專利名稱：鎂基—海水法船用脫硫系統(tǒng)中給排水控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到鎂法和海水法脫硫系統(tǒng)的給排水控制方法。
背景技術(shù)：
船用燃料油已執(zhí)行極為嚴(yán)格的硫含量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)允許船只使用經(jīng)批準(zhǔn)的減排技術(shù)，條件是Sh排放等于或低于燃燒0. 10%的低硫燃油。采用含硫低的燃料油將大幅提高船舶營運(yùn)成本，所以煙氣脫硫成為應(yīng)對新標(biāo)準(zhǔn)最為切實(shí)可行的選擇。相對于干法和半干法，濕法脫硫以其成熟的技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。目前最為成功的達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的脫硫技術(shù)為化學(xué)法，包括鈣法、鎂法和海水法脫硫。由于海水法受到地理位置、脫硫副產(chǎn)品處理、脫硫劑來源及價(jià)格等因素的影響，常常應(yīng)用在區(qū)域性較強(qiáng)、煙氣量相對較小或工藝要求較簡單的脫硫工程中；石灰(石)_石膏法技術(shù)成熟、價(jià)格便宜、脫硫效率高，故應(yīng)用較多，但其運(yùn)行費(fèi)用高、二次污染嚴(yán)重、易造成管道結(jié)垢堵塞；鎂法脫硫具有系統(tǒng)簡單、運(yùn)行安全、可靠性高、運(yùn)行費(fèi)用低、脫硫效率高、適用范圍廣、不易結(jié)垢、無二次污染、 副產(chǎn)品利用價(jià)值相對較高等優(yōu)勢，近些年有逐步取代鈣法脫硫的趨勢。船舶脫硫指標(biāo)嚴(yán)格于一般工業(yè)脫硫，又受到船上特定環(huán)境的限制，船用脫硫研發(fā)應(yīng)用技術(shù)和工藝?yán)щy很大，至今在國內(nèi)外尚屬空白。采取何種方法脫硫必須依據(jù)具體工況和要求達(dá)到的脫硫指標(biāo)而定。對于特定的船上脫硫來說，如果使用現(xiàn)用的燃料油(含硫小于4. 5% m/m)，為達(dá)到含硫1. 00% m/m對應(yīng)當(dāng)量，要求脫硫效率至少達(dá)到70-80% ；為達(dá)到含硫0. 10% m/m對應(yīng)當(dāng)量，要求脫硫效率至少達(dá)到97%。因?yàn)殁}法脫硫效率在95%以下， 鎂法脫硫效率能達(dá)到99%，所以只有鎂法脫硫能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的Sh排放濃度值。同時(shí)考慮船上空間有限，不允許裝置占大量體積、耗材或副產(chǎn)物大量堆積，所以單純的海水法和鈣法脫硫均不可取，只能采用鎂基脫硫中的拋棄法。鎂基脫硫同時(shí)具有無二次污染、占用體積小、不結(jié)垢、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，綜上，鎂基脫硫技術(shù)對船用脫硫來說是最為切實(shí)可行的。 再者，考慮船舶工況，船上海水獲取易淡水獲取難，提出鎂基-海水法脫硫技術(shù)用于船舶脫硫。海水法作為一種輔助方法，在船舶運(yùn)行于淡水區(qū)時(shí)僅采用鎂基脫硫，結(jié)合海水法以避免處理裝置受海水腐蝕。鎂基-海水法脫硫技術(shù)是適用于船舶特定工況的一種有效脫硫技術(shù)，然而國內(nèi)外這種船舶脫硫技術(shù)屬于空白。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)鎂基-海水法脫硫技術(shù)應(yīng)用于船舶煙氣高效脫硫，保證整套脫硫裝置給排水系統(tǒng)長期穩(wěn)定、可靠、自動(dòng)運(yùn)行，進(jìn)而保證脫硫裝置長期可靠、達(dá)標(biāo)運(yùn)行，本發(fā)明提供一種鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)中給排水控制方法。鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)主要包括脫硫塔、海水冷卻噴霧單元、漿料罐、多級噴淋裝置、海水，在所述的脫硫塔下部設(shè)有漿料池，漿料池上部為多級噴淋裝置，通過氧化風(fēng)機(jī)向漿料池中通入氧氣，通過海水泵向漿料池中通入海水，漿料池底部設(shè)有排出泵；所述的漿料罐的上部設(shè)有蒸汽、氧化鎂粉、海水管道，其中蒸汽管道上設(shè)有電動(dòng)蒸汽閥，海水管道上設(shè)有海水流量計(jì)，漿料罐中設(shè)有攪拌器，漿料罐下端出料管道設(shè)有變頻管道泵，出料管道上還設(shè)有漿料流量計(jì)并連接到多級噴淋裝置；多級噴淋裝置還通過噴淋泵連接到漿料池； 鍋爐煙氣經(jīng)過依次設(shè)有電動(dòng)蝶閥、變頻風(fēng)機(jī)、煙氣流量計(jì)的排煙管道進(jìn)入海水冷卻噴霧單元，海水冷卻噴霧單元順鍋爐煙氣通風(fēng)方向噴霧，經(jīng)冷卻的鍋爐煙氣進(jìn)入脫硫塔；脫硫塔頂部設(shè)有除霧網(wǎng)和新水噴淋裝置，處理后煙氣從脫硫塔的排煙口進(jìn)入煙 并排出，排煙口側(cè)壁設(shè)有SA分析儀探頭；漿料池中還設(shè)有pH計(jì)，浮子式液位計(jì)。鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)中采用多級漿料循環(huán)冷卻噴淋、循環(huán)反應(yīng)噴淋的方式，冷卻液和反應(yīng)后的噴霧液重新降落至漿料池，造成漿料PH的改變，從而影響脫硫效果。 為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)物質(zhì)的平衡，防止煙氣中S02超過規(guī)定值和保證脫硫效率，必須從循環(huán)系統(tǒng)中排放一定量的噴霧液。同時(shí)脫硫過程的給排水控制裝置還要實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化、控制自動(dòng)化，達(dá)到運(yùn)行故障低頻化，以滿足船舶遠(yuǎn)航、低硫排放的要求。本發(fā)明的原理是保持漿料池液位恒定在Im左右，根據(jù)漿料池液位變化，確定冷卻過程中的蒸發(fā)水量；根據(jù)漿料池中漿料PH變化，控制排水水量和頻率；根據(jù)蒸發(fā)水量和排水水量，控制新水補(bǔ)充量。本發(fā)明鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)中給排水控制方法的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本方法所涉及的主要裝置包括浮子式液位計(jì)，PH計(jì)，煙溫測控，煙氣流量計(jì)，排出泵，海水泵等部分。通過浮子式液位計(jì)定位、漿料PH調(diào)控、進(jìn)出水流量調(diào)節(jié)，并依靠可靠的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)船用脫硫給排水裝置穩(wěn)定、自動(dòng)運(yùn)行。鍋爐煙氣由海水冷卻進(jìn)入脫硫塔，經(jīng)漿料池中漿料循環(huán)冷卻噴淋、循環(huán)反應(yīng)噴淋， 形成冷卻液和噴霧液在重力作用下降落至漿料池。漿料池側(cè)壁裝有浮子式液位計(jì)，受漿料液位變化帶動(dòng)，可反映出煙氣冷卻過程中的蒸發(fā)水量。隨反應(yīng)進(jìn)行，漿料池中漿料PH逐漸下降，為保證高效脫硫，確定6. 5-11之間的漿料pH變化范圍，配備pH計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。漿料池外壁連有排出泵和海水泵，根據(jù)漿料PH設(shè)定要求，控制排出泵流量和頻率排出反應(yīng)后噴霧液，并進(jìn)一步調(diào)控海水泵按一定流量和頻率補(bǔ)充新水，保持漿料池液位恒定在Im左右，同時(shí)起到調(diào)節(jié)漿料PH的作用。給排水控制可以通過2個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)1、持續(xù)性給排水以漿料pH保持在恒定偏堿性值為前提，根據(jù)煙氣溫度和出煙濃度，控制漿料供應(yīng)量和噴淋量，參照冷卻過程中的蒸發(fā)水量，尋求給排水與漿料控制之間的穩(wěn)態(tài)，實(shí)現(xiàn)出水、進(jìn)水和供料三者之間的動(dòng)態(tài)平衡，保持漿料池液位恒定；2、間斷性給排水以漿料pH從11降至6. 5的動(dòng)態(tài)變化為前提，根據(jù)煙氣溫度和出煙濃度，按照一定流量和噴淋級數(shù)提供漿料，當(dāng)PH降至設(shè)定下限時(shí)，排放反應(yīng)后噴霧液、定量補(bǔ)充新水，控制漿料池液位在設(shè)定水位即Im左右，還能使?jié){料pH有所升高， 如此反復(fù)?？筛鶕?jù)實(shí)際需要，選擇適合的給排水控制模式。脫硫塔頂部設(shè)有除霧網(wǎng)和新水噴淋裝置，通過煙氣流量測定控制新水噴淋的開啟以及時(shí)清洗除霧網(wǎng)，同時(shí)輔助起到補(bǔ)充新水的作用。本發(fā)明的有益效果是利用船舶自身具有的條件海水資源豐富，直接利用海水作為其中的耗材。采用浮子式液位計(jì)定位液位，通過多路自動(dòng)反饋電器控制系統(tǒng)調(diào)控漿料PH， 輔以煙溫測控，綜合控制給排水量，實(shí)現(xiàn)鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)長期穩(wěn)定、可靠、自動(dòng)運(yùn)行。


下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。圖1為鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)原理圖。圖中，1、脫硫塔，2、漿料罐，3、煙囪，4、漿料池，5、海水，6、蒸汽，7、氧化鎂粉，8、海水泵，9、海水流量計(jì)，10、電動(dòng)閥，11、電動(dòng)蒸汽閥，12、變頻管道泵，13、漿料流量計(jì)，14、噴淋泵，15、排出泵，16、廢液，17、氧化風(fēng)機(jī)，18、鍋爐煙氣，19、電動(dòng)蝶閥，20、變頻風(fēng)機(jī)，21、煙氣
流量計(jì)，22、處理后氣體。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例具體說明本發(fā)明。在某集裝箱船上實(shí)船進(jìn)行本噴淋漿料pH值調(diào)控系統(tǒng)對SO2去除效果測試。使用含硫0. 71 0. 93% m/m燃料油，正常海上航行，主機(jī)排放廢氣風(fēng)量約50000m7h。采用440V、 60Hz三相交流船電供電本裝置，引風(fēng)風(fēng)量小于10000m3/h，引風(fēng)風(fēng)機(jī)功率為10 30kW可調(diào)，漿料管道變頻泵功率小于3kW可調(diào)，壓強(qiáng)3. 5 4. Oatm，漿料供給流量為0. 1 1. Om3/ h可調(diào)(Mg(OH)2漿料濃度小于25% )。循環(huán)噴淋泵功率為10 30kW可調(diào)，漿料噴淋小于 IOOmVh可調(diào)。在10小時(shí)內(nèi)，持續(xù)運(yùn)行測試結(jié)果見下表。
序號名稱單位數(shù)據(jù)來源使用前數(shù)據(jù)使用后數(shù)據(jù)1引風(fēng)風(fēng)量Nm3/h測試6000-70002運(yùn)行時(shí)間h測試2103排液量m3/h測試0.64蒸發(fā)量m3/h測試0.45新水量m3/h測試0.86漿料供給量m3/h測試0.27漿料液位m測試0.85-1.08SO2濃度ΙΟ-6測試300-34316-33 (pH=6.5~11.0、噴淋流量30mVh)9SO2濃度IO-6測試280-34010-21 (pH=6.5~11.0、噴淋流量50m3/h)注漿料管道變頻泵流量值為估算所得。在當(dāng)時(shí)條件下采用間斷性給排水模式，以漿料pH從11.0降至6. 5的動(dòng)態(tài)變化
5為前提，根據(jù)煙氣溫度和出煙濃度，分別按照噴淋流量30m3/h和50m3/h進(jìn)行脫硫效果測試。當(dāng)PH降至設(shè)定下限時(shí)，排放反應(yīng)后噴霧液、定量補(bǔ)充新水，控制漿料池液位在設(shè)定水位 0. 85 1. Om左右，如此反復(fù)。測試結(jié)果顯示兩種噴淋流量下均達(dá)標(biāo)排放，且噴淋流量 50m3/h的處理效果優(yōu)于噴淋流量30m3/h。整個(gè)測試過程中給排水裝置運(yùn)行穩(wěn)定，對pH調(diào)節(jié)也有一定作用，保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行。 本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)中給排水控制方法，其特征在于鍋爐煙氣由海水冷卻進(jìn)入脫硫塔，經(jīng)漿料池中漿料循環(huán)冷卻噴淋、循環(huán)反應(yīng)噴淋，形成冷卻液和噴霧液在重力作用下降落至漿料池；漿料池側(cè)壁裝有浮子式液位計(jì)，受漿料液位變化帶動(dòng)，可反映出煙氣冷卻過程中的蒸發(fā)水量；隨反應(yīng)進(jìn)行，漿料池中漿料PH逐漸下降，為保證高效脫硫，確定 6. 5-11之間的漿料pH變化范圍，配備pH計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；漿料池外壁連有排出泵和海水泵，根據(jù)漿料PH設(shè)定要求，控制排出泵流量和頻率排出反應(yīng)后噴霧液，并進(jìn)一步調(diào)控海水泵按一定流量和頻率補(bǔ)充新水，保持漿料池液位恒定在Im左右，同時(shí)起到調(diào)節(jié)漿料pH的作用。
2.一種如權(quán)利要求1所述的鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)中給排水控制方法，其特征在于以漿料PH從11降至6. 5的動(dòng)態(tài)變化為前提，根據(jù)煙氣溫度和出煙濃度，按照一定流量和噴淋級數(shù)提供漿料，當(dāng)PH降至設(shè)定下限時(shí)，排放反應(yīng)后噴霧液、定量補(bǔ)充新水，控制漿料池液位在設(shè)定水位即Im左右，還能使?jié){料pH有所升高，如此反復(fù)；脫硫塔頂部設(shè)有除霧網(wǎng)和新水噴淋裝置，通過煙氣流量測定控制新水噴淋的開啟以及時(shí)清洗除霧網(wǎng)，同時(shí)輔助起到補(bǔ)充新水的作用。
3 —種如權(quán)利要求1所述的鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)中給排水控制方法，其特征在于以漿料PH保持在恒定偏堿性值為前提，根據(jù)煙氣溫度和出煙濃度，控制漿料供應(yīng)量和噴淋量，參照冷卻過程中的蒸發(fā)水量，尋求給排水與漿料控制之間的穩(wěn)態(tài)，實(shí)現(xiàn)出水、進(jìn)水和供料三者之間的動(dòng)態(tài)平衡，保持漿料池液位恒定。
全文摘要
一種鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)中給排水控制方法，該方法中主要給排水控制的裝置包括浮子式液位計(jì)，pH計(jì)，煙溫測控，煙氣流量計(jì)，排出泵，海水泵等部分，根據(jù)船舶自身特點(diǎn)，利用海水作為其中耗材，采用浮子式液位計(jì)定位液位，通過調(diào)控漿料pH、輔以煙溫測控，綜合控制給排水量，實(shí)現(xiàn)鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)中給排水系統(tǒng)長期穩(wěn)定、可靠、自動(dòng)運(yùn)行。
文檔編號B01D53/80GK102151482SQ20111003959
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者劉爽, 張路, 朱益民, 李鐵 申請人:大連海事大學(xué)