒間腔體和內層圓柱筒腔體，內層圓柱筒腔體連通圓環狀鼓泡氣體分布器的排氣管和尾氣出口，廢液緩沖罐連接廢液離心處理設備，廢液離心處理設備的上端通過上層油污抽離栗連接油污存儲倉，廢液離心處理設備的下端通過下層重質殘留物抽離栗連接重質殘留物存儲倉。
[0010]本實用新型還可以包括:
[0011]1、所述的螺旋上升洗滌管路每個圓周上均設置有螺旋上升管路中洗滌液噴嘴。
[0012]2、圓環狀鼓泡氣體分布器的排氣管位于圓環狀鼓泡氣體分布器的頂部，圓環狀鼓泡氣體分布器的排氣管與圓環狀鼓泡氣體分布器的圓環夾角成45°。
[0013]本實用新型的優勢在于:
[0014]1、本實用新型采用一種新型的洗滌塔內部設計結構，煙氣的處理路徑與以往傳統或現用主流反應器有所不同。內部煙氣處理路徑采用螺旋上升式管路，同時在管路的腔體的上部加設洗滌液噴頭。這種設計方式使煙氣速率下降、溫度降低，延長了煙氣在有限的空間內的洗滌路徑，增加了處理時間，強化了處理效果。同時，這種新型結構能夠減少傳統反應器(如填充床式洗滌塔)處理時的阻力，減少了占地面積。
[0015]2、本實用新型螺旋上升洗滌管內的洗滌液經由管路回流到洗滌塔的底部，作為第二次處理過程的洗滌液。避免了洗滌液的浪費，保障了洗滌的充分性，也限制了廢液中污染物的含量，最大限度的縮小了廢液污染，符合MO的法規要求。
[0016]3、本實用新型在煙氣上升到洗滌塔頂部后，尾氣由管道分流后，回流到洗滌塔底部，由帶有規格排列排氣管的圓環狀分布器排出，形成氣動攪拌。氣動攪拌下形成的渦流能夠使氣體與液體充分接觸，與傳統處理方式相比較提高了氣含率，減小了氣泡直徑，減小了氣體阻力，增加了氣體和液體的接觸，使兩相反應充分。
[0017]5、本實用新型加設廢液離心分離技術，對廢液進行專門處理，分離后產生的油污和濕渣得到收集，符合標準的廢液排放到海水中。與傳統脫硫系統想比較，離心處理和整體設計的相結合，大幅度降低了廢液中的殘留物質，充分滿足了IMO中的相關規定。
【附圖說明】

[0018]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述:
[0020]圖1中船舶柴油機尾氣洗滌塔19主體由洗滌塔外層圓柱筒20、內層圓柱筒21、螺旋上升洗滌管路3及鼓泡氣體分布器8組成。船舶柴油機I產生的尾氣經管路由尾氣入口 2進入尾氣洗滌塔19內部腔體22中螺旋上升洗滌管道3中。尾氣沿著洗滌塔腔體22內部的螺旋管道3旋轉上升，在螺旋管道腔體的上部設有NaOH洗滌液噴嘴18，NaOH洗滌液由NaOH溶液存儲倉6提供，通過NaOH溶液送液栗7送至螺旋管道3中。螺旋上升的尾氣與噴淋的洗滌液在有限的空間內形成對流，充分接觸作用。尾氣行至螺旋管道3上端后由管道分流，經尾氣回流管道4回流至反應塔底部，由環狀分布器8排出。環狀分布器8頂部伸出排氣管23，并與圓環夾角成45°角規則排列，排氣口設計如圖中14所示。這種布局可以使噴出的尾氣形成較規則擾動，帶動液體轉動即氣動攪拌。形成的渦流中氣體與液體充分接觸反應后，處理過的廢氣由洗滌塔19內層圓柱筒21上部的尾氣出口 5排出。
[0021 ]位于反應塔19底部的洗滌液經由塔底的洗滌液出口 24排出，到達廢液緩沖罐9中，再由相連的廢液離心處理設備10進行處理。上層油污由油污抽離栗11抽離送至油污存儲倉12中。下層重質殘留物質由抽離栗17抽離送至重質殘留物存儲倉25中，剩余廢液排出。
[0022]本裝置處理塔由外層圓柱筒、內層圓柱筒以及中間腔體的螺旋上升管道組成。船舶柴油機的廢氣由外層圓柱筒煙氣入口進入處理塔內，沿著腔體內部的螺旋上升管道螺旋上升，在每段螺旋管道腔體上部都設置有NaOH處理液噴頭，在尾氣螺旋上升的過程中，尾氣中的S02氣體能夠在有限的空間內與NaOH溶液充分接觸反應，達到良好的處理效果。螺旋管中的處理液由管路下流回腔體底部，由底端的開口處回流至反應塔底部，作為鼓泡洗滌反應溶液。船舶尾氣在不斷的上升過程中，由于螺旋上升路徑的緣故，氣體速率降低，溫度降低，在有限的空間內，延長了尾氣洗滌路徑，增加了處理時間，強化了處理效果。當尾氣上升至反應塔腔體頂部后，尾氣分流成兩路，經管路回流到置于內層圓柱筒底部處理液中的氣體分布器中。氣體分布器為圓環狀，頂部伸出排氣管，并與圓環夾角成45°角規則排列。這種設計使排氣成渦流分布，并能夠形成氣動攪拌，使氣相和液相充分接觸，增大處理效果。隨后處理過的尾氣內層圓柱筒排出洗滌塔，洗滌液由底部排液口排出洗滌塔，到達廢液緩沖罐，廢液緩沖罐與離心分離機相連，廢液經離心分離后，油渣和濕渣得到收集，處理后廢液直接排放。
[0023]本實用新型提供去除船舶尾氣中的SOx的技術原理如下:
[0024](I)船舶尾氣經由反應塔底部進氣口進入反應塔內部腔體中螺旋洗滌管道中。
[0025](2)尾氣沿著洗滌塔腔體內部的螺旋管道旋轉上升，在螺旋管道腔體的上部設有NaOH洗滌液噴頭，螺旋上升的尾氣與噴淋的洗滌液在有限的空間內形成對流，充分作用達到良好的處理效果。
(3)尾氣行至螺旋管道上端后由管道分流，經管道回流至反應塔底部，由環狀分布器排出。氣體分布器為圓環狀，頂部伸出排氣管，并與圓環夾角成45°角規則排列。噴出的尾氣形成較規則擾動，帶動液體轉動即氣動攪拌，形成的渦流中氣體與液體充分接觸反應后，廢氣由內部圓柱筒上部的管道排出。
[0026](4)位于反應塔底部的洗滌液經由塔底的排放口排出，到達廢液緩沖箱，在經由相連的離心分離機處理。油渣和濕渣分離后，廢液排出。
[0027]本實用新型一種旋轉噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，應用于船舶尾氣處理，本實用新型采用螺旋式噴淋洗滌技術首先對尾氣進行處理，隨后利用鼓泡式濕浴洗滌方法對尾氣進行第二次處理，兩道工序處理后尾氣中的SOx得到大幅度的降低。處理后的廢液經過離心處理技術，使船舶處理廢液中的油污和重質物質得到分離收集，有效控制了廢液成分，避免了污染。
[0028]本實用新型采用一種新型的洗滌塔內部設計結構，煙氣的處理路徑與以往傳統或現用主流反應器有所不同。內部煙氣處理路徑采用螺旋上升式管路，同時在管路的腔體的上部加設洗滌液噴頭。這種設計方式降低了尾氣速率，降低了尾氣溫度，增加了煙氣在有限的空間內的洗滌路徑，增加了處理時間，強化了處理效果。同時，這種新型結構能夠減少傳統反應器處理時的阻力，減少了占地面積。
[0029]本實用新型螺旋上升洗滌管內的洗滌液經由管路回流到洗滌塔的底部，作為第二次處理過程的洗滌液。避免了洗滌液的浪費，保障了洗滌的充分性，也限制了廢液中污染物的含量，最大限度的縮小了廢液污染，符合IMO的法規要求。
[0030]本實用新型在煙氣上升到洗滌塔頂部后，尾氣由管道分流后，回流到洗滌塔底部，由帶有規格排列排氣管的圓環狀分布器排出，形成氣動攪拌。氣動攪拌下形成的渦流能夠使氣體與液體充分接觸，與傳統處理方式相比較增大了氣含率，減小了氣泡直徑，減小了氣體阻力，增加了氣體和液體的接觸，使兩相反應充分。
[0031]本實用新型加設廢液離心分離技術，對廢液進行專門處理，分離后產生的油污和濕渣得到收集，符合標準的廢液排放到海水中。與傳統脫硫系統想比較，離心處理和整體設計的相結合，大幅度降低了廢液中的殘留物質，充分滿足了IMO中的相關規定。
[0032]本實用新型采用新型旋轉式噴淋洗滌和新型氣動攪拌鼓泡洗滌兩種技術對尾氣中S02進行洗滌處理，這種處理方式增加了洗滌液與尾氣的接觸路徑，延長了作用時間，增加了作用面積，使尾氣處理充分。同時，這種設計方式增強了處理效果，減少了占地面積，減少了洗滌液浪費，后期的離心廢液處理加強了尾氣處理效果，避免了二次污染。
【主權項】
1.一種旋轉噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，其特征是:包括洗滌塔、NaOH溶液存儲倉、廢液緩沖罐、廢液離心處理設備，所述處理塔包括洗滌塔外層圓柱筒，洗滌塔外層圓柱筒里設置洗滌塔內層圓柱筒、螺旋上升洗滌管路，洗滌塔外層圓柱筒外壁上分別設置尾氣入口、尾氣出口、洗滌液出口，尾氣入口連接船舶柴油機排氣管，尾氣出口連通大氣，洗滌液出口連通廢液緩沖罐，螺旋上升洗滌管路的下端部連接尾氣入口，螺旋上升洗滌管路的下端設置與洗滌塔外層圓柱筒內部相通的螺旋上升管路下段洗滌液出口，螺旋上升洗滌管路內部設置螺旋上升管路中洗滌液噴嘴，螺旋上升洗滌管路的上端部連接尾氣回流管路，尾氣回流管路連接圓環狀鼓泡氣體分布器，洗滌塔內層圓柱筒以及圓環狀鼓泡氣體分布器將洗滌塔外層圓柱筒隔成洗滌塔內外層圓柱筒間腔體和內層圓柱筒腔體，內層圓柱筒腔體連通圓環狀鼓泡氣體分布器的排氣管和尾氣出口，廢液緩沖罐連接廢液離心處理設備，廢液離心處理設備的上端通過上層油污抽離栗連接油污存儲倉，廢液離心處理設備的下端通過下層重質殘留物抽離栗連接重質殘留物存儲倉。2.根據權利要求1所述的一種旋轉噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，其特征是:所述的螺旋上升洗滌管路每個圓周上均設置有螺旋上升管路中洗滌液噴嘴。3.根據權利要求1或2所述的一種旋轉噴淋回流鼓泡塔脫除船舶尾氣SOx的裝置，其特征是:圓環狀鼓泡氣體分布器的排氣管位于圓環狀鼓泡氣體分布器的頂部，圓環狀鼓泡氣體分布器的排氣管與圓環狀鼓泡氣體分布器的圓環夾角成45°。
【文檔編號】B01D53/50GK205700155SQ201620407302
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】朱元清, 席鴻遠, 周松, 周金喜, 王占廣, 劉佃濤
【申請人】哈爾濱工程大學