專利名稱：用于氣體洗滌器流體的清潔設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于氣體洗滌器流體的清潔設(shè)備，并且涉及盤堆疊(stack)離心分離器在這種設(shè)備中的使用。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今的航運業(yè)力求減少有害排放物，例如源自發(fā)動機中的燃料的燃燒的排放物，以便最小化負面的環(huán)境影響并滿足現(xiàn)有和即將出現(xiàn)的排放規(guī)程，例如由國際海事組織(IMO)制定的規(guī)程。在這方面的一個目的是減少來自船只的硫氧化物(SOx)排放。硫氧化物在含有硫·殘余物的燃料的燃燒中產(chǎn)生。排氣中的硫氧化物的量可通過排氣清潔，例如通過使用洗滌器而減少。在上述洗滌器幫助下的清潔排氣的過程產(chǎn)生污染的洗滌器流體。另一個目的是減少來自船用發(fā)動機的排放物中的氮氧化物(N O X)。這可以通過實現(xiàn)排氣再循環(huán)(EGR)來進行，其中排氣的一部分被再循環(huán)到發(fā)動機的燃燒室。然而，排氣中的煙灰和顆粒的量需要減少。因此希望清潔排氣，這種清潔可通過使用洗滌器來進行。另夕卜，在此過程中產(chǎn)生污染的洗滌器流體。污染的洗滌器流體包括煙灰或其它有機或無機燃燒殘余物。此類污染的洗滌器流體向海中的直接釋放從環(huán)保角度來講是不可接受的，并且受到嚴格管制。另一方面，將較大量的廢料運輸?shù)礁劭谝赃M行處置是昂貴且不希望的。JP 3868352 B2公開了一種用于廢水處理的設(shè)備，其中來自洗滌器的污染的海水被儲存在儲罐中，并且然后在被再循環(huán)到洗滌器之前使用離心分離器和兩個濾油器的組合進行清潔。在借助于濕式洗滌器洗滌熱/暖排氣期間，排氣中的水分可以冷凝成水，從而增加了洗滌過程中的洗滌器流體的體積。此外，來自排氣的各種鹽趨向于在洗滌過程中溶解在洗滌器流體中。為了降低鹽沉淀的風險，流體可能需要被稀釋，從而增加了洗滌器流體的體積。流體可能因此從排氣中和/或由于有意向系統(tǒng)中添加流體而添加到洗滌器流體回路中。為了保持系統(tǒng)中的洗滌器流體的體積，必須從洗滌過程中泄放洗滌器流體。因此一個問題是改進洗滌器流體的清潔，以便能夠?qū)⑾礈炱髁黧w以最小的環(huán)境影響而釋放到環(huán)境中。另一個問題是改進洗滌器流體的清潔，以便能夠使在將釋放到環(huán)境中的洗滌器流體的聚芳族烴的量、池度(turbidity)等方面符合規(guī)程。

發(fā)明內(nèi)容
因此，通過進一步改進排放處理程序的環(huán)境方面，提高排放處理程序的效率，最小化需要處理和處置的廢料的量，并且進一步最小化對維護的需求并減少與處理洗滌器流體的工藝設(shè)備有關(guān)的問題，本發(fā)明減少了上文提及的缺點。因此，本發(fā)明涉及一種用于來自排氣洗滌器流體回路的污染的洗滌器流體的清潔設(shè)備。洗滌器流體回路可以是封閉的洗滌器流體回路，即提供洗滌器流體通過洗滌器和系統(tǒng)內(nèi)的其它部件的再循環(huán)的循環(huán)系統(tǒng)。洗滌器流體回路可包括用來清潔來自發(fā)動機的排氣的全部流量的洗滌器和/或例如在EGR期間用來清潔來自發(fā)動機的排氣的部分流的洗滌器。清潔設(shè)備包括用于從洗滌器流體回路泄放掉污染的洗滌器流體的一部分的裝置，由此從洗滌器流體回路除去污染的洗滌器流體的所述部分以用于處置。從洗滌器流體回路泄放掉的那部分污染的洗滌器流體優(yōu)選地是洗滌器流體回路內(nèi)的流體流的一小部分。通過將洗滌器流體回路中的污染的洗滌器流體再循環(huán)通過洗滌器并且僅從洗滌器流體回路泄放掉污染的洗滌器流體的一小部分，污染的洗滌器流體中的污染物相(Phase)的量能達到一 定水平，該水平便于保持污染物相的有效分離，同時最小化必須處理的污染流體的體積。清潔設(shè)備還包括盤堆疊離心分離器，其用于從污染的洗滌器流體的所述部分至少分離污染物相和清潔的洗滌器流體，該分離器包括繞旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地布置的轉(zhuǎn)子，其圍繞(enclose)(即，在其自身內(nèi)形成)帶有分離盤的疊堆或成組分離板的分離空間。分離盤或分離板可以是截頭錐形或具有任何其它合適的形狀。分離器還包括用于污染的洗滌器流體的所述部分并延伸到所述分離空間中的分離器入口、用于清潔的洗滌器流體并從所述分離空間延伸的第一分離器出口、以及用于污染物相并從所述分離空間延伸的第二分離器出口。第一分離器出口優(yōu)選地相對于旋轉(zhuǎn)軸線從分離空間的徑向內(nèi)部延伸，并且第二分離器出口優(yōu)選地從分離空間的徑向外部延伸。分離器還可設(shè)有第三分離器出口，其用于比洗滌器流體密度更大或更輕的另一流體相，例如油。清潔設(shè)備可包括兩個或更多個這種盤堆疊離心分離器，這些分離器并聯(lián)連接，以便提供增加的能力，從而允許處理更大體積的污染的洗滌器流體。清潔設(shè)備還可包括用于將污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)到分離器入口的裝置、用于將清潔的洗滌器流體從第一分離器出口排出的裝置、以及用于收集來自第二分離器出口的污染物相的裝置。用于引導(dǎo)污染的和清潔的洗滌器流體以及污染物相的裝置可包括導(dǎo)管、管道、配管、罐、泵、閥門等。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使用盤堆疊離心分離器，污染物相與排氣洗滌器流體的分離是驚人地有效的。由這種分離器的操作所產(chǎn)生的清潔的洗滌器流體因此能夠符合規(guī)程，并且因此可以以最小的環(huán)境影響釋放到環(huán)境中。在這種分離器中的分離是足夠溫和的，以使顆粒保持凝聚，并且同時通過提供高的分離力和短的分離距離而是有效的。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在洗滌器流體中的較輕的液態(tài)有機殘余物，例如油顆粒傾向于以如下方式粘附在流體中密度更大的固體顆粒上，即使得在盤堆疊分離器中將油和固體顆粒作為污染物相而分離出來成為可能，污染物相比洗滌器流體密度更大。因此，清潔設(shè)備不具有對過濾器或其它處理步驟的相同需求，并且因此通過最小化對關(guān)鍵部件的維護和更換的需求而改善了設(shè)備的操縱。還已經(jīng)證明，通過將盤堆疊離心分離器應(yīng)用于洗滌器流體上，大部分污染物相能以濃縮形式除去。因此也可以將廢料的體積保持較小。分離器的轉(zhuǎn)子還可圍繞輸送螺桿，其布置成以不同于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度被驅(qū)動，以便朝第二分離器出口輸送污染物相，即具有比清潔的洗滌器流體更高的密度的分離的相。第二分離器出口可以設(shè)置在比分離空間的外半徑更小的半徑處，并且輸送螺桿布置成徑向向內(nèi)且朝第二分離器出口輸送污染物相。輸送螺桿可布置成至少在分離器的排出操作期間以不同于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度而被驅(qū)動。這種分離器的非限制性示例在W09965610和W02008140378中有所描述。分離器可布置成使污染的洗滌器流體的所述部分在充分發(fā)展的操作速度期間經(jīng)受至少4000G、優(yōu)選地至少4500G、更優(yōu)選地至少5000G的離心力，所述離心力在輸送螺桿的外半徑處或在分離空間的外半徑處確定，以便從污染的洗滌器流體的所述部分至少分離污染物相和清潔的洗滌器流體。由于這種布置，污染物相中的顆粒的濃度可以非常高，因此最小化產(chǎn)生的廢料的量，同時仍然保持能夠符合規(guī)程且能以最小的環(huán)境影響釋放到環(huán)境中的清潔的洗滌器流體。分離器可被控制以獲得其中顆粒的濃度為20-65重量％(相當于大約45-95體積％)的污染物相。作為對設(shè)有輸送螺桿的備選方案，分離器可以是間歇排出分離器，其中第二分離器出口包括在操作期間可打開以從分離空間間歇排出污染物相的一個或多個排出端口，或者噴嘴分離器，其中第二分離器出口包括用于從分離空間連續(xù)排出污染物相的一個或多個排出噴嘴。排出端口或排出噴嘴可優(yōu)選地從分離空間的外半徑延伸至轉(zhuǎn)子的外部，以便排出具有比清潔的洗滌器流體更高的密度的分離的相，即污染物相。根據(jù)這些備選方案，在排出物中污染物相的量，即固體和/或液體顆粒的量可以在從約5至約45體積％、優(yōu)選地從約20至約30體積％的范圍內(nèi)，具體取決于排出頻率或噴嘴尺寸。清潔設(shè)備可因此由一個這種分離器提供大的分離能力。根據(jù)另外的備選方案，清潔設(shè)備可包括用于將污染物相從這種間歇式排出分離器或噴嘴分離器引導(dǎo)至另外的盤堆疊離心分離器的入口的裝置，該另外的分離器包括圍繞帶有分離盤的疊堆或成組分離板的分離空間的轉(zhuǎn)子。分離器可因此串聯(lián)地連接。另外的分離器可包括布置成以不同于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度而被驅(qū)動的輸送螺桿，如前所述。根據(jù)該另外的備選方案，清潔設(shè)備可提供大的分離能力，同時仍然獲得其中顆粒濃度為20-65重量％(相當于大約45-95體積％)的污染物相，從而最小化產(chǎn)生的廢料的量。分離器入口可以是氣密(hermetic)型。氣密入口與轉(zhuǎn)子的周圍密封，并且布置成在操作期間用洗滌器流體填充。在氣密型入口中，流體的加速在小半徑處開始，并且在流體離開入口并進入分離空間的同時逐漸增加。通過使用氣密型入口，作用于洗滌器流體中的顆粒凝聚物上的剪切力可以最小化，從而更進一步地提高污染物相的分離效率。用于將污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至分離器入口的所述裝置可包括流量調(diào)節(jié)器件。用于將污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至分離器入口的裝置還可包括用于污染的洗滌器流體的所述部分的緩沖罐，其布置成使得用于污染的洗滌器流體的所述部分的分離器入口經(jīng)由流量調(diào)節(jié)器件連接到緩沖罐。流量調(diào)節(jié)器件可包括泵或閥門，例如比例閥
坐 寸ο清潔設(shè)備還可包括用于將絮凝劑添加至分離器入口上游的污染的洗滌器流體的所述部分的裝置。絮凝劑有利于在污染的洗滌器流體中的顆粒的凝聚，并且可以是高分子電解質(zhì)。清潔設(shè)備還可包括用于將沉淀劑添加到分離器入口上游的污染的洗滌器流體的所述部分的裝置。沉淀劑優(yōu)選地將諸如三價鐵或三價鋁的三價離子添加到洗滌器流體，并且可包括硫酸鋁、(聚合)氯化鋁和/或氯化鐵。由此，溶解的鹽可以從污染的洗滌器流體中沉淀，從而進一步增加了盤堆疊離心分離器中的分離效率。洗滌器流體可以是水，但也可以是其它合適的液體。最初包括在清潔排氣的工藝中或在操作期間添加到該工藝的洗滌器流體可以優(yōu)選地是自來水、淡水或脫鹽海水。洗滌器流體在一個方面表示具有小于或遠小于海水的氯化物含量的水。自來水可以從罐中提供或在船上通過對海水脫鹽而制備。然而，洗滌器流體可包含洗滌器工藝所包含的鹽。術(shù)語“洗滌器流體”可意味著包括清潔的、污染的洗滌器流體、最初包括在工藝中或添加到工藝的洗滌器流體、或它們的組合。清潔的洗滌器流體具有減少的污染物量，但仍可包括少量污染物。從污染的洗滌器流體分離的污染物相仍可包括一定量的洗滌器流體。污染物相可包括固體和/或液體顆粒，其包括有機或無機燃燒殘余物，例如硫氧化物殘余物、煙灰、部分氧化和未氧化的柴油以及來自氧化金屬的鹽。污染物相可以是比清潔的洗滌器流體密度更大的，即具有更高的密度。在發(fā)動機內(nèi)的燃燒中生成的顆粒通常非常小，低于μπι級，并且典型地在從約10至約30nm的范圍內(nèi)。在諸如水的合適流體中，顆粒凝聚成μπι級以內(nèi)的，例如在從約5至約100 μ m的范圍內(nèi)，尤其在約10至約30 μ m的范圍內(nèi)的簇狀物(cluster)。清潔設(shè)備可包括用于控制清潔的洗滌器流體的質(zhì)量的裝置、以及用于將清潔的洗滌器流體轉(zhuǎn)向和/或返回至洗滌器流體回路、至分離器入口或至用于污染的洗滌器流體的罐(如果質(zhì)量低于預(yù)定水平)的裝置。因此，清潔的洗滌器流體的純度可以進一步確保，從而最小化潛在的負面環(huán)境影響的風險?！?br> 清潔設(shè)備可包括用于從多于一個洗滌器流體回路泄放掉污染的洗滌器流體的一部分的裝置和用于將污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至分離器入口的裝置。這種洗滌器流體回路可包括用來清潔來自發(fā)動機的排氣的全部流量的洗滌器，和例如在EGR期間用來清潔來自發(fā)動機的排氣的部分流量的洗滌器。這種洗滌器流體回路可包括另外的盤堆疊分離器，其布置成從在相應(yīng)的洗滌器流體回路中的所述污染的洗滌器流體至少分離污染物相和清潔的洗滌器流體。這種洗滌器流體回路的非限制性示例在EP 10154682.8中描述。用于將污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至分離器入口的裝置可包括流量調(diào)節(jié)器件，以便用于調(diào)節(jié)從每個洗滌器流體回路到分離器入口的污染的洗滌器流體的部分的流量。由此，污染的洗滌器流體的一個或多個源可以相對于清潔設(shè)備的能力而被控制和調(diào)節(jié)。用于將污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至分離器入口的裝置可布置成接收來自另外的盤堆疊離心分離器的污染物相，該分離器包括在洗滌器流體回路中且布置成從洗滌器流體回路中的所述污染的洗滌器流體至少分離污染物相和清潔的洗滌器流體。因此，清潔設(shè)備可連接到清潔設(shè)備中另外的盤堆疊離心分離器，如EP 10154682.8中所描述的。用于將污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至分離器入口的裝置可布置成經(jīng)由第二緩沖罐和諸如泵、閥門等的至少一個流量調(diào)節(jié)元件來接收來自另外的盤堆疊離心分離器的污染物相。清潔設(shè)備可包括用于控制和/或調(diào)節(jié)污染的洗滌器流體的所述部分的酸性的裝置。用于控制和/或調(diào)節(jié)酸性的裝置可布置成將PH保持在6以上，并且可以進一步布置成將PH保持在8以下。用于控制和/或調(diào)節(jié)酸性的裝置可優(yōu)選地布置成將pH保持在6-8的范圍內(nèi)。在一個方面，這可以進行，以便補償排氣中可造成洗滌器流體pH降低的酸性組分，例如SOx。可通過測量和調(diào)整pH、通過添加諸如NaOH(氫氧化鈉)、CaO(氧化鈣)或Ca(0H)2(氫氧化鈣)的pH調(diào)節(jié)化合物來控制和/或調(diào)節(jié)酸性。污染的洗滌器流體的所述部分的酸性可以被控制和/或調(diào)節(jié)，以便有利于一定量的溶解鹽的沉淀，并且因此在盤堆疊分離器中保持良好的分離過程。本發(fā)明還提供了一種用于諸如船只上的大型發(fā)動機的柴油發(fā)動機的排氣清潔設(shè)備，其包括氣體洗滌器，該氣體洗滌器具有用于排氣的入口、用于將洗滌器流體提供到排氣的加濕器件和用于從排氣中除去污染的洗滌器流體的微滴(droplet)分離器；用于將洗滌器流體循環(huán)到洗滌器的優(yōu)選地封閉的洗滌器流體回路，該洗滌器流體回路連接到根據(jù)本發(fā)明的包括用于從洗滌器流體回路泄放掉污染的洗滌器流體的裝置的清潔設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的清潔設(shè)備還適用于用來清潔諸如排氣的氣體的類似的陸基洗滌器設(shè)施。在本發(fā)明的另一個方面中，提供了一種用于清潔來自洗滌器流體回路的污染的洗滌器流體的方法，該方法包括以下步驟
-從洗滌器流體回路泄放掉污染的洗滌器流體的一部分，
-在盤堆疊離心分離器中從所述污染的洗滌器流體的所述部分至少分離污染物相和清潔的洗滌器流體，
-處置分離的污染物相，以及 -排出清潔的洗滌器流體。該方法還可包括在排出之前控制清潔的洗滌器流體的質(zhì)量以及在質(zhì)量低于一定水平時將清潔的洗滌器流體轉(zhuǎn)向的步驟。清潔的洗滌器流體可以排出到環(huán)境，即海洋中，或者儲存在用于不同目的的罐中。該方法優(yōu)選地借助于如上所述的清潔設(shè)備執(zhí)行。本發(fā)明的另一個方面提供了盤堆疊離心分離器用于從排氣洗滌器流體回路所泄放掉的污染的洗滌器流體至少分離污染物相和清潔的洗滌器流體的用途。盤堆疊離心分離器可包括布置成朝用于污染物相的分離器出口輸送污染物相的輸送螺桿。本發(fā)明的另外的備選實施例在權(quán)利要求中限定?，F(xiàn)在將參照附圖更詳細地解釋本發(fā)明的各種實施例。附圖用于舉例說明本發(fā)明的目的，而非意圖限制其范圍。


圖I示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的清潔設(shè)備。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的清潔設(shè)備。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的再一實施例的清潔設(shè)備。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的清潔設(shè)備。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的清潔設(shè)備。
具體實施例方式圖I示出了用于氣體洗滌器流體的清潔設(shè)備，其連接到排氣洗滌器I。排氣洗滌器I作用在諸如船只的主發(fā)動機或輔助發(fā)動機的大型柴油發(fā)動機的排氣導(dǎo)管2上。洗滌器設(shè)有用于洗滌器流體的洗滌器入口 3和洗滌器出口 4。洗滌器出口 4連接到用于洗滌器流體的緩沖罐6的入口 5。緩沖罐還包括出口 7，用于將洗滌器流體經(jīng)由洗滌器供給泵8提供至洗滌器的入口 3。洗滌器I、緩沖罐6和連接它們的配管形成封閉的洗滌器流體回路9，洗滌器流體在操作期間在回路中循環(huán)。洗滌器流體回路還可設(shè)有用于在操作期間將諸如自來水、淡水或脫鹽海水的清潔洗滌器流體添加至工藝的裝置(未示出)。這可以在洗滌器流體回路9的任何部分中進行。清潔設(shè)備包括連接到洗滌器出口 4下游的洗滌器流體回路9的配管，以用于從洗滌器流體回路泄放掉污染的洗滌器流體的一部分。分離器供給泵10連接到配管以用于將污染的洗滌器流體的所述部分泵送至盤堆疊離心分離器12的入口 11。供給泵可由其它裝置代替，該裝置用于例如通過利用重力或借助于緩沖罐6或洗滌器I中的過壓而將流體流提供至分離器入口。離心分離器12具有圍繞(enclose)分離空間14的轉(zhuǎn)子13，分離空間包含截頭錐形分離盤的疊堆15，分離器入口 11延伸至分離空間14。離心分離器12還設(shè)有用于排出清潔的洗滌器流體且從分離空間的徑向內(nèi)部延伸的第一分離器出口 16，和從分離空間的徑向外部通過轉(zhuǎn)子延伸的第二出口 17，第二出口 17呈排出端口或噴嘴的形式，用于排出具有比清潔的洗滌器流體更高密度的分離的相。用于清潔的洗滌器流體的第一分離器出口 16可通向船只的外部以排放或通向罐以臨時儲存。第二分離器出口 17可連接到用于污染物相的儲罐。在操作期間，洗滌器流體經(jīng)由洗滌器供給泵8從緩沖罐6提供至洗滌器入口 3。洗滌器流體在洗滌器I中被霧化，并供應(yīng)至在排放導(dǎo)管2中或來自排放導(dǎo)管2的排氣流。在洗滌器中，洗滌器流體用于清潔排氣中的有機和無機的燃燒殘余物。所產(chǎn)生的洗滌器流體 和排氣燃燒殘余物的混合物以微滴的形式從氣流中分離出來，并且從洗滌器出口 4和用于清潔設(shè)備的洗滌器流體的入口 5被引導(dǎo)回緩沖罐6，從而結(jié)束洗滌器流體回路9。包含在洗滌器流體中的呈小顆粒形式的排氣燃燒殘余物凝聚成流體中的更大的顆粒，從而形成污染物相。污染的洗滌器流體的一小部分從洗滌器流體回路9被泄放掉并輸送到分離器12的入口 11。對于從其排出排氣的發(fā)動機功率而言，泄放掉的流的量通常低于O. 2m3/h每MW。對于IOMW的發(fā)動機來說，排出的流的量通常低于2m3/h。在這種設(shè)置中的洗滌器流體回路中的流體的流量通常為400-1000m3/h，由此使洗滌器流體回路內(nèi)的流的少于1%或甚至少于1%。被泄放掉。包含污染物相的洗滌器流體被盤疊堆15引入包含在高速旋轉(zhuǎn)的離心分離器12的轉(zhuǎn)子13中的分離空間14中。污染物相具有比洗滌器流體更高的平均密度。在離心力的影響下和分離盤的傾斜表面的促進作用下，污染物相從洗滌器流體分離，并收集在分離空間的徑向外部處，污染物相從該處經(jīng)由第二分離器出口 17而排出。第二分離器出口17呈排出端口或噴嘴的形式，并且通過在短的時間段內(nèi)打開轉(zhuǎn)子13周邊處的排出端口而從離心分離器間歇地排放顆粒，或者經(jīng)由轉(zhuǎn)子周邊處的開口噴嘴而連續(xù)地排出顆粒。排出的污染物相可收集在船只上以便以后處置。排出物中的污染物顆粒的濃度在從約5至約45體積％、典型地從約20至約30體積％的范圍內(nèi)，這具體取決于排放頻率或噴嘴尺寸。清潔的洗滌器流體從第一分離器出口 16引出至船只的外部以排出或引出至罐用于臨時儲存。在圖2中，示出了連接到排氣洗滌器I的用于氣體洗滌器流體的另一個清潔設(shè)備。該清潔設(shè)備不同于圖I所示設(shè)備，因為洗滌器流體回路連接到盤堆疊離心分離器12’，以用于清潔洗滌器流體回路中從緩沖罐6泄放掉的洗滌器流體的一部分。離心分離器12’具有圍繞的轉(zhuǎn)子13’，分離空間14’包含截頭錐形分離盤的疊堆15’，分離器入口 11’延伸至該分離空間14’。離心分離器12’還設(shè)有用于清潔的洗滌器流體且從分離空間的徑向內(nèi)部延伸的第一分離器出口 16’和從分離空間的徑向外部延伸的第二出口 17’，第二出口 17’用于排出具有比清潔的洗滌器流體更高密度的分離的相。分離器還設(shè)有輸送螺桿18，其被圍繞在轉(zhuǎn)子13’中且其布置成以不同于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度而被驅(qū)動，以便朝第二分離器出口 17’輸送污染物相。用于清潔的洗滌器流體的第一分離器出口 16’可通向船只的外部以排出或通向罐以臨時儲存。第二分離器出口 17’可連接到用于污染物相的儲罐。在操作期間，污染的洗滌器流體的一部分從洗滌器流體回路9泄放掉并輸送到分離器12’的入口 11’。包含污染物相的洗滌器流體被引入包含在高速旋轉(zhuǎn)的離心分離器12’的轉(zhuǎn)子13’中的分離空間14’內(nèi)，并進一步引入到盤疊堆15’內(nèi)。通常，盤疊堆以7500 rpm旋轉(zhuǎn)，并且分離空間的半 徑為93 mm，從而在操作期間施加高達5750G的離心力。污染物相具有比洗滌器流體更高的平均密度。在離心力的影響下和分離盤的傾斜表面的促進作用下，污染物相從洗滌器流體分離，并收集在分離空間14’的徑向外部區(qū)域處，污染物相從該區(qū)域借助于以不同于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度被驅(qū)動的輸送螺桿18而排出。污染物相被輸送至第二分離器出口 17’并從這里被排出。排出的污染物相可收集在船只上以便以后處置。排放物中的污染物相的濃度在20-65重量％的范圍內(nèi)。清潔的洗滌器流體從第一分離器出口 16’引出至船只的外部以排出或引出至罐以臨時儲存。圖3示出了如圖I中此前描述的用于排氣洗滌器流體的清潔設(shè)備，其中第二分離器出口 17經(jīng)由第二分離器供給泵10’連接到另外的盤堆疊離心分離器20的分離器入口19。第二供給泵10’可由其它裝置代替，該裝置用于例如通過利用重力而將流體流提供至分離器入口，并且可連接到能夠提供均勻且受控的流的緩沖罐(未示出)。另外的離心分離器20具有圍繞分離空間22的轉(zhuǎn)子21，分離空間包含截頭錐形分離盤的疊堆23，分離器入口 19延伸至分離空間22。另外的離心分離器20設(shè)有用于清潔的洗滌器流體的第一分離器出口 24，第一分離器出口 24連接到分離器12的用于清潔的洗滌器流體的第一分離器出口 16。另外的離心分離器20設(shè)有從分離空間延伸的第二出口 25，以用于排出具有比清潔的洗滌器流體更高密度的分離的相。分離器20設(shè)有輸送螺桿26，輸送螺桿26被圍繞在轉(zhuǎn)子21中且布置成以不同于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度而被驅(qū)動，以便朝第二分離器出口25輸送污染物相。在操作期間，經(jīng)由第二分離器出口 17從分離器12排出的污染物相經(jīng)由入口 19引入另外的離心分離器20的分離空間22中。在類似于圖2中描述的操作中，污染物相通過除去甚至更多的清潔的洗滌器流體而被進一步濃縮，從而使污染物相變得更加干燥。污染物相在分離空間22的徑向外部處被收集,并借助于輸送螺桿26從徑向外部輸送到第二分離器出口 25。排出的污染物相可收集在船只上以便以后處置。排出物中的污染物相的濃度在20-65重量％的范圍內(nèi)。清潔的洗滌器流體經(jīng)由出口 24被排放，并且單獨地或與來自第一分離器12的清潔的洗滌器流體一起從出口 24通向船舶的外部以排出或通向罐以臨時儲存。圖4示出了類似于圖2中此前描述的設(shè)備的用于排氣洗滌器流體的清潔設(shè)備，其中盤堆疊離心分離器12’布置成用于清潔從洗滌器流體回路9 (在這種情況下從緩沖罐6)排出的污染的洗滌器流體。洗滌器流體回路包括具有盤疊堆的另外的離心分離器29。從出口 27開始，緩沖罐6設(shè)有用于洗滌器流體的清潔回路，其經(jīng)由分離器供給泵30連接到另外的離心分離器29的分離器入口 28。離心分離器29具有圍繞分離空間32的轉(zhuǎn)子31，分離空間包含截頭錐形分離盤的疊堆33，分離器入口 28延伸至分離空間32。離心分離器29還設(shè)有用于清潔的洗滌器流體的第一分離器出口 34和從分離空間穿過轉(zhuǎn)子延伸的第二出口 35，第二出口 35呈排出端口或噴嘴的形式，用于排出具有比清潔的洗滌器流體更高密度的分離的相。第一分離器出口 34連接到在緩沖罐6上的入口 36，從而結(jié)束清潔回路。作為備選，第一分離器出口也可連接到通向船只的外部以排放或通向罐以臨時儲存的出口，以便將來自第一分離器出口 34的清潔的洗滌器流體的一部分單獨地或與來自第一分離器12’的清潔的洗滌器流體一起排出，類似于圖3中所示地那樣。圖4中的清潔設(shè)備的操作類似于圖2中描述的設(shè)備，其中增加了清潔回路。緩沖罐6中的洗滌器流體經(jīng)由出口 27連續(xù)地或在需要時借助于分離器供給泵30發(fā)送到清潔回路中并發(fā)送到離心分離器29的分離器入口 28。包含污染物相的洗滌器流體引入包含在高速旋轉(zhuǎn)的離心分離器29的轉(zhuǎn)子31中的分離空間32中，并進一步進入盤疊堆33中。污染物相與洗滌器流體分離并收集在分離空間的徑向外部區(qū)域處，污染物相從該區(qū)域經(jīng)由第二分離器出口 35而排放。第二分離器出口 35呈排出端口或噴嘴的形式，并且通過在短的時間段內(nèi)打開轉(zhuǎn)子31周邊處的排出端口而從離心分離器間歇地排出顆粒，或者經(jīng)由轉(zhuǎn)子周邊處的開口噴嘴而連續(xù)地排出顆粒。排出的污染物相可收集在船只上以便以后處置。排出物中的污染物相的濃度在從約5至約45體積％、典型地從約20至約30體積％的范圍內(nèi)，具體取決于排放頻率或噴嘴尺寸。清潔的洗滌器流體從第一分離器出口 34排出并被送回到緩沖罐6。
在圖5中，如圖4中所述的清潔設(shè)備通過在清潔回路中并入連接到第二分離器出口 35的排放緩沖罐37而進一步修改。緩沖罐37還經(jīng)由流體調(diào)節(jié)裝置連接到盤堆疊離心分離器12’的入口 11’。流體調(diào)節(jié)裝置可包括與重力驅(qū)動流結(jié)合的供給泵或閥門。清潔設(shè)備的操作不同于圖4中所描述的操作，因為從清潔回路中的分離器29排出的污染物相被引入分離器12’并在其中進一步濃縮。來自緩沖罐6和37的污染流體流可獨立地控制以便以合適方式改變或共混流。在任一圖中示出的清潔設(shè)備還可包括如圖5所示的質(zhì)量控制器件38。該質(zhì)量控制器件38可包括在圖I至圖5中的任一圖中并連接到第一分離器出口 16或16’的下游。質(zhì)量控制器件38適于在質(zhì)量低于某個所需或預(yù)定質(zhì)量水平時使清潔的洗滌器流體的流轉(zhuǎn)向。清潔的洗滌器流體可因此被轉(zhuǎn)向和/或返回至洗滌器流體回路9，例如返回至緩沖罐
6、返回至分離器入口 11或11’或返回至單獨的罐(未示出)。質(zhì)量控制器件可以適于控制諸如聚芳族烴的特定化合物的濁度、PH和/或濃度。通常，質(zhì)量控制器件控制清潔的洗滌器流體的濁度小于25 FNU(福爾馬浸比濁法單位)，或25 NTU(比濁法濁度單位)，高于進入系統(tǒng)中的流體的濁度，除了操縱和運輸期間之外，船外排出物的酸度高于PH 6. 5，相對于進入系統(tǒng)中的流體的最大差值是PH 2。任一圖中示出的清潔設(shè)備還可包括用于將絮凝劑添加至分離器入口 11’上游的污染的洗滌器流體的器件39，如圖5中所示。這種器件39可包括在圖I至圖5的任一圖中并布置在任何分離器入口 11、11’或19的上游，以及可選的供給泵10或10’的上游或下游。絮凝劑可以是高分子電解質(zhì)并且在需要時進行添加，以有利于污染的洗滌器流體中的顆粒凝聚，從而提高分離效率和/或分離能力。以類似的方式，用于將沉淀劑添加至污染的洗滌器流體的器件可以布置在任何分離器入口 11、11’或19的上游，以及可選的供給泵10或10’的上游或下游。沉淀劑被選擇用于將諸如三價鐵或三價鋁的三價離子添加至洗滌器流體，并且可以呈硫酸鋁、(聚合)氯化鋁或氯化鐵的形式。
權(quán)利要求
1.一種用于來自排氣洗滌器流體回路(9)的污染的洗滌器流體的清潔設(shè)備，包括 用于從所述洗滌器流體回路(9)泄放掉所述污染的洗滌器流體的一部分的裝置， 盤堆疊離心分離器(12，12’)，其用于從所述污染的洗滌器流體的所述部分至少分離污染物相和清潔的洗滌器流體，所述分離器包括圍繞帶有分離盤的疊堆(15，15’)的分離空間(14，14’)的轉(zhuǎn)子(13，13’)、用于所述污染的洗滌器流體的所述部分且延伸到所述分離空間中的分離器入口(11，11’)、用于清潔的洗滌器流體且從所述分離空間延伸的第一分離器出口(16，16’)、以及用于所述污染物相且從所述分離空間延伸的第二分離器出口(17, 17’)，所述清潔設(shè)備還包括用于將所述污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至所述分離器入口的裝置，以及 用于從所述第一分離器出口排出所述清潔的洗滌器流體的裝置，以及 用于從所述第二分離器出口收集所述污染物相的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的清潔設(shè)備，其特征在于，所述分離器的轉(zhuǎn)子(13’)還圍繞輸送螺桿(18)，所述輸送螺桿(18)布置成以不同于所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度被驅(qū)動，以便朝所述第二分離器出口(17’)輸送所述污染物相。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的清潔設(shè)備，其特征在于，所述分離器布置成使所述污染的洗滌器流體的所述部分在充分發(fā)展的操作速度期間經(jīng)受至少4000 G、優(yōu)選地至少4500 G、更優(yōu)選地至少5000 G的離心力，以便從所述污染的洗滌器流體的所述部分至少分離污染物相和清潔的洗滌器流體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的清潔設(shè)備，其特征在于，所述分離器被控制以獲得其中顆粒的濃度為20-65重量％的污染物相。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的清潔設(shè)備，其特征在于，所述分離器入口(11，11’)為氣密型。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的清潔設(shè)備，其特征在于，用于將所述污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至所述分離器入口的所述裝置包括流量調(diào)節(jié)器件。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的清潔設(shè)備，其特征在于，還包括用于將絮凝劑添加至所述分離器入口(11，11’)上游的污染的洗滌器流體的所述部分的裝置(39)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的清潔設(shè)備，其特征在于，還包括用于將沉淀劑添加至所述分離器入口(11，11’)上游的污染的洗滌器流體的所述部分的裝置。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的清潔設(shè)備，其特征在于，所述洗滌器流體為水，例如自來水、脫鹽水、淡水等。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的清潔設(shè)備，其特征在于，所述清潔設(shè)備包括用于控制所述清潔的洗滌器流體的質(zhì)量的裝置(38)、以及用于使所述清潔的洗滌器流體轉(zhuǎn)向和/或返回至所述洗滌器流體回路(9)、至所述分離器入口(11，11’)或在所述質(zhì)量低于預(yù)定水平時至用于污染的洗滌器流體的罐的裝置。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的清潔設(shè)備，其特征在于，所述清潔設(shè)備包括用于從多于一個的洗滌器流體回路泄放掉所述污染的洗滌器流體的一部分的裝置和用于將所述污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至所述分離器入口的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的清潔設(shè)備，其特征在于，所述用于將所述污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至所述分離器入口的裝置包括流量調(diào)節(jié)器件，以便調(diào)節(jié)從每個洗滌器流體回路到所述分離器入口的所述污染的洗滌器流體的部分的流量。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的清潔設(shè)備，其特征在于，用于將所述污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至所述分離器入口的所述裝置布置成從另外的盤堆疊離心分離器(29)接收污染物相，所述另外的盤堆疊離心分離器(29)布置成從在所述洗滌器流體回路中的所述污染的洗滌器流體至少分離污染物相和清潔的洗滌器流體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的清潔設(shè)備，其特征在于，用于將所述污染的洗滌器流體的所述部分引導(dǎo)至所述分離器入口的所述裝置布置成經(jīng)由第二緩沖罐(37)和優(yōu)選地為泵或閥門的流量調(diào)節(jié)器件從另外的盤堆疊離心分離器(29)接收污染物相。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的清潔設(shè)備，其特征在于，還包括用于控制和/或調(diào)節(jié)所述污染的洗滌器流體的所述部分的酸性的裝置，所述裝置布置成將PH保持在6-8的范圍內(nèi)。
16.一種用于柴油發(fā)動機的排氣清潔設(shè)備，包括氣體洗滌器，所述氣體洗滌器具有用于排氣的入口、用于將洗滌器流體提供至所述排氣的加濕器件和用于從所述排氣除去污染的洗滌器流體的微滴分離器；以及用于將所述洗滌器流體循環(huán)至所述洗滌器的洗滌器流體回路，所述洗滌器流體回路連接到根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的清潔設(shè)備。
17.在根據(jù)權(quán)利要求I至15中的任一項所述的清潔設(shè)備中的盤堆疊離心分離器用于從從排氣洗滌器流體回路所排出的污染的洗滌器流體至少分離污染物相和清潔的洗滌器流體的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于來自排氣洗滌器流體回路(9)的污染的洗滌器流體的清潔設(shè)備。該清潔設(shè)備包括用于從洗滌器流體回路(9)泄放掉污染的洗滌器流體的一部分的裝置、用于從所述部分分離污染物相和清潔的洗滌器流體的盤堆疊離心分離器(12)。分離器包括圍繞帶有分離盤的疊堆(15)的分離空間(14)的轉(zhuǎn)子(13)、用于所述部分且延伸到所述分離空間中的分離器入口(11)、用于清潔的洗滌器流體且從所述分離空間(14)延伸的第一分離器出口(16)、以及用于污染物相且從所述分離空間(14)延伸的第二分離器出口(17)。清潔設(shè)備還包括用于將所述部分引導(dǎo)至分離器入口的裝置、以及用于將清潔的洗滌器流體從第一分離器出口排出的裝置、以及用于收集來自第二分離器出口的污染物相的裝置。
文檔編號B01D53/14GK102958847SQ201180033013
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者S.克尼希森, L.孫德奎斯特 申請人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司