一種除氫罐及具有其的壓載水處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及船舶壓載水處理技術(shù)，特別是涉及一種除氫罐及具有其的壓載水處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在船舶航行過程中，壓載是一種必然的狀態(tài)，船舶在加裝壓載水的同時，當(dāng)?shù)氐乃镆搽S之被裝入到壓載艙中，直至航程結(jié)束后隨壓載水排放到目的地海域。壓載水跟隨船舶從一地到它地，從而引起了有害水生物和病原體的傳播。為有效控制和防止船舶壓載水傳播有害水生物和病原體，國際海事組織(頂0)于2004年通過了《船舶壓載水和沉積物控制和管理國際公約》。“公約”規(guī)定所有船舶必須按照時間表安裝壓載水處理裝置，并對現(xiàn)有船只追溯實施?！肮s”對壓載水的處理標(biāo)準(zhǔn)，即可存活生物的尺寸及數(shù)量、病原體微生物的種類及數(shù)量作了明確規(guī)定(即D-2標(biāo)準(zhǔn))。
[0003]在目前的船舶壓載水處理技術(shù)中，支路電解法是一種主流技術(shù)，其工作原理是，在船舶加裝壓載水時，從壓載水主管路中抽取小部分海水(約為處理海水量的1-2% )進入電解槽，電解產(chǎn)生一定量的高濃度的總殘余氧化物(Total Residual Oxides, TR0)溶液(含次氯酸鈉)和副產(chǎn)物氫氣。TR0溶液夾雜著氫氣進入除氫單元，利用除氫單元把氫氣從TR0溶液中分離出來，分離出來的氫氣經(jīng)過鼓風(fēng)機引進的空氣稀釋后排出舷外，而與氫氣分離后的TR0溶液則在加藥栗的作用下注回至壓載水主管路中，與其中的海水充分混合，使混合后的海水中的TR0濃度達到一定的數(shù)值，即可達到國際海事組織(頂0)規(guī)定的壓載水處理的水質(zhì)要求(D-2標(biāo)準(zhǔn))。
[0004]在上述的電解法處理技術(shù)中，氫氣是在電解槽的陰極上必然產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物。由于氫氣在空氣中的爆炸極限范圍很寬，在氫氣濃度為4-75% V/V的空氣中都比較容易發(fā)生爆炸，因此，氫氣不能被允許進入壓載艙，必須要從TR0溶液中分離出來，并用空氣稀釋到爆炸極限以下(一般要求1%V/V以下)，然后排出到舷外。在電解法船舶壓載水處理系統(tǒng)中，用于把氫氣從TR0溶液中分離出來的裝置被稱為除氫單元。
[0005]電解法船舶壓載水處理系統(tǒng)中的除氫單元是壓載水處理的關(guān)鍵部件。除氫單元有兩個方面的考核指標(biāo):一是除氫效率，它關(guān)系到整個壓載水處理系統(tǒng)的安全；二是除氫單元的體積，除氫單元的體積一般都比較大，使得整個壓載水處理系統(tǒng)的體積較大。上述兩個指標(biāo)往往是相互矛盾的，除氫效率高的除氫單元往往需要較大的體積，而體積小的除氫單元往往需要犧牲掉一些除氫效率。由于船舶安裝空間的限制，以及對安全性能的高要求，迫切需要研制安全、小型化的壓載水處理系統(tǒng)。為此，開發(fā)體積小并且效率高的除氫單元就成為安全、小型化壓載水處理系統(tǒng)的關(guān)鍵。
[0006]現(xiàn)有的除氫單元有兩類，第一類是基于旋流分離原理的氫氣分離裝置，其優(yōu)點是除氫效率較高，缺點是該類除氫技術(shù)要求旋流分離器的進出口壓力要保持相對恒定，還要求旋流分離器的流量變化范圍較小，也就是說其應(yīng)用條件比較苛刻，實船應(yīng)用中的實際工況條件可能超出上述條件，使旋流分離器的效果大大下降，甚至發(fā)生氣阻的現(xiàn)象。第二類是傳統(tǒng)的除氫罐，其工作原理是，將夾雜著氫氣的TRO溶液注入一個罐體中，在其中放置一段時間，使其中的氫氣聚集并析出，達到分離的目的，其優(yōu)點是比較可靠，缺點是所需的除氫罐的體積較大，需要TR0溶液在其中滯留足夠長的時間，才能使其中的氫氣充分分離出來。若使用較小的除氫罐，則會降低除氫效率，而受船舶安裝空間的限制，體積大的除氫罐往往會使壓載水處理系統(tǒng)的體積較大，不適合于實船應(yīng)用。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]有鑒于此，本實用新型提供了一種體積小且除氫效率高的除氫罐及具有該除氫罐的壓載水處理系統(tǒng)。
[0008]本實用新型提供的除氫罐的中部設(shè)有用于攪拌流過的溶液的擾流模組，所述擾流模組包括至少一擾流網(wǎng)。
[0009]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述除氫罐的底部也設(shè)有用于攪拌流過的溶液的擾流模組，所述除氫罐底部的擾流模組包括至少一擾流網(wǎng)，所述除氫罐底部的擾流網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸小于或等于所述除氫罐中部的擾流網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸。
[0010]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述除氫罐中部的擾流網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸為5*5mm，所述除氫罐底部的擾流網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸為2*2mm。
[0011]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述除氫罐中部和底部的擾流模組均包括至少兩層擾流網(wǎng)及一擾流網(wǎng)支架，所述的至少兩層擾流網(wǎng)通過所述擾流網(wǎng)支架保持10?20mm的層間距。
[0012]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述除氫罐的上部中央設(shè)有一霧化噴頭。
[0013]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述霧化噴頭距離所述除氫罐頂部的距離為10cm，且所述霧化噴頭的噴射管路內(nèi)的壓力為3-3.5Bar。
[0014]本實用新型提供的壓載水處理系統(tǒng)，包括防爆鼓風(fēng)機、氣水分離器、除氫罐、及加藥栗，所述氣水分離器與所述除氫罐的出氣口相連，所述防爆鼓風(fēng)機鼓入的空氣用于與經(jīng)過所述氣水分離器的氣體相混合，所述加藥栗與所述除氫罐的出液口相連，所述除氫罐的中部和底部分別設(shè)有用于攪拌流過的溶液的擾流模組，所述的兩個擾流模組均包括至少兩層擾流網(wǎng)。
[0015]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述的兩個擾流模組均包括一個擾流網(wǎng)支架，各擾流模組的擾流網(wǎng)通過所述擾流網(wǎng)支架保持10?20mm的層間距，且所述除氫罐底部的擾流網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸小于或等于所述除氫罐中部的擾流網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸。
[0016]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述除氫罐的上部中央設(shè)有一霧化噴頭。
[0017]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述霧化噴頭距離所述除氫罐頂部的距離為10cm，且所述霧化噴頭的噴射管路內(nèi)的壓力為3-3.5Bar。
[0018]本實用新型通過在除氫罐內(nèi)設(shè)置擾流模組，可以充分攪拌流入除氫罐的TR0溶液，使其內(nèi)部混合的氫氣充分、快速的散發(fā)出來，達到提高除氫效率同時減小除氫罐體積的功效。
[0019]上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【附圖說明】
[0020]圖1所示為本實用新型提供的壓載水處理系統(tǒng)的組成框圖。
[0021]圖2所示為本實用新型提供的除氫罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3所示為圖2中擾流模組的俯視示意圖。
[0023]圖4所示為圖2中擾流模組的主視示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為更進一步闡述本實用新型為達成預(yù)定實用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對本實用新型詳細說明如下。
[0025]請參閱圖1，本實用新型的壓載水處理系統(tǒng)包括壓載水主管路11、壓載水支路18、排氫管路19、加藥管路13、排污管路20，以及位于壓載水主管路11上的壓載栗1和過濾器2，位于壓載水支路18上的電解單元3、除氫罐6、第一閥門21、第二閥門22及第一加藥栗10，位于排氫管路19上的氣水分離器5和防爆鼓風(fēng)機4，位于加藥管路13上的第三閥門23、第四閥門24、第二加藥栗12、三通接頭15及第一電磁閥14，以及位于排污管路20上的第二電磁閥16。其中，第一閥門21至第四閥門24均優(yōu)選為手動閥。
[0026]具體地，壓載栗1及過濾器2依序設(shè)于壓載水主管路11上。
[0027]電解單元3及除氫罐6依序設(shè)于壓載水支路18上，且壓載水支路18的入口與壓載水主管路11的連接點位于過濾器2的下游。
[0028]第一閥門21設(shè)于壓載水支路18上，位于壓載水主管路11與電解單元3的入口與壓載水主管路11之間。電解單元3與壓載水處理系統(tǒng)的控制單元(圖未示)電連接，用于在控制單元的控制下電解海水而產(chǎn)生含次氯酸鈉的TR0溶液和氫氣的混合物。
[0029]除氫罐6的入口與電解單元3的出口相連。請一并參閱圖2至圖4，除氫罐6由碳鋼加工而成，其容積約為TR0溶液1分鐘的流量(例如，若TR0溶液的流量為6m3/h，則除氫罐6的容積應(yīng)為100L左右)，罐體的直徑與高的比例應(yīng)以3:4為宜，罐體壁厚約為3-4mm，且罐體內(nèi)部襯膠以防止TR0溶液的腐蝕。除氫罐6的入液口經(jīng)過一噴射管路橫向延伸至除氫罐6的上部中央，在除氫罐6的入液口處設(shè)有一霧化噴頭7，經(jīng)過霧化噴頭7的霧化作用，進入除氫罐6的TR0溶液中所夾雜的氫氣可以從TR0溶液中快速析出。霧化噴頭7在除氫罐6的高度方向距離灌頂10cm左右，并且，為了保證霧化效果，噴射管路及霧化噴頭7的內(nèi)部壓力最好為3-3.5Bar0 TR0溶液經(jīng)霧化噴淋后，已除去大部分氫氣，但還會含有少量較小的氣泡。
[0030]為了進一步提高除氫效率，去除TR0溶液中殘存的小氣泡，本實用新型在除氫罐6的中部和底部還設(shè)有兩個擾流模組8