一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置及使用方法，該裝置包括洗滌塔體、船舶尾氣進(jìn)氣口和船舶尾氣出氣口，洗滌塔體內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)冷卻段和主洗滌段，且兩段之間設(shè)置有讓氣體流通而阻止液體流通的通氣阻液器，蒸發(fā)冷卻段配置有促使船舶尾氣在蒸發(fā)冷卻段內(nèi)快速接近絕熱飽和的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，主洗滌段連接有以海水為洗滌液向其供液的洗滌液開式系統(tǒng)和以堿液為洗滌液向其供液的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)，船舶尾氣通過(guò)船舶尾氣進(jìn)氣口后依次經(jīng)過(guò)蒸發(fā)冷卻段和主洗滌段完成脫硫除微粒后從船舶尾氣出氣口排出；優(yōu)點(diǎn)是不需外界供給蒸汽，充分利用海水的堿性和低溫性，實(shí)現(xiàn)高效脫硫和除微粒，且蒸發(fā)冷卻、脫硫和除微粒過(guò)程合為一塔式，結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少。
【專利說(shuō)明】一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船舶尾氣洗滌凈化技術(shù)，尤其是涉及一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]縱觀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的船舶尾氣洗滌器大部分都是普通的濕法洗滌器，在結(jié)構(gòu)上與燃煤煙氣濕法脫硫裝置沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別，并且都是以脫硫?yàn)槟繕?biāo)。然而，柴油機(jī)排放的船舶尾氣中還含有粒徑極小的微粒，研究表明，柴油機(jī)微粒排放量以及微粒大小與燃油硫含量的關(guān)系很大，如燃油含硫量為0.1%時(shí)，微粒排放量約為0.375g/kffh ；燃油含硫量為3.0%時(shí)，微粒排放量約為2g/kWh。通過(guò)對(duì)采用高壓共軌技術(shù)的二沖程瓦錫蘭主機(jī)和四沖程柴油機(jī)的排煙情況進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得低速二沖程柴油機(jī)排煙微粒的粒徑主要分布在20-40納米，而四沖程柴油機(jī)的排煙粒徑相對(duì)而言稍大一些，大都在500納米以下。為此MARP0L73/78公約附VI的修訂案通過(guò)限制燃油含硫量來(lái)同時(shí)控制硫與微粒的排放。然而，由于成本高和低硫燃油供應(yīng)不足等原因，通過(guò)限制燃油含硫量來(lái)同時(shí)控制硫與微粒的排放實(shí)施起來(lái)很困難。目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)主要是通過(guò)安裝船舶尾氣洗滌裝置替代使用低硫燃油來(lái)控制硫和微粒的排放，從MARP0L73/78公約附VI的修訂案對(duì)燃油含硫量的限制目標(biāo)來(lái)看，安裝船舶尾氣洗滌裝置替代低硫燃油應(yīng)滿足兩個(gè)等效性:一是要有足夠高的煙氣脫硫率，以使硫氧化物排放與燃用低硫油等效；二是要有足夠高的微粒去除率，以使微粒排放與燃用低硫油等效。然而，現(xiàn)有的常規(guī)濕法洗滌裝置并不能滿足后一個(gè)等效。
[0003]專利號(hào)為ZL201010018238.9的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種燃煤濕法煙氣脫硫工藝中促進(jìn)細(xì)顆粒物脫除的裝置及方法，其針對(duì)設(shè)有預(yù)洗滌塔的燃煤WFGD工藝中煙氣水汽含量高的特點(diǎn)，應(yīng)用蒸氣相變?cè)泶龠M(jìn)細(xì)顆粒物的脫除。該裝置由預(yù)洗滌塔、蒸汽相變室和脫硫主塔組成，蒸汽相變室設(shè)有沖洗廢液出口、煙氣進(jìn)口和煙氣出口，煙氣進(jìn)口與預(yù)洗滌塔煙氣出口連接，煙氣出口與脫硫主塔的煙氣進(jìn)口連接，蒸汽相變室的煙氣進(jìn)口與煙氣出口之間依次設(shè)有蒸汽噴嘴、除霧器和沖洗水噴嘴。燃煤煙氣在預(yù)洗滌塔中經(jīng)洗滌除塵后被水蒸汽飽和或接近飽和，然后由預(yù)洗滌塔除霧器脫除水霧后進(jìn)入蒸汽相變室，注入適量蒸汽，蒸汽添加量以煙氣過(guò)飽和度S由S約等于I增至S等于1.l(Tl.50確定，建立細(xì)顆粒物凝并長(zhǎng)大所需的過(guò)飽和水汽環(huán)境，凝并長(zhǎng)大的細(xì)顆 粒物由置于蒸汽相變室煙氣出口處的除霧器部分脫除；煙氣經(jīng)蒸汽相變室脫除部分細(xì)顆粒物后進(jìn)入脫硫主塔，通過(guò)優(yōu)化脫硫主塔進(jìn)口氣液溫差增大煙氣過(guò)飽和度，使未脫除的細(xì)顆粒物發(fā)生二次凝并長(zhǎng)大并由脫硫液和脫硫主塔除霧器脫除。這種燃煤濕法煙氣脫硫工藝中促進(jìn)細(xì)顆粒物脫除的裝置及方法用于燃煤鍋爐時(shí)，其蒸汽消耗量約占鍋爐蒸發(fā)量的10%，蒸汽消耗量過(guò)大；而用于船舶，單靠柴油機(jī)尾氣的余熱不足以提供脫硫除微粒所需的蒸汽量，因此對(duì)于船舶而言，這種細(xì)顆粒物脫硫裝置不僅僅存在蒸汽消耗量過(guò)大的問(wèn)題，還存在蒸汽來(lái)源問(wèn)題，為此，若要用于船舶則須另外增加燃油輔 鍋爐和海水淡化裝置，這無(wú)疑增加了成本，也增加了設(shè)備占用空間。此外，這種燃煤濕法煙氣脫硫工藝中促進(jìn)細(xì)顆粒物脫除的裝置，其預(yù)洗滌塔和脫硫主塔是兩個(gè)相互獨(dú)立的塔，結(jié)構(gòu)上不夠緊湊，占用空間大，且也不能簡(jiǎn)單的將兩個(gè)塔拼合成一個(gè)塔，再加上附加的燃油輔鍋爐和海水淡化裝置，在空間有限的船舶上不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，適用于船舶的一塔化脫硫除微粒裝置，以及能夠充分利用海水的堿性和低溫性高效脫除船舶尾氣中的硫和微粒且蒸汽消耗量低的方法。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置，包括洗滌塔體，所述的洗滌塔體的下部設(shè)置有船舶尾氣進(jìn)氣口，所述的洗滌塔體的上部設(shè)置有船舶尾氣出氣口，所述的洗滌塔體內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)冷卻段和主洗滌段，所述的船舶尾氣進(jìn)氣口與所述的蒸發(fā)冷卻段連通，所述的船舶尾氣出氣口與所述的主洗滌段連通，所述的蒸發(fā)冷卻段與所述的主洗滌段之間設(shè)置有可讓氣體流通而阻止液體流通的第一通氣阻液器，所述的蒸發(fā)冷卻段配置有獨(dú)立的用于促使船舶尾氣在所述的蒸發(fā)冷卻段內(nèi)快速接近于絕熱飽和的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，所述的主洗滌段連接有洗滌液開式系統(tǒng)和洗滌液循環(huán)系統(tǒng)，所述的洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為所述的主洗滌段供液，所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液為所述的主洗滌段供液，所述的第一通氣阻液器分別與所述的洗滌液開式系統(tǒng)和所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連接，船舶尾氣通過(guò)所述的船舶尾氣進(jìn)氣口后依次經(jīng)過(guò)所述的蒸發(fā)冷卻段和所述的主洗滌段完成船舶尾氣的脫硫和除微粒后再?gòu)乃龅拇拔矚獬鰵饪谂懦觥?br> [0006]所述的洗滌塔體內(nèi)設(shè)置有第一除霧裝置、第二除霧裝置和尾氣加熱器，所述的第一除霧裝置位于所述的第一通氣阻液器的下方，所述的尾氣加熱器靠近所述的船舶尾氣出氣口，所述的第二除霧裝置位于所述的主洗滌段與所述的尾氣加熱器之間；所述的第一除霧裝置和所述的第二除霧裝置均包括除霧器及分別設(shè)置于所述的除霧器的上方和下方的噴淋嘴，所述的噴淋嘴與所述的洗滌液開式系統(tǒng)連接；船舶尾氣通過(guò)所述的船舶尾氣進(jìn)氣口后依次經(jīng)過(guò)所述的蒸發(fā)冷卻段、所述的第一除霧裝置和所述的主洗滌段完成船舶尾氣的脫硫和除微粒后再通過(guò)所述的第二除霧裝置除霧和所述的尾氣加熱器加熱后從所述的船舶尾氣出氣口排出。在此，第一除霧裝置的設(shè)置用于除去船舶尾氣中的霧氣，防止霧氣過(guò)大，從而降低蒸發(fā)冷卻段中冷卻液的消耗量；第二除霧器的設(shè)置主要用于除去船舶尾氣中的霧氣；尾氣加熱器的設(shè)置用于加熱船舶尾氣，有利于船舶尾氣排向高空。
[0007]所述的洗滌塔體內(nèi)還設(shè)置有副洗滌段，所述的副洗滌段位于所述的主洗滌段和所述的第二除霧裝置之間，所述的主洗滌段和所述的副洗滌段之間設(shè)置有可讓氣體流通而阻止液體流通的第二通氣阻液器，所述的主洗滌段通過(guò)所述的第二通氣阻液器與所述的副洗滌段連通，所述的副洗滌段分別與所述的洗滌液開式系統(tǒng)和所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連接，所述的洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為所述的副洗滌段供液，所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液為所述的副洗滌段供液，所述的第二通氣阻液器分別與所述的洗滌液開式系統(tǒng)和所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連接，船舶尾氣通過(guò)所述的船舶尾氣進(jìn)氣口后依次經(jīng)過(guò)所述的蒸發(fā)冷卻段、所述的主洗滌段和所述的副洗滌段完成船舶尾氣的脫硫和除微粒后再?gòu)乃龅拇拔矚獬鰵饪谂懦觥Ｔ诖?，在主洗滌段上增加副洗滌段，增?qiáng)洗滌效果，有利于高效脫硫和除微粒；此外，主洗滌段和副洗滌段之間設(shè)置的第二通氣阻液器使得主洗滌段和副洗滌段間的氣液交換相互獨(dú)立。
[0008]所述的蒸發(fā)冷卻段采用外接文丘里蒸發(fā)冷卻器的噴淋空塔結(jié)構(gòu)，所述的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)包括文丘里蒸發(fā)冷卻器、設(shè)置于所述的蒸發(fā)冷卻段的底部的儲(chǔ)液池、冷卻液循環(huán)泵，所述的文丘里蒸發(fā)冷卻器中的文丘里管的出口與所述的船舶尾氣進(jìn)氣口連接，所述的儲(chǔ)液池設(shè)置有蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口、用于向所述的儲(chǔ)液池內(nèi)補(bǔ)充冷卻液的補(bǔ)充液進(jìn)口、冷卻液排出口，所述的蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口與所述的冷卻液循環(huán)泵的進(jìn)水口連通，所述的冷卻液循環(huán)泵的出水口與所述的文丘里蒸發(fā)冷卻器中的第一冷卻液噴嘴連接，所述的冷卻液循環(huán)泵以海水或者堿液為冷卻液為所述的第一冷卻液噴嘴供液。在此，船舶尾氣先進(jìn)入文丘里蒸發(fā)冷卻器，與第一冷卻液噴嘴噴淋的冷卻液進(jìn)行強(qiáng)烈的熱質(zhì)交換，經(jīng)快速降溫和增濕后再?gòu)拇拔矚膺M(jìn)氣口進(jìn)入蒸發(fā)冷卻段的噴淋空塔內(nèi)，完成進(jìn)一步的降溫、增濕和除霧。
[0009]所述的蒸發(fā)冷卻段采用噴淋空塔結(jié)構(gòu)，所述的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置于所述的蒸發(fā)冷卻段的上部的第二冷卻液噴嘴、設(shè)置于所述的蒸發(fā)冷卻段的底部的儲(chǔ)液池、冷卻液循環(huán)泵，所述的儲(chǔ)液池設(shè)置有蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口、用于向所述的儲(chǔ)液池內(nèi)補(bǔ)充蒸發(fā)冷卻液的補(bǔ)充液進(jìn)口、冷卻液排出口，所述的蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口與所述的冷卻液循環(huán)泵的進(jìn)水口連通，所述的冷卻液循環(huán)泵的出水口與所述的第二冷卻液噴嘴連接，所述的冷卻液循環(huán)泵以海水或者堿液為冷卻液為所述的第二冷卻液噴嘴供液。
[0010]所述的主洗滌段采用填料塔結(jié)構(gòu)或者噴淋空塔結(jié)構(gòu)或者旋流板塔結(jié)構(gòu)；所述的主洗滌段采用填料塔結(jié)構(gòu)時(shí)，其結(jié)構(gòu)包括第一填料層和第一洗滌液噴嘴，所述的第一填料層位于所述的第一通氣阻液器的上方，所述的第一洗滌液噴嘴位于所述的第一填料層的上方，所述的第一洗滌液噴嘴通過(guò)第一閥門與所述的洗滌液開式系統(tǒng)連通且由所述的洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為所述的第一洗滌液噴嘴供液，所述的第一洗滌液噴嘴通過(guò)第五閥門與所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通且由所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液為所述的第一洗滌液噴嘴供液。
[0011]所述的主洗滌段采用旋流板塔結(jié)構(gòu)時(shí)，其結(jié)構(gòu)包括至少兩層旋流板和供液管，所述的供液管位于最上層的所述的旋流板的上方，最下層的所述的旋流板兼作所述的第一通氣阻液器，最下層的所述的旋流板通過(guò)第三閥門與所述的洗滌液開式系統(tǒng)連通，最下層的所述的旋流板通過(guò)第四閥門和第七閥門與所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通，所述的供液管通過(guò)所述的第一閥門與所述的洗滌液開式系統(tǒng)連通且由所述的洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為所述的供液管供液，所述的供液管通過(guò)所述的第五閥門與所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通且由所述的洗漆液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗漆液為所述的供液管供液。
[0012]所述的副洗滌段采用填料塔結(jié)構(gòu)或者噴淋空塔結(jié)構(gòu)或者旋流板塔結(jié)構(gòu)；所述的副洗滌段采用填料塔結(jié)構(gòu)時(shí)，其結(jié)構(gòu)包括第二填料層和第二洗滌液噴嘴，所述的第二填料層位于所述的第二通氣阻液器的上方，所述的第二洗滌液噴嘴位于所述的第二填料層的上方，所述的第二洗滌液噴嘴通過(guò)第二閥門與所述的洗滌液開式系統(tǒng)連通且由所述的洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為所述的第二洗滌液噴嘴供液，所述的第二洗滌液噴嘴通過(guò)第六閥門與所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通且由所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液為所述的第二洗滌液噴嘴供液。
[0013]所述的第一通氣阻液器和所述的第二通氣阻液器采用風(fēng)帽式結(jié)構(gòu)或者導(dǎo)流板式結(jié)構(gòu)；所述的第一通氣阻液器和所述的第二通氣阻液器采用風(fēng)帽式結(jié)構(gòu)時(shí)，其結(jié)構(gòu)包括基板，所述的基板的邊緣與所述的洗滌塔體的內(nèi)壁固定連接，所述的基板上設(shè)置有若干個(gè)貫穿所述的基板的上下表面的通孔，所述的基板上設(shè)置有與所述的通孔連通的帽身，所述的帽身的頂端連接有用于阻止液體流通的帽頭，所述的帽身與所述的帽頭之間設(shè)置有用于氣體流通的風(fēng)帽通氣道，所述的基板上設(shè)置有排液口，所述的排液口分別與所述的洗滌液開式系統(tǒng)和所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連接。
[0014]所述的洗滌液開式系統(tǒng)包括供液泵和洗滌液外排管道，所述的供液泵的出水口分別與所述的第一除霧裝置中的噴淋嘴和所述的第二除霧裝置中的噴淋嘴連通，所述的供液泵的出水口通過(guò)所述的第一閥門與所述的第一洗滌液噴嘴連通，所述的供液泵的出水口通過(guò)所述的第二閥門與所述的第二洗滌液噴嘴連通，所述的供液泵以海水為洗滌液向所述的第一洗滌液噴嘴和所述的第二洗滌液噴嘴供液，所述的第一通氣阻液器通過(guò)所述的第三閥門與所述的洗滌液外排管道連通，所述的第二通氣阻液器通過(guò)所述的第四閥門和所述的第三閥門與所述的洗滌液外排管道連通，所述的第一通氣阻液器和所述的第二通氣阻液器所沉積的洗滌液從所述的洗滌液外排管道排出；
所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)包括洗滌液循環(huán)泵、儲(chǔ)液器和洗滌液冷卻器，所述的儲(chǔ)液器的出液口依次通過(guò)所述的洗滌液循環(huán)泵、所述的洗滌液冷卻器和所述的第五閥門與所述的第一洗滌液噴嘴連通，所述的儲(chǔ)液器的出液口依次通過(guò)所述的洗滌液循環(huán)泵、所述的洗滌液冷卻器和所述的第六閥門與所述的第二洗滌液噴嘴連通，所述的第一通氣阻液器通過(guò)所述的第四閥門和所述的第七閥門與所述的儲(chǔ)液器的進(jìn)液口連通，所述的第二通氣阻液器通過(guò)所述的第七閥門與所述的儲(chǔ)液器的進(jìn)液口連通，所述的洗滌液循環(huán)泵以堿液為洗滌液向所述的第一洗滌液噴嘴和所述的第二洗滌液噴嘴循環(huán)供液。
[0015]一種所述的船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置的使用方法，包括以下步驟:
(1)、開啟冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，冷卻液循環(huán)系統(tǒng)以海水或者堿液為冷卻液向蒸發(fā)冷卻段供液，船舶尾氣從船舶尾氣進(jìn)氣口進(jìn)入蒸發(fā)冷卻段與冷卻液接觸并進(jìn)行熱質(zhì)交換，冷卻液吸收船舶尾氣的熱量后蒸發(fā)，促使船舶尾氣的溫度降低、濕度增加并接近絕熱飽和狀態(tài)；
(2)、離開蒸發(fā)冷卻段的接近絕熱飽和狀態(tài)的船舶尾氣經(jīng)過(guò)第一除霧裝置并通過(guò)第一通氣阻液器進(jìn)入主洗滌段后與由洗滌液開式系統(tǒng)或者洗滌液循環(huán)系統(tǒng)供給的低溫洗滌液接觸，船舶尾氣中以硫氧化物為主的酸性物質(zhì)被洗滌液吸收，并且由于洗滌液溫度低且與船舶尾氣之間溫差大，船舶尾氣在氣液接觸過(guò)程中形成過(guò)飽和水汽狀態(tài)，進(jìn)而促使船舶尾氣中大量水汽分子以尾氣中的微粒的表面為核化中心相變凝結(jié)，再加上擴(kuò)散泳和熱泳的作用使得微粒碰撞團(tuán)聚進(jìn)而增重增粗，促使洗滌液將微粒捕獲并高效脫除；
經(jīng)過(guò)主洗滌段洗滌后的船舶尾氣通過(guò)第二通氣阻液器進(jìn)入副洗滌段被洗滌液進(jìn)一步洗滌，洗滌液由洗滌液開式系統(tǒng)或者洗滌液循環(huán)系統(tǒng)供給；
其中，當(dāng)船舶航行海域脫硫要求不高且允許外排洗滌液時(shí)，主洗滌段與洗滌液開式系統(tǒng)連通，洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液向主洗滌段供液，副洗滌段關(guān)閉或者副洗滌段與洗滌液開式系統(tǒng)連通，且當(dāng)副洗滌段與洗滌液開式系統(tǒng)連通時(shí)，洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液向副洗滌段供液；當(dāng)船舶航行海域脫硫要求不高且不允許外排洗滌液時(shí)，主洗滌段與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通，洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液向主洗滌段供液，副洗滌段關(guān)閉或者副洗滌段與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通，且當(dāng)副洗滌段與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通時(shí)，洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液向副洗滌段供液；當(dāng)船舶航行海域脫硫要求高且允許外排洗滌液時(shí)，主洗滌段與洗滌液開式系統(tǒng)連通，副洗滌段與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通，洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液向主洗滌段供液，洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液向副洗滌段供液；當(dāng)船舶航行海域脫硫要求高且不允許外排洗滌液時(shí)，主洗滌段和副洗滌段分別與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通，洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液分別向主洗滌段和副洗滌段供液；
(3)、上述經(jīng)過(guò)副洗滌段洗滌后的船舶尾氣依次通過(guò)第二除霧裝置和尾氣加熱器后從船舶尾氣出氣口排出。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于蒸發(fā)冷卻段具有獨(dú)立的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，使得船舶尾氣的余熱最大限度地用于冷卻液的蒸發(fā)且蒸發(fā)量大，從而促使船舶尾氣在較小的空間內(nèi)快速達(dá)到接近絕熱飽和狀態(tài)，提高船舶尾氣在蒸發(fā)冷卻段的出口的含濕量，進(jìn)而不需要外界供給蒸汽；主洗滌段由獨(dú)立的洗滌液開式系統(tǒng)或者洗滌液循環(huán)系統(tǒng)供液，能夠充分利用海水的低溫性使得船舶尾氣在主洗滌段達(dá)到足夠大的過(guò)飽和度，引起水汽在船舶尾氣中的微粒的表面核化凝結(jié)，促進(jìn)船舶尾氣中微粒增大增重，進(jìn)而結(jié)合海水的堿性實(shí)現(xiàn)船舶尾氣的高效脫硫和除微粒；此外，蒸發(fā)冷卻、脫硫和除微粒過(guò)程合為一塔式，結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，適合于船舶上使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明中使用到的一種風(fēng)帽式通氣阻液器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]實(shí)施例一:如圖1所示，一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置，包括洗滌塔體1，洗滌塔體I的下部設(shè)置有船舶尾氣進(jìn)氣口 A，洗滌塔體I的上部設(shè)置有船舶尾氣出氣口 B，洗滌塔體I內(nèi)依次設(shè)置有蒸發(fā)冷卻段2、主洗滌段3和副洗滌段4，船舶尾氣進(jìn)氣口 A與蒸發(fā)冷卻段2連通，船舶尾氣出氣口 B與副洗滌段4連通，蒸發(fā)冷卻段2與主洗滌段3之間設(shè)置有可讓氣體流通而阻止液體流通的第一通氣阻液器5，副洗滌段4位于主洗滌段3的上方，主洗滌段3和副洗滌段4之間設(shè)置有可讓氣體流通而阻止液體流通的第二通氣阻液器6，主洗滌段3通過(guò)第二通氣阻液器6與副洗滌段4連通。蒸發(fā)冷卻段2配置有獨(dú)立的用于促使船舶尾氣在蒸發(fā)冷卻段2內(nèi)快速接近于絕熱飽和的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，主洗滌段3連接有洗滌液開式系統(tǒng)和洗滌液循環(huán)系統(tǒng)，副洗滌段4與主洗滌段3共用洗滌液開式系統(tǒng)和洗滌液循環(huán)系統(tǒng)，洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為主洗滌段3或者副洗滌段4供液，洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液為主洗滌段3或者副洗滌段4供液。第一通氣阻液器5分別與洗滌液開式系統(tǒng)和洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連接，第二通氣阻液器6分別與洗滌液開式系統(tǒng)和洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連接。洗滌塔體I內(nèi)還設(shè)置有第一除霧裝置23、第二除霧裝置43和尾氣加熱器10，第一除霧裝置23位于第一通氣阻液器5的下方，尾氣加熱器10靠近船舶尾氣出氣口 B，其中尾氣加熱器10采用現(xiàn)有的加熱器，第二除霧裝置43位于副洗滌段4與尾氣加熱器10之間。第一除霧裝置23和第二除霧裝置43均包括除霧器(圖中未示出)及分別設(shè)置于除霧器的上方和下方的噴淋嘴(圖中未示出)，并且噴淋嘴與洗滌液開式系統(tǒng)連接。
[0020]船舶尾氣通過(guò)船舶尾氣進(jìn)氣口 A后依次經(jīng)過(guò)蒸發(fā)冷卻段2、第一除霧裝置23、第一通氣阻液器5、主洗滌段3、第二通氣阻液器6和副洗滌段4完成船舶尾氣的脫硫和除微粒后再通過(guò)第二除霧裝置43除霧和尾氣加熱器10加熱后從船舶尾氣出氣口 B排出。
[0021 ] 第一通氣阻液器5設(shè)置在蒸發(fā)冷卻段2和主洗滌段3之間，使得主洗滌段2擁有獨(dú)立的洗滌液供排系統(tǒng)，同時(shí)這樣的設(shè)置還使得蒸發(fā)冷卻段2擁有獨(dú)立的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，促使大部分余熱用于冷卻液蒸發(fā)而不需要外界添加蒸汽。第二通氣阻液器6設(shè)置在主洗滌段3和副洗滌段4之間，使得主洗滌段3和副洗滌段4的洗滌液供排系統(tǒng)相互獨(dú)立。
[0022]在本實(shí)施例中，蒸發(fā)冷卻段2采用外接文丘里蒸發(fā)冷卻器的噴淋空塔結(jié)構(gòu)，其中，噴淋空塔結(jié)構(gòu)包括一個(gè)容納氣液流通的腔體，冷卻液循環(huán)系統(tǒng)包括與蒸發(fā)冷卻段2連接的文丘里蒸發(fā)冷卻器24、設(shè)置于蒸發(fā)冷卻段2的底部的儲(chǔ)液池21、冷卻液循環(huán)泵7，豎直放置的文丘里蒸發(fā)冷卻器24中的文丘里管的出口與設(shè)置在蒸發(fā)冷卻段2的側(cè)部的船舶尾氣進(jìn)氣口 A連接，儲(chǔ)液池21設(shè)置有蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口 25、用于向儲(chǔ)液池21內(nèi)補(bǔ)充冷卻液的補(bǔ)充液進(jìn)口 27、冷卻液排出口 26，蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口 25與冷卻液循環(huán)泵7的進(jìn)水口連通，冷卻液循環(huán)泵7的出水口與文丘里蒸發(fā)冷卻器24中的第一冷卻液噴嘴241連接，冷卻液循環(huán)泵7以海水或者堿液為冷卻液為蒸發(fā)冷卻段2供液。冷卻液排出口 26和補(bǔ)充液進(jìn)口 27的設(shè)置是為了避免冷卻液蒸發(fā)和預(yù)脫硫造成循環(huán)的冷卻液的鹽濃度過(guò)高，從冷卻液排出口26排出少部分冷卻液,并從補(bǔ)充液進(jìn)口 27補(bǔ)充因蒸發(fā)和外排所減少的冷卻液。在實(shí)際應(yīng)用中，文丘里蒸發(fā)冷卻器24也可以水平放置。蒸發(fā)冷卻段2配置的獨(dú)立的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)使得蒸發(fā)冷卻段2能夠采用較大的液氣比，使船舶尾氣在較小空間內(nèi)快速接近絕熱飽和狀態(tài)，最大限度地利用船舶尾氣余熱提高船舶尾氣在蒸發(fā)冷卻段2的出口的含濕量，促使在不需要外加蒸汽的情況下，船舶尾氣可在主洗滌段3與低溫的洗滌液接觸時(shí)達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，從而促使水汽在微粒表面核化凝結(jié)，達(dá)到微粒增大增重而被高效脫除的目的。
[0023]在本實(shí)施例中，主洗滌段3采用填料塔結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)包括第一填料層32和第一洗滌液噴嘴31，第一填料層32位于第一通氣阻液器5的上方，第一洗滌液噴嘴31位于第一填料層32的上方，當(dāng)?shù)谝幌礈煲簢娮?1通過(guò)第一閥門33與洗滌液開式系統(tǒng)連通時(shí)，洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為第一洗滌液噴嘴31供液，當(dāng)?shù)谝幌礈煲簢娮?1通過(guò)第五閥門34與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通時(shí)，洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液為第一洗滌液噴嘴31供液。
[0024]在本實(shí)施例中，副洗滌段4采用填料塔結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)包括第二填料層41和第二洗滌液噴嘴42，第二填料層41位于第二通氣阻液器6的上方，第二洗滌液噴嘴42位于第二填料層41的上方，當(dāng)?shù)诙礈煲簢娮?2通過(guò)第二閥門44與洗滌液開式系統(tǒng)連通時(shí)，洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為第二洗滌液噴嘴42供液，當(dāng)?shù)诙礈煲簢娮?2通過(guò)第六閥門45與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通時(shí)，洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液為第二洗滌液噴嘴42供液。
[0025]在本實(shí)施例中，第一通氣阻液器5和第二通氣阻液器6均采用風(fēng)帽式結(jié)構(gòu)，如圖4所示，其結(jié)構(gòu)均包括基板55，基板55的邊緣與洗滌塔體I的內(nèi)壁固定連接，基板55上設(shè)置有若干個(gè)貫穿所述的基板55的上下表面的通孔56，基板55上設(shè)置有與通孔連通的帽身51，帽身51的頂端連接有用于阻止液體流通的帽頭52，帽身51與帽頭52之間設(shè)置有用于氣體流通的風(fēng)帽通氣道53，基板55上設(shè)置有排液口 54，排液口 54分別與洗滌液開式系統(tǒng)和洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連接。在其他具體實(shí)際應(yīng)用中，第一通氣阻液器5和第二通氣阻液器6也可以采用導(dǎo)流板式結(jié)構(gòu)。
[0026]在本實(shí)施例中，洗滌液開式系統(tǒng)包括供液泵8和洗滌液外排管道11，供液泵8的出水口分別與第一除霧裝置23中的噴淋嘴和第二除霧裝置43中的噴淋嘴連通，供液泵8的出水口通過(guò)第一閥門33與第一洗滌液噴嘴31連通，供液泵8的出水口通過(guò)第二閥門44與第二洗滌液噴嘴42連通，供液泵8以海水為洗滌液向第一洗滌液噴嘴31和第二洗滌液噴嘴42供液，第一通氣阻液器5的第一排液口 51通過(guò)第三閥門14與洗滌液外排管道11連通，第二通氣阻液器6的第二排液口 61通過(guò)第四閥門16和第三閥門14與洗滌液外排管道11連通，第一通氣阻液器5所沉積的主洗滌段3的洗滌液和第二通氣阻液器6所沉積的副洗滌段4的洗滌液從洗滌液外排管道11排出。洗滌液循環(huán)系統(tǒng)包括洗滌液循環(huán)泵9、儲(chǔ)液器12和洗滌液冷卻器13，儲(chǔ)液器12的出液口依次通過(guò)洗滌液循環(huán)泵9、洗滌液冷卻器13和第五閥門34與第一洗滌液噴嘴31連通，儲(chǔ)液器12的出液口依次通過(guò)洗滌液循環(huán)泵9、洗滌液冷卻器13和第六閥門45與第二洗滌液噴嘴42連通，第一通氣阻液器5的第一排液口
51通過(guò)第四閥門16和第七閥門15與儲(chǔ)液器12的進(jìn)液口連通，第二通氣阻液器6的第二排液口 61通過(guò)第七閥門15與儲(chǔ)液器12的進(jìn)液口連通，洗滌液循環(huán)泵9以堿液為洗滌液向第一洗滌液噴嘴31和第二洗滌液噴嘴42循環(huán)供液，在此，儲(chǔ)液器12還設(shè)有加液口 121和第三排液口 122，用于調(diào)節(jié)洗滌液的鹽濃度和用量。
[0027]實(shí)施例二:如圖2所示，實(shí)施例二與實(shí)施例一結(jié)構(gòu)類似，不同之處在于:蒸發(fā)冷卻段2采用噴淋空塔結(jié)構(gòu)，船舶尾氣進(jìn)氣口 A設(shè)置在蒸發(fā)冷卻段2的底部，其中，噴淋空塔結(jié)構(gòu)包括一個(gè)容納氣液流通的腔體和設(shè)置于蒸發(fā)冷卻段2的上部的第二冷卻液噴嘴28，冷卻液循環(huán)系統(tǒng)包括第二冷卻液噴嘴28、設(shè)置于蒸發(fā)冷卻段2的底部的儲(chǔ)液池21、冷卻液循環(huán)泵7，儲(chǔ)液池21設(shè)置有蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口 25、用于向所述的儲(chǔ)液池21內(nèi)補(bǔ)充蒸發(fā)冷卻液的補(bǔ)充液進(jìn)口 27、冷卻液排出口 26，蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口 25與冷卻液循環(huán)泵7的進(jìn)水口連通，冷卻液循環(huán)泵7的出水口與第二冷卻液噴嘴28連接，冷卻液循環(huán)泵7以海水或者堿液為冷卻液為蒸發(fā)冷卻段2供液。
[0028]實(shí)施例三:如圖3所示，實(shí)施例三與實(shí)施例二結(jié)構(gòu)類似，不同之處在于:主洗滌段3采用旋流板塔結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)包括三層旋流板和供液管35，供液管35位于最上層的旋流板36的上方，最上層旋流板36和第二層旋流板40的底部均設(shè)置有液體流通管道39，最下層的旋流板37兼作第一通氣阻液器，且最下層的旋流板37設(shè)置有第四排液口 38，第四排液口38通過(guò)第三閥門14與洗滌液外排管道11連通，第四排液口 38通過(guò)第四閥門16和第七閥門15與儲(chǔ)液器12的進(jìn)液口連通，當(dāng)供液管35通過(guò)第一閥門33與供液泵8連通時(shí)，供液泵8以海水為洗滌液為供液管35供液，當(dāng)供液管35通過(guò)第五閥門34與洗滌液循環(huán)泵9連通時(shí)，洗滌液循環(huán)泵9以堿液為洗滌液為供液管35供液。在具體應(yīng)用中，主洗滌段3采用旋流板塔結(jié)構(gòu)時(shí)，可以設(shè)置至少兩層旋流板，且該旋流板塔結(jié)構(gòu)中最下層旋流板兼作第一通氣阻液器5。
[0029]一種與上述實(shí)施例一給出的船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置相對(duì)應(yīng)的使用方法，步驟如下:
(I)、船舶尾氣進(jìn)入文丘里蒸發(fā)冷卻器24的文丘里管，在文丘里管的漸縮管內(nèi)增速，喉管內(nèi)氣速控制在35飛Om/s，高氣速將第一冷卻液噴嘴241噴出的冷卻液液流霧化，冷卻液霧滴與船舶尾氣發(fā)生劇烈的熱質(zhì)交換并吸熱蒸發(fā)，同時(shí)冷卻液霧滴還吸收船舶尾氣中以硫氧化物為主的酸性物質(zhì)進(jìn)行預(yù)脫硫，使得船舶尾氣冷卻增濕且當(dāng)其到達(dá)文丘里管的出口時(shí)已經(jīng)接近飽和狀態(tài)，再通過(guò)文丘里管和船舶尾氣進(jìn)氣口 A后進(jìn)入蒸發(fā)冷卻段2，然后經(jīng)過(guò)除霧器23和第一通氣阻液器5分離出冷卻液霧滴，冷卻液霧滴回落至儲(chǔ)液池21。由于在主洗滌段3和蒸發(fā)冷卻段2之間設(shè)置有第一通氣阻液器5，引導(dǎo)船舶尾氣通過(guò)第一通氣阻液器5的風(fēng)帽通氣道53進(jìn)入主洗滌段3，并阻止主洗滌段3中的低溫洗滌液混入溫度較高的蒸發(fā)冷卻段2內(nèi)的冷卻液中而使得主洗滌段3中的低溫洗滌液直接從洗滌液外排管道11外排，從而促使冷卻液通過(guò)冷卻液循環(huán)泵7獨(dú)立循環(huán)。一般地，主洗滌段3中的洗滌液的流量數(shù)倍于蒸發(fā)冷卻段2中的冷卻液的流量，設(shè)置第一通氣阻液器5后，船舶尾氣的余熱只有小部分用于加熱從補(bǔ)充液進(jìn)口 27補(bǔ)充進(jìn)入儲(chǔ)液池21的冷卻液，而大部分用于促使冷卻液的蒸發(fā)并利用較大的液氣比促使船舶尾氣在蒸發(fā)冷卻段2快速達(dá)到接近于絕熱飽和狀態(tài)，因此不需要外界供給蒸汽；
(2)、上述離開蒸發(fā)冷卻段2的接近絕熱飽和狀態(tài)的船舶尾氣經(jīng)過(guò)第一除霧裝置23并通過(guò)第一通氣阻液器5進(jìn)入主洗滌段3，船舶尾氣在第一填料層32中與第一洗滌液噴嘴31噴淋的洗滌液接觸，船舶尾氣中以硫氧化物為主的酸性物質(zhì)被洗滌液進(jìn)一步吸收，并且由于洗滌液與船舶尾氣之間溫差大，船舶尾氣在氣液接觸過(guò)程中形成過(guò)飽和水汽狀態(tài)，進(jìn)而促使船舶尾氣中大量水汽分子以船舶尾氣中的微粒的表面為核化中心相變凝結(jié)，再加上擴(kuò)散泳和熱泳的作用使微粒間碰撞團(tuán)聚進(jìn)而增重增粗，從而促進(jìn)洗滌液將微粒捕獲并高效脫除；
經(jīng)過(guò)主洗滌段3洗滌后的船舶尾氣通過(guò)第二通氣阻液器6進(jìn)入副洗滌段4，船舶尾氣在第二填料層41中與第二洗滌液噴嘴42噴淋的洗滌液接觸后被進(jìn)一步洗滌；
其中，當(dāng)船舶航行海域脫硫要求不高且允許外排洗滌液時(shí)，同時(shí)開啟第一閥門33和第三閥門14，供液泵8以海水為洗滌液向第一洗滌液噴嘴31供液，主洗滌段3的洗滌液通過(guò)第一通氣阻液器5從洗滌液外排管道11排出，或者同時(shí)開啟第一閥門33、第二閥門44、第三閥門14和第四閥門16，供液泵8以海水為洗滌液分別向第一洗滌液噴嘴31和第二洗滌液噴嘴42供液，主洗滌段3的洗滌液通過(guò)第一通氣阻液器5的第一排液口 51從洗滌液外排管道11排出，副洗滌段4的洗滌液通過(guò)第二通氣阻液器6的第二排液口 61從洗滌液外排管道11排出；當(dāng)船舶航行海域脫硫要求不高且不允許外排洗滌液時(shí)，同時(shí)開啟第四閥門16、第五閥門34和第七閥門15，洗滌液循環(huán)泵9以堿液為洗滌液向第一洗滌液噴嘴31供液，主洗滌段3的洗滌液通過(guò)第一通氣阻液器5、儲(chǔ)液器12、洗滌液循環(huán)泵9、洗滌液冷卻器13以及第一洗滌液噴嘴31進(jìn)行循環(huán)，或者同時(shí)開啟第四閥門16、第五閥門34、第六閥門45和第七閥門15，洗滌液循環(huán)泵9以堿液為洗滌液分別向第一洗滌液噴嘴31和第二洗滌液噴嘴42供液，主洗滌段3的洗滌液通過(guò)第一通氣阻液器5、儲(chǔ)液器12、洗滌液循環(huán)泵9、洗滌液冷卻器13和第一洗滌液噴嘴31進(jìn)行循環(huán)，副洗滌段4的洗滌液通過(guò)第二通氣阻液器6、儲(chǔ)液器12、洗滌液循環(huán)泵9、洗滌液冷卻器13和第二洗滌液噴嘴42進(jìn)行循環(huán)；當(dāng)船舶航行海域脫硫要求高且允許外排洗滌液時(shí)，同時(shí)開啟第一閥門33、第三閥門14、第六閥門45和第七閥門15，供液泵8以海水為洗滌液向第一洗滌液噴嘴31供液，主洗滌段的洗滌液通過(guò)第一通氣阻液器5的第一排液口 51從洗滌液外排管道11排出，洗滌液循環(huán)泵9以堿液為洗滌液向第二洗滌液噴嘴42供液，副洗滌段4的洗滌液通過(guò)第二通氣阻液器6、儲(chǔ)液器12、洗滌液循環(huán)泵9、洗滌液冷卻器13和第二洗滌液噴嘴42進(jìn)行循環(huán)；當(dāng)船舶航行海域脫硫要求高且不允許外排洗滌液時(shí)，同時(shí)開啟第四閥門16、第五閥門34、第六閥門45和第七閥門15，洗滌液循環(huán)泵9以堿液為洗滌液分別向第一洗滌液噴嘴31和第二洗滌液噴嘴42供液，主洗滌段3的洗滌液通過(guò)第一通氣阻液器5、儲(chǔ)液器12、洗滌液循環(huán)泵9、洗滌液冷卻器13和第一洗滌液噴嘴31進(jìn)行循環(huán)，副洗滌段4的洗滌液通過(guò)第二通氣阻液器6、儲(chǔ)液器12、洗滌液循環(huán)泵9、洗滌液冷卻器13和第二洗滌液噴嘴42進(jìn)行循環(huán)；
(3)、上述經(jīng)過(guò)主洗滌段3和副洗滌段4洗滌后的船舶尾氣依次通過(guò)第二除霧裝置43和尾氣加熱器10后從船舶尾氣出氣口 B排出。
[0030]按照上述與實(shí)施例一給出的裝置相對(duì)應(yīng)的使用方法進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)采用對(duì)比裝置進(jìn)行對(duì)比，該對(duì)比裝置與實(shí)施例一結(jié)構(gòu)相似，不同之處在于蒸發(fā)冷卻段2與主洗滌段3之間不設(shè)第一通氣阻液器5，主洗滌段3和副洗滌段4之間也不設(shè)第二通氣阻液器6，即主洗滌段3和副洗滌段4的洗滌液均流至蒸發(fā)冷卻段2與冷卻液混合，實(shí)施效果對(duì)比如下:
采用實(shí)施例一給出的裝置的實(shí)施效果:船舶尾氣溫度為210°C，冷卻液為50°C的海水，文丘里管內(nèi)的液氣比為1L/Nm3，主洗滌段3和副洗滌段4的洗滌液均為12°C的海水，主洗滌段3內(nèi)的液氣比6L/Nm3，副洗滌段4內(nèi)的液氣比為2L/Nm3，船舶尾氣經(jīng)過(guò)蒸發(fā)冷卻段2、主洗滌段3和副洗滌段4的洗滌之后，經(jīng)計(jì)算，脫硫效率為92.5%，微粒脫除率為86.3%。
[0031]采用對(duì)比裝置的實(shí)施效果:船舶尾氣溫度為210°C，冷卻液為50°C的海水，文丘里管內(nèi)的液氣比為1L/Nm3，主洗滌段3和副洗滌段4的洗滌液均為12°C的海水，主洗滌段3內(nèi)的液氣比為6L/Nm3，副洗滌段4內(nèi)的液氣比2L/Nm3，船舶尾氣經(jīng)過(guò)蒸發(fā)冷卻段2、主洗滌段3和副洗滌段4的洗滌之后，經(jīng)計(jì)算，脫硫效率為93.2%，微粒脫除率為28.7%。
[0032]經(jīng)過(guò)上述對(duì)比可知，實(shí)施例一給出的裝置將蒸發(fā)冷卻段2使用的冷卻液與主洗滌段3和副洗滌段4使用的洗滌液分開，使得蒸發(fā)冷卻段2有獨(dú)立的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，蒸發(fā)量大，微粒表面核化凝結(jié)效果大，微粒脫除率比對(duì)比裝置的實(shí)施效果有顯著提高。
[0033]基于本發(fā)明的原理，實(shí)施方案不限于以上實(shí)施例，蒸發(fā)冷卻段2的冷卻方式、主洗滌段2和副洗滌段3的洗滌方式可有不同組合。例如，除上述實(shí)施例中提到的，在實(shí)際應(yīng)用中，主洗滌段3還可以采用噴淋空塔結(jié)構(gòu)或者動(dòng)力波洗滌管，其中當(dāng)采用動(dòng)力波洗滌管時(shí)，動(dòng)力波洗滌管既是洗滌器，也兼做第一通氣阻液器5 ;副洗滌段4還可以采用旋流板塔結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用該結(jié)構(gòu)時(shí)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例三中描述的主洗滌段3相同，且最下層的旋流板兼作為第二通氣阻液器6。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置，包括洗滌塔體，所述的洗滌塔體的下部設(shè)置有船舶尾氣進(jìn)氣口，所述的洗滌塔體的上部設(shè)置有船舶尾氣出氣口，其特征在于所述的洗滌塔體內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)冷卻段和主洗滌段，所述的船舶尾氣進(jìn)氣口與所述的蒸發(fā)冷卻段連通，所述的船舶尾氣出氣口與所述的主洗滌段連通，所述的蒸發(fā)冷卻段與所述的主洗滌段之間設(shè)置有可讓氣體流通而阻止液體流通的第一通氣阻液器，所述的蒸發(fā)冷卻段配置有獨(dú)立的用于促使船舶尾氣在所述的蒸發(fā)冷卻段內(nèi)快速接近于絕熱飽和的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，所述的主洗滌段連接有洗滌液開式系統(tǒng)和洗滌液循環(huán)系統(tǒng)，所述的洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為所述的主洗滌段供液，所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液為所述的主洗滌段供液，所述的第一通氣阻液器分別與所述的洗滌液開式系統(tǒng)和所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連接，船舶尾氣通過(guò)所述的船舶尾氣進(jìn)氣口后依次經(jīng)過(guò)所述的蒸發(fā)冷卻段和所述的主洗滌段完成船舶尾氣的脫硫和除微粒后再?gòu)乃龅拇拔矚獬鰵饪谂懦觥?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置，其特征在于所述的洗滌塔體內(nèi)設(shè)置有第一除霧裝置、第二除霧裝置和尾氣加熱器，所述的第一除霧裝置位于所述的第一通氣阻液器的下方，所述的尾氣加熱器靠近所述的船舶尾氣出氣口，所述的第二除霧裝置位于所述的主洗滌段與所述的尾氣加熱器之間；所述的第一除霧裝置和所述的第二除霧裝置均包括除霧器及分別設(shè)置于所述的除霧器的上方和下方的噴淋嘴，所述的噴淋嘴與所述的洗滌液開式系統(tǒng)連接；船舶尾氣通過(guò)所述的船舶尾氣進(jìn)氣口后依次經(jīng)過(guò)所述的蒸發(fā)冷卻段、所述的第一除霧裝置和所述的主洗滌段完成船舶尾氣的脫硫和除微粒后再通過(guò)所述的第二除霧裝置除霧和所述的尾氣加熱器加熱后從所述的船舶尾氣出氣口排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置，其特征在于所述的洗滌塔體內(nèi)還設(shè)置有副 洗滌段，所述的副洗滌段位于所述的主洗滌段和所述的第二除霧裝置之間，所述的主洗滌段和所述的副洗滌段之間設(shè)置有可讓氣體流通而阻止液體流通的第二通氣阻液器，所述的主洗滌段通過(guò)所述的第二通氣阻液器與所述的副洗滌段連通，所述的副洗滌段分別與所述的洗滌液開式系統(tǒng)和所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連接，所述的洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為所述的副洗滌段供液，所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液為所述的副洗滌段供液，所述的第二通氣阻液器分別與所述的洗滌液開式系統(tǒng)和所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連接，船舶尾氣通過(guò)所述的船舶尾氣進(jìn)氣口后依次經(jīng)過(guò)所述的蒸發(fā)冷卻段、所述的主洗滌段和所述的副洗滌段完成船舶尾氣的脫硫和除微粒后再?gòu)乃龅拇拔矚獬鰵饪谂懦觥?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)冷卻段采用外接文丘里蒸發(fā)冷卻器的噴淋空塔結(jié)構(gòu)，所述的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)包括文丘里蒸發(fā)冷卻器、設(shè)置于所述的蒸發(fā)冷卻段的底部的儲(chǔ)液池、冷卻液循環(huán)泵，所述的文丘里蒸發(fā)冷卻器中的文丘里管的出口與所述的船舶尾氣進(jìn)氣口連接，所述的儲(chǔ)液池設(shè)置有蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口、用于向所述的儲(chǔ)液池內(nèi)補(bǔ)充冷卻液的補(bǔ)充液進(jìn)口、冷卻液排出口，所述的蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口與所述的冷卻液循環(huán)泵的進(jìn)水口連通，所述的冷卻液循環(huán)泵的出水口與所述的文丘里蒸發(fā)冷卻器中的第一冷卻液噴嘴連接，所述的冷卻液循環(huán)泵以海水或者堿液為冷卻液為所述的第一冷卻液噴嘴供液。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)冷卻段采用噴淋空塔結(jié)構(gòu)，所述的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置于所述的蒸發(fā)冷卻段的上部的第二冷卻液噴嘴、設(shè)置于所述的蒸發(fā)冷卻段的底部的儲(chǔ)液池、冷卻液循環(huán)泵，所述的儲(chǔ)液池設(shè)置有蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口、用于向所述的儲(chǔ)液池內(nèi)補(bǔ)充蒸發(fā)冷卻液的補(bǔ)充液進(jìn)口、冷卻液排出口，所述的蒸發(fā)冷卻液循環(huán)出口與所述的冷卻液循環(huán)泵的進(jìn)水口連通，所述的冷卻液循環(huán)泵的出水口與所述的第二冷卻液噴嘴連接，所述的冷卻液循環(huán)泵以海水或者堿液為冷卻液為所述的第二冷卻液噴嘴供液。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置，其特征在于所述的主洗滌段采用填料塔結(jié)構(gòu)或者噴淋空塔結(jié)構(gòu)或者旋流板塔結(jié)構(gòu)； 所述的主洗滌段采用填料塔結(jié)構(gòu)時(shí)，其結(jié)構(gòu)包括第一填料層和第一洗滌液噴嘴，所述的第一填料層位于所述的第一通氣阻液器的上方，所述的第一洗滌液噴嘴位于所述的第一填料層的上方，所述的第一洗滌液噴嘴通過(guò)第一閥門與所述的洗滌液開式系統(tǒng)連通且由所述的洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為所述的第一洗滌液噴嘴供液，所述的第一洗滌液噴嘴通過(guò)第五閥門與所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通且由所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液為所述的第一洗滌液噴嘴供液； 所述的主洗滌段采用旋流板塔結(jié)構(gòu)時(shí)，其結(jié)構(gòu)包括至少兩層旋流板和供液管，所述的供液管位于最上層的所述的旋流板的上方，最下層的所述的旋流板兼作所述的第一通氣阻液器，最下層的所述的旋流板通過(guò)第三閥門與所述的洗滌液開式系統(tǒng)連通，最下層的所述的旋流板通過(guò)第四閥門和第七閥門與所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通，所述的供液管通過(guò)所述的第一閥門與所述的 洗滌液開式系統(tǒng)連通且由所述的洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為所述的供液管供液，所述的供液管通過(guò)所述的第五閥門與所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通且由所述的洗漆液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗漆液為所述的供液管供液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置，其特征在于所述的副洗滌段采用填料塔結(jié)構(gòu)或者噴淋空塔結(jié)構(gòu)或者旋流板塔結(jié)構(gòu)； 所述的副洗滌段采用填料塔結(jié)構(gòu)時(shí)，其結(jié)構(gòu)包括第二填料層和第二洗滌液噴嘴，所述的第二填料層位于所述的第二通氣阻液器的上方，所述的第二洗滌液噴嘴位于所述的第二填料層的上方，所述的第二洗滌液噴嘴通過(guò)第二閥門與所述的洗滌液開式系統(tǒng)連通且由所述的洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液為所述的第二洗滌液噴嘴供液，所述的第二洗滌液噴嘴通過(guò)第六閥門與所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通且由所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液為所述的第二洗滌液噴嘴供液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置，其特征在于所述的第一通氣阻液器和所述的第二通氣阻液器采用風(fēng)帽式結(jié)構(gòu)或者導(dǎo)流板式結(jié)構(gòu)； 所述的第一通氣阻液器和所述的第二通氣阻液器采用風(fēng)帽式結(jié)構(gòu)時(shí)，其結(jié)構(gòu)包括基板，所述的基板的邊緣與所述的洗滌塔體的內(nèi)壁固定連接，所述的基板上設(shè)置有若干個(gè)貫穿所述的基板的上下表面的通孔，所述的基板上設(shè)置有與所述的通孔連通的帽身，所述的帽身的頂端連接有用于阻止液體流通的帽頭，所述的帽身與所述的帽頭之間設(shè)置有用于氣體流通的風(fēng)帽通氣道，所述的基板上設(shè)置有排液口，所述的排液口分別與所述的洗滌液開式系統(tǒng)和所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置，其特征在于所述的洗滌液開式系統(tǒng)包括供液泵和洗滌液外排管道，所述的供液泵的出水口分別與所述的第一除霧裝置中的噴淋嘴和所述的第二除霧裝置中的噴淋嘴連通，所述的供液泵的出水口通過(guò)所述的第一閥門與所述的第一洗滌液噴嘴連通，所述的供液泵的出水口通過(guò)所述的第二閥門與所述的第二洗滌液噴嘴連通，所述的供液泵以海水為洗滌液向所述的第一洗滌液噴嘴和所述的第二洗滌液噴嘴供液，所述的第一通氣阻液器通過(guò)所述的第三閥門與所述的洗滌液外排管道連通，所述的第二通氣阻液器通過(guò)所述的第四閥門和所述的第三閥門與所述的洗滌液外排管道連通，所述的第一通氣阻液器和所述的第二通氣阻液器所沉積的洗滌液從所述的洗滌液外排管道排出； 所述的洗滌液循環(huán)系統(tǒng)包括洗滌液循環(huán)泵、儲(chǔ)液器和洗滌液冷卻器，所述的儲(chǔ)液器的出液口依次通過(guò)所述的洗滌液循環(huán)泵、所述的洗滌液冷卻器和所述的第五閥門與所述的第一洗滌液噴嘴連通，所述的儲(chǔ)液器的出液口依次通過(guò)所述的洗滌液循環(huán)泵、所述的洗滌液冷卻器和所述的第六閥門與所述的第二洗滌液噴嘴連通，所述的第一通氣阻液器通過(guò)所述的第四閥門和所述的第七閥門與所述的儲(chǔ)液器的進(jìn)液口連通，所述的第二通氣阻液器通過(guò)所述的第七閥門與所述的儲(chǔ)液器的進(jìn)液口連通，所述的洗滌液循環(huán)泵以堿液為洗滌液向所述的第一洗滌液噴嘴和所述的第二洗滌液噴嘴循環(huán)供液。
10.一種權(quán)利要求3所述的船舶尾氣一塔化脫硫除微粒裝置的使用方法，其特征在于包括以下步驟:· (1)、開啟冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，冷卻液循環(huán)系統(tǒng)以海水或者堿液為冷卻液向蒸發(fā)冷卻段供液，船舶尾氣從船舶尾氣進(jìn)氣口進(jìn)入蒸發(fā)冷卻段與冷卻液接觸并進(jìn)行熱質(zhì)交換，冷卻液吸收船舶尾氣的熱量后蒸發(fā)，促使船舶尾氣的溫度降低、濕度增加并接近絕熱飽和狀態(tài)； (2)、離開蒸發(fā)冷卻段的接近絕熱飽和狀態(tài)的船舶尾氣經(jīng)過(guò)第一除霧裝置并通過(guò)第一通氣阻液器進(jìn)入主洗滌段后與由洗滌液開式系統(tǒng)或者洗滌液循環(huán)系統(tǒng)供給的低溫洗滌液接觸，船舶尾氣中以硫氧化物為主的酸性物質(zhì)被洗滌液吸收，并且由于洗滌液溫度低且與船舶尾氣之間溫差大，船舶尾氣在氣液接觸過(guò)程中形成過(guò)飽和水汽狀態(tài)，進(jìn)而促使船舶尾氣中大量水汽分子以尾氣中的微粒的表面為核化中心相變凝結(jié)，再加上擴(kuò)散泳和熱泳的作用使得微粒碰撞團(tuán)聚進(jìn)而增重增粗，促使洗滌液將微粒捕獲并高效脫除； 經(jīng)過(guò)主洗滌段洗滌后的船舶尾氣通過(guò)第二通氣阻液器進(jìn)入副洗滌段被洗滌液進(jìn)一步洗滌，洗滌液由洗滌液開式系統(tǒng)或者洗滌液循環(huán)系統(tǒng)供給； 其中，當(dāng)船舶航行海域脫硫要求不高且允許外排洗滌液時(shí)，主洗滌段與洗滌液開式系統(tǒng)連通，洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液向主洗滌段供液，副洗滌段關(guān)閉或者副洗滌段與洗滌液開式系統(tǒng)連通，且當(dāng)副洗滌段與洗滌液開式系統(tǒng)連通時(shí)，洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液向副洗滌段供液；當(dāng)船舶航行海域脫硫要求不高且不允許外排洗滌液時(shí)，主洗滌段與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通，洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液向主洗滌段供液，副洗滌段關(guān)閉或者副洗滌段與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通，且當(dāng)副洗滌段與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通時(shí)，洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液向副洗滌段供液；當(dāng)船舶航行海域脫硫要求高且允許外排洗滌液時(shí)，主洗滌段與洗滌液開式系統(tǒng)連通，副洗滌段與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通，洗滌液開式系統(tǒng)以海水為洗滌液向主洗滌段供液，洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液向副洗滌段供液；當(dāng)船舶航行海域脫硫要求高且不允許外排洗滌液時(shí)，主洗滌段和副洗滌段分別與洗滌液循環(huán)系統(tǒng)連通，洗滌液循環(huán)系統(tǒng)以堿液為洗滌液分別向主洗滌段和副洗滌段供液； (3)、上述經(jīng)過(guò)主洗滌段和副洗滌段洗滌后的船舶尾氣依次通過(guò)第二除霧裝置和尾氣加熱器后從船舶尾氣出氣口排出。
【文檔編號(hào)】B01D53/50GK103432886SQ201310344800
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】楊國(guó)華 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)