一種適用于船舶上的煙氣脫硫除塵工藝及一體化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于煙氣脫硫除塵技術(shù)，具體涉及一種適用于船舶上的煙氣脫硫除塵工藝及一體化裝置，解決了現(xiàn)有船用煙氣脫硫除塵工藝及裝備存在的問題。煙氣脫硫除塵裝置，包括多級錯流旋轉(zhuǎn)填料床，貧液槽，貧液循環(huán)泵，曝氣池等。煙氣脫硫工藝包括開式的海水法煙氣脫硫工藝和閉式的堿液法煙氣脫硫工藝。兩種工藝可以聯(lián)合使用，與旋轉(zhuǎn)填料床結(jié)合，具有脫硫率高、能耗低、工藝簡單、投資和運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行穩(wěn)定、開停車方便，實(shí)現(xiàn)脫硫除塵一體化等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種適用于船舶上的煙氣脫硫除塵工藝及一體化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煙氣脫硫除塵的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于船舶上的煙氣脫硫除塵工藝及一體化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]船舶動力裝置(大型柴油機(jī))使用的是含硫量極高的重油，導(dǎo)致其尾氣中含有大量的SOx，對大氣造成嚴(yán)重污染。為了對船用柴油機(jī)排放造成的污染加以控制，國際海事組織(MO)對MARP0L73/78公約附則VI “防止船舶造成大氣污染規(guī)則”進(jìn)行了修訂，對船用燃油含量的規(guī)定更加嚴(yán)苛:對于硫氧化物排放控制區(qū)，從2015年I月I日開始不得超過0.1% ;對于非控制區(qū)，從2012年I月I日開始，全球船用重質(zhì)燃油的硫含量從附則VI的4.5%降低至3.5%ο
[0003]在船舶上加裝煙氣脫硫裝置，是應(yīng)對國際船舶排放標(biāo)準(zhǔn)最有前途的途徑。因?yàn)?，要真正降低船用燃油的硫含量并不容易?？紤]到煉油公司對重油進(jìn)行深度脫硫要增加約1000元/t的燃油成本，而低硫輕油又油源不足，其高昂的費(fèi)用也令船東無法承受。然而，據(jù)測算，采用煙氣脫硫裝置，脫硫成本折算成燃油成本為50~100元/t，為重油深度脫硫稱本的1/10，經(jīng)濟(jì)上優(yōu)勢明顯，切不需要改變煉油與油品供應(yīng)方案。
[0004]船舶煙氣脫硫設(shè)備是一種對船舶柴油機(jī)的排煙進(jìn)行洗滌等后處理的裝置，該裝置需要達(dá)到一種“等效性”，即船舶主機(jī)的排煙經(jīng)過廢氣洗滌設(shè)備脫硫后，煙氣中SOx含量降低，使得主機(jī)使用含量3.5%的燃油產(chǎn)生的排放等效于使用含硫量0.1%的燃油，設(shè)備的脫硫率為97.2%。由于船舶的條件所限，船舶廢氣脫硫設(shè)備必須滿足經(jīng)濟(jì)性好、輕便小巧、不對海洋環(huán)境造成污染等要求。
[0005]目前國外開發(fā)出來的煙氣洗滌設(shè)備都是洗滌塔。PureS0x、BELC0、Hamworthy這3種洗滌器的脫硫效率都滿足最高的等效性(即脫硫率超過97.2%)ο PureSOx和Hamworthy兩種設(shè)備都采用主洗滌塔外配用一個類似文丘里管的裝置，其作用是對煙氣進(jìn)行冷卻和預(yù)洗滌。一般船舶主機(jī)的排煙溫度在200~300° C，經(jīng)過預(yù)洗滌后高溫?zé)煔獗焕淠禍剡_(dá)到飽和狀態(tài)，有利于主塔內(nèi)脫硫效率的提高。BELCO設(shè)備采用錐形水幕噴淋起到冷卻煙氣的效果。煙氣從塔體下部進(jìn)入，使得塔體更小巧，安裝更加靈活，有利于并聯(lián)使用，因此相對來說，該設(shè)備的適用范圍最大。然而，這三種洗滌塔的直徑均為5 m左右，塔高均在10 m以上，龐大的設(shè)備體積無疑大大增加了脫硫成本。
[0006]由于受到船上特定環(huán)境的限制，加上船舶脫硫指標(biāo)嚴(yán)格于一般煙氣脫硫，因此船用煙氣脫硫應(yīng)用技術(shù)和工藝?yán)щy很大。如何減少整個設(shè)備的體積是海水脫硫能否應(yīng)用于船舶領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。
[0007]在達(dá)到要求的脫硫效率的前提下，控制廢氣脫硫設(shè)備的成本是主要目標(biāo)。采用混合系統(tǒng)的洗滌液供排方式具有廣泛的適用性和較高的經(jīng)濟(jì)性，是廢氣洗滌脫硫設(shè)備的首選。
[0008]專利CN 102698583 A發(fā)明了一種電解法海水脫硫方法和裝置用于船用燃機(jī)尾氣處理。將天然海水由電解制氯設(shè)備電解產(chǎn)生次氯酸鈉海水溶液，作為吸收劑替代天然海水，利用次氯酸鈉的氧化性，將溶解于海水中的亞硫酸鈉氧化為硫酸根，提高了海水對二氧化硫的吸收速率。省卻了現(xiàn)有技術(shù)的曝氣池，提尚了單位體積海水的SO2吸收效率，大大減小了吸收塔的體積，實(shí)現(xiàn)了海水脫硫工藝在船舶的應(yīng)用。但該方法使用電解裝置，能耗較高。專利CN103007691 A發(fā)明了一種船用燃機(jī)煙氣脫硫脫硝一體化方法及設(shè)備，該方法利用二氧化氯濃溶液與天然海水混合作為SOjP NO x的吸收劑，二氧化氯由二氧化氯發(fā)生器制得，實(shí)現(xiàn)了用同一吸收劑脫除兩種污染氣體，減小了設(shè)備占地面積，提高了船舶空間利用率；同樣省卻了原海水脫硫工藝流程中的曝氣池，提高了單位體積海水的SO2K收效率，減小了吸收塔的體積。但是，該方法使用二氧化氯發(fā)生器，成本難免較高。
[0009]目前，PM2.5(2.5 μm以下顆粒物)的污染已成為熱點(diǎn)話題，其危害性已被人們所重視。國際海事組織對于船舶尾氣中微粒排放限制條例還在制定當(dāng)中。研宄表明:燃油硫含量將決定船舶排煙中微粒的含量。船舶尾氣的微粒中有40%~80%的組分是硫酸鹽，因?yàn)榱蛩猁}易溶于水，所以考慮運(yùn)用濕法除塵技術(shù)將部分顆粒物洗下是可行的。PureSOx、BELC0、Hamworthy等設(shè)備也聲稱可以去除30%~80%的PM。然而，船舶排煙中的顆粒物有70%在0.4μπι以下，普通濕法除塵技術(shù)對于這種粒徑范圍內(nèi)的顆粒物去除效果并不好。因此，要采用濕法在同一洗滌塔內(nèi)同時脫除SOx和PM，如何加強(qiáng)濕法對于超細(xì)微粒的捕集能力將是研宄的重點(diǎn)和難點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明目的是提供一種船用燃機(jī)煙氣脫硫除塵一體化方法及實(shí)施該方法的設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的投資成本高，占地面積大，設(shè)備的操作難度大，除塵效果不佳的問題。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置，包括旋轉(zhuǎn)填料床，旋轉(zhuǎn)填料床有液體進(jìn)口、氣體進(jìn)口、液體出口以及氣體出口，液體進(jìn)口連接吸收液來源，氣體進(jìn)口連接船舶煙氣輸出管路，所述的旋轉(zhuǎn)填料床包括外殼、轉(zhuǎn)軸、旋流板除霧器以及兩個或者兩個以上可以高速旋轉(zhuǎn)的填料轉(zhuǎn)子和一個或者一個以上靜止的填料定子，填料轉(zhuǎn)子與填料定子交替安裝、自上而下同軸設(shè)置、以填料轉(zhuǎn)子始、以填料轉(zhuǎn)子終，最上部的填料轉(zhuǎn)子上方設(shè)置旋流板除霧器，填料轉(zhuǎn)子中心都設(shè)置有液體分布器，各液體分布器與連接各自的液體進(jìn)口，外殼頂部連接氣體出口、底部連接液體出口和氣體進(jìn)口。
[0012]所述的填料定子與外殼相連，填料轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸相連，轉(zhuǎn)軸下端裝有被動皮帶輪連接驅(qū)動電機(jī)，轉(zhuǎn)軸的上下兩端與外殼連接的部分均通過軸承座進(jìn)行動密封。
[0013]所述的旋流板除霧器包括除霧器筋板，除霧器筋板與轉(zhuǎn)軸通過上軸承座連接，旋流板除霧器上方安裝在旋轉(zhuǎn)填料床外殼頂部的橢圓封頭，氣體出口設(shè)置于橢圓封頭頂部。
[0014]所述的填料轉(zhuǎn)子和填料定子由填料支撐進(jìn)行支撐，填料支撐為中間開孔的不銹鋼板或支撐筋，支撐筋為斜葉片或直條筋；填料轉(zhuǎn)子的填料支撐與轉(zhuǎn)軸焊接連為一體，填料定子的填料支撐與外殼內(nèi)壁焊接連為一體。
[0015]填料轉(zhuǎn)子中心的液體分布器是環(huán)形套管，套于轉(zhuǎn)軸之上，每個液體分布器上根據(jù)煙氣處理量非對稱開4~8個孔，保證液體以2?5 m/s流速噴灑在轉(zhuǎn)子內(nèi)緣。
[0016]填料定子與外殼內(nèi)壁間距占外殼內(nèi)徑的0.59^10%,比填料轉(zhuǎn)子與外殼內(nèi)壁的間距小，靜止不動的填料定子上方安裝有梯形圓筒，梯形圓筒與外殼一起構(gòu)成集液槽，梯形圓筒的底部連接填料定子的外緣。
[0017]液體出口的頂部與外殼底部齊平。
[0018]氣體進(jìn)口伸進(jìn)外殼底部，氣體進(jìn)口的頂部高出外殼底部，設(shè)置氣體進(jìn)口的進(jìn)氣管進(jìn)入外殼前的一端安裝有擋板，在進(jìn)氣管末端、氣體進(jìn)口處也設(shè)置有擋板，擋板之前的進(jìn)氣管上開有一組格柵孔。
[0019]所述吸收液來源為天然海水或者裝有天然海水的海水池，海水池經(jīng)水泵、調(diào)節(jié)閥、流量計連接旋轉(zhuǎn)填料床的各個液體進(jìn)口，旋轉(zhuǎn)填料床的液體出口經(jīng)過濾裝置連接曝氣池，曝氣池設(shè)對外的排液口。
[0020]所述吸收液來源為裝有堿性吸收液的緩沖罐，緩沖罐通過水泵、調(diào)節(jié)閥、流量計連接旋轉(zhuǎn)填料床的各個液體進(jìn)口，旋轉(zhuǎn)填料床的液體出口經(jīng)過濾裝置連接緩沖罐，緩沖罐連接曝氣池，曝氣池設(shè)對外排液口、同時底部連接污泥柜。
[0021]一種用于船舶上煙氣脫硫除塵工藝，基于如上所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置完成，其為開式的海水法煙氣脫硫工藝，步驟如下:
a.船舶鍋爐煙氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)填料床底部的氣體進(jìn)口，
b.海水按與船舶鍋爐煙氣0.1?5 L/m3的液氣比用水泵從海洋或海水池中直接增壓至旋轉(zhuǎn)填料床的各個液體進(jìn)口，
c.海水在旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)經(jīng)過液體分布器向周圍噴灑，被轉(zhuǎn)速為200~1600r/min的高速旋轉(zhuǎn)的填料轉(zhuǎn)子剪切成尺度極小的液滴、液膜、液絲；液體從填料轉(zhuǎn)子中心甩出到殼體內(nèi)緣，與軸向而來的煙氣錯流接觸，最后，從填料轉(zhuǎn)子甩出的液體被旋轉(zhuǎn)床的外殼截獲并沿殼壁流下，外殼底部的液體出口排出，而氣體則通過旋轉(zhuǎn)填料床頂部的旋流板除霧器后由氣體出口排出，
d.當(dāng)處理氣量不足最大處理量的1/3時，需要的液量也小，且氣速較低，一級即可達(dá)到高效脫硫，僅在下方液體進(jìn)口通入海水，上邊的兩層填料可同時充當(dāng)除霧器的作用；
e.從液體出口排出的液體進(jìn)入過濾裝置，將煙氣中洗滌下來的粉塵過濾掉，然后進(jìn)入曝氣池，
f.向曝氣池中通入適量空氣，進(jìn)行脫硫后海水的稀釋，經(jīng)過20~30min的曝氣，達(dá)到入海排放標(biāo)準(zhǔn)后排入大海。
[0022]一種用于船舶上煙氣脫硫除塵工藝，基于所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置完成，其為閉式的堿液法煙氣脫硫工藝，步驟如下:
a.將船舶鍋爐煙氣由鼓風(fēng)機(jī)送入旋轉(zhuǎn)填料床底部的氣體進(jìn)口:
b.同時將緩沖罐中的堿性吸收液按與船舶鍋爐煙氣0.2~5 L/m3的液氣比用水泵泵入旋轉(zhuǎn)填料床的各個液體進(jìn)口；
c.堿性吸收液在在旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)經(jīng)過液體分布器向周圍噴灑，被轉(zhuǎn)速為200~1600r/min的高速旋轉(zhuǎn)的填料轉(zhuǎn)子剪切成尺度極小的液滴、液膜、液絲；液體從填料轉(zhuǎn)子中心甩出到殼體內(nèi)緣，與軸向而來的煙氣錯流接觸，最后，從填料轉(zhuǎn)子甩出的液體被旋轉(zhuǎn)填料床的外殼截獲并沿殼壁流下，從床體底部的液體出口排出，而氣體則通過旋轉(zhuǎn)床頂部的旋流板除霧器后由氣體出口排出，堿性吸收液從底部排液管排出；
d.當(dāng)處理氣量不足最大處理量的1/3時，需要的液量也小，一級即可達(dá)到高效脫硫，因而僅在下方液體進(jìn)口通入堿液，上邊的兩層填料可同時充當(dāng)除霧器的作用；
e.排出的堿性吸收液進(jìn)入沉降過濾裝置，將煙氣中洗滌下來的粉塵過濾掉；
f.過濾后的吸收液回到緩沖罐，進(jìn)行循環(huán)吸收，當(dāng)pH值低于5-7，添加淡水和堿性添加劑，堿性添加劑是NaOH或似20)3或NaHCO 3;
g.循環(huán)使鹽濃度達(dá)到飽和時，將產(chǎn)生的殘液稀釋和曝氣處理后，達(dá)到入海排放標(biāo)準(zhǔn)后的殘液直接排入大海，殘液中的污泥用污泥柜存儲以待排岸。
[0023]旋轉(zhuǎn)填料床的處理氣速可達(dá)傳統(tǒng)塔設(shè)備的3倍，大大減小了設(shè)備直徑，本發(fā)明能直接安裝在煙囪內(nèi)部，相比塔設(shè)備而言，大大節(jié)省了設(shè)備的占地面積。
[0024]本發(fā)明中的兩種工藝在船舶上都可以獨(dú)立使用，又可以聯(lián)合使用。對于VLCC、ULCC、萬箱輪等長期航行于開放海域的船舶，擁有充足的海水資源，可以采用開式的海水法煙氣脫硫除塵工藝。對于航行于內(nèi)河河口的船舶來說，水質(zhì)堿度較低，甚至都是淡水，為滿足脫硫要求，可采用舷外水或自身淡水添加堿性化學(xué)添加劑，如NaOH或似20)3等，增加吸收劑的堿性，使脫硫效率提高，即采用閉式的堿液法煙氣脫硫除塵工藝。對于頻繁出入內(nèi)河和外海的船舶，淡水添加堿性物和海水脫硫兩種系統(tǒng)混合使用，根據(jù)海水水質(zhì)或港口嚴(yán)格硫排放控制要求，靈活切換使用。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:首先，兩種煙氣脫硫除塵工藝既可以獨(dú)立使用，又可以聯(lián)合使用，靈活切換，適用性強(qiáng)；其次，多級錯流旋轉(zhuǎn)填料床能夠?qū)⒁后w分散成微米級的液膜、液滴和液絲，氣體通過填料轉(zhuǎn)子和填料定子的多次分布使得氣液兩相得到極強(qiáng)的微觀混合混合，從而強(qiáng)化氣-液間的傳質(zhì)過程，提高脫硫率和PM2.5的捕集率，填料床上部的旋流板除霧器與殼體連為一體，橢圓形封頭既加強(qiáng)了殼體強(qiáng)度，又可以消除霧沫夾帶現(xiàn)象，使脫硫除塵實(shí)現(xiàn)一體化。
[0026]本發(fā)明所述多級錯流旋轉(zhuǎn)填料床具有設(shè)備體積小，處理氣量范圍寬，結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，與傳統(tǒng)塔器相比，該工藝具有脫硫率高、除塵率高、能耗低、工藝簡單、能實(shí)現(xiàn)脫硫除塵一體化、投資和運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行穩(wěn)定、基本不受船舶顛簸傾斜的影響、開停車方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0027]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為多級錯流旋轉(zhuǎn)填料床結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為海水法開式煙氣脫硫除塵流程；圖3為堿法閉式煙氣脫硫除塵流程。
[0028]圖中:1、氣體出口 ；2-1、液體進(jìn)口 I ;2-2、液體進(jìn)口 II ;3_1、填料轉(zhuǎn)子I ;3_2、填料轉(zhuǎn)子II ;4-1、轉(zhuǎn)子填料支撐I ;4-2、轉(zhuǎn)子填料支撐II ;5、外殼；6、液體出口 ；7、橢圓封頭；8、上軸承座；9、旋流板除霧器；10_1、液體分布器I ;10_2、液體分布器II ;11、集液槽；12、填料定子；13、定子填料支撐；14、擋板；15、氣體進(jìn)口 ；16、下軸承座；17、轉(zhuǎn)軸；18、被動皮帶輪；19、海水池;20、水泵;21、調(diào)節(jié)閥I ;22、調(diào)節(jié)閥II ;23、調(diào)節(jié)閥III，24、流量計I，25、流量計II ;26、過濾裝置；27、曝氣池；28、緩沖罐，29、污泥柜。

【具體實(shí)施方式】
[0029]結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明。
[0030]用于船舶上煙氣脫硫除塵工藝及一體化裝置，多級錯流旋轉(zhuǎn)填料床作為煙氣脫硫除塵的核心反應(yīng)器。以二級錯流旋轉(zhuǎn)填料床，包括兩級填料轉(zhuǎn)子、一級填料定子為例，如附圖1所示，其主體包括兩個可以高速旋轉(zhuǎn)的填料轉(zhuǎn)子3-1、3-2和一個靜止不動的填料定子12。填料轉(zhuǎn)子中心分別設(shè)置液體分布器10-1、10-2，分別與進(jìn)液管2-1、2-2連接，旋轉(zhuǎn)填料床頂部安裝有旋流板除霧器9，與殼體連為一體。除霧器上方的殼體頂部安裝有橢圓封頭7，封頭頂部設(shè)有排氣管。在轉(zhuǎn)軸與殼體的連接處均設(shè)有軸承座，軸承座內(nèi)含有動密封。氣體進(jìn)口管末端裝有擋板，擋板之前一段管上開有一組格柵孔，可實(shí)現(xiàn)煙氣在轉(zhuǎn)子下方的初次分布，避免直吹轉(zhuǎn)子填料和氣體短路。
[0031]填料轉(zhuǎn)子由填料支撐組件進(jìn)行支撐，填料支撐4-1、轉(zhuǎn)子填料支撐II 4-2、定子填料支撐13為中間開孔的不銹鋼板或支撐筋，支撐筋可以為斜葉片或直條筋。轉(zhuǎn)子3-1和3-2的填料支撐4-1、4-2與轉(zhuǎn)軸17焊接連為一體，定子12的填料支撐13與殼體5內(nèi)壁焊接連為一體。
[0032]填料轉(zhuǎn)子中心的液體分布器10-1和10-2是環(huán)形套管，每個液體分布器上對稱開6個孔，開孔孔徑5 mm。
[0033]工作狀態(tài)下，液體從兩個進(jìn)液管2-1、2-2分別通過液體分布器10-1、10-2噴灑進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的填料，液體受到填料的高速剪切作用，成為尺度非常小的液膜、液滴、液絲，氣體從進(jìn)口管進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子3-2，受到高速剪切之后螺旋上升，通過中間靜止的定子12時再次受到其中填料的剪切，得到了氣體的再分布，最后氣體通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子3-1再次受到高速剪切。最后，從轉(zhuǎn)子3-1、3-2甩出的液體被旋轉(zhuǎn)床的外殼5截獲并沿殼壁流下，集液槽11可以收集含有顆粒的吸收液，液體從填料床底部的排液管6排出，而氣體通過三層填料后再旋轉(zhuǎn)通過旋流板除霧器，經(jīng)過除霧器板葉片時氣體夾帶的液滴在慣性作用下甩向外側(cè)的殼體。最后通過旋轉(zhuǎn)床頂部的排氣管I排出。當(dāng)處理氣量小的時候，需要的液量也小，可以僅在下方的液體進(jìn)口管2-2通入液體，上邊的兩層填料可同時充當(dāng)除霧器的作用。
[0034]本發(fā)明的兩種脫硫除塵工藝流程，分別為:
對于開式的海水法煙氣脫硫工藝，結(jié)合其工藝流程圖2，具體步驟如下:
a.將船舶鍋爐煙氣由鼓風(fēng)機(jī)送入多級錯流旋轉(zhuǎn)填料床底部的氣體進(jìn)口15，與此同時:
b.將天然海水按液氣比0.1?5 L/m3用水泵20輸入多級錯流旋轉(zhuǎn)填料床的兩個液體進(jìn)口 2_1和2_2。
[0035]c.天然海水在多級錯流床內(nèi)被轉(zhuǎn)速為200~1600 r/min的高速旋轉(zhuǎn)的填料轉(zhuǎn)子剪切成尺度極小的液滴、液膜、液絲；液體從轉(zhuǎn)子中心甩出到殼體內(nèi)緣，與軸向而來的煙氣錯流接觸，最后，從填料轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子甩出的液體被旋轉(zhuǎn)床的外殼截獲并沿殼壁流下，從外殼底部的排液管6排出，而氣體則通過旋轉(zhuǎn)床頂部的旋流板式除霧器除霧后經(jīng)排氣管I排出。
[0036]d.當(dāng)處理氣量小(不足最大處理量的1/3)的時候，需要的液量也小，可以僅由下方的液體進(jìn)口管2-2通入天然海水，上邊的兩層填料可同時充當(dāng)除霧器的作用；
e.從旋轉(zhuǎn)床出來的液體進(jìn)入過濾裝置26，將煙氣中洗滌下來的粉塵過濾掉，然后液體進(jìn)入曝氣池27 ；
f.為了快速地將海水中的亞硫酸根離子氧化成硫酸根離子，并減小曝氣池27的尺寸，向曝氣池27中通入適量空氣，并利用類似于壓載水的溢流置換法，進(jìn)行脫硫后海水的稀釋，經(jīng)過20~30 min的曝氣，達(dá)到入海排放標(biāo)準(zhǔn)后排入大海。
[0037]對于閉式的堿液法煙氣脫硫工藝，結(jié)合其工藝流程圖3，具體步驟如下:
a.將船舶鍋爐煙氣由鼓風(fēng)機(jī)送入多級錯流旋轉(zhuǎn)填料床底部的氣體進(jìn)口15，
b.將緩沖罐28中的堿性吸收液按液氣比0.2-5 L/m3用水泵20泵入多級錯流旋轉(zhuǎn)填料床的液體進(jìn)口 2-1和2-2。
[0038]c.堿性吸收液在多級錯流旋轉(zhuǎn)填料床中與煙氣錯流接觸，與海水法步驟2 (C)相同，吸收后煙氣從頂部氣體出口 I排除，堿性吸收液從底部液體出口管6排出。
[0039]d.排出的的堿性吸收液同樣進(jìn)入過濾裝置26，同步驟2 (e)o
[0040]e.過濾后的吸收液回到緩沖罐28，進(jìn)行循環(huán)吸收，當(dāng)pH值低于5_7，添加淡水和堿性添加劑，堿性添加劑是NaOH或似20)3或NaHCO 3;
f.循環(huán)一定的時間，當(dāng)鹽的濃度達(dá)到飽和時，將產(chǎn)生的殘液在曝氣池27稀釋和曝氣處理后，達(dá)到入海排放標(biāo)準(zhǔn)后的殘液直接排入大海，殘液中的污泥用專門的污泥柜29存儲以待排岸。
[0041]實(shí)施例1:
煙氣中SO2濃度為2000 ppm，進(jìn)口煙氣溫度為140° C ;海水法液氣比為6 L/m3時，脫硫率為99.3%，除塵率為99.8%ο堿液法液氣比為2 L/m3時，脫硫率為99.5%，除塵率為99.6%。
[0042]實(shí)施例2:
煙氣中SO2濃度為1500 ppm，進(jìn)口煙氣溫度為80° C ;海水法液氣比為3 L/m3時，脫硫率為99.1%，除塵率為99.5%ο堿液法液氣比為I L/m3時，脫硫率為99.2%，除塵率為99.4%。
[0043]實(shí)施例3:
煙氣中SO2濃度為800 ppm，進(jìn)口煙氣溫度為50° C ;海水法液氣比為2 L/m3時，脫硫率為98.9%，除塵率為99.2%ο堿液法液氣比為0.5 L/m3時，脫硫率為98.8%，除塵率為99.1%。
[0044]而相比其他煙氣洗滌裝置，例如PureS0x、BELC0、Hamworthy、EcosiIencer分別采用的填料塔、兩級串聯(lián)的噴淋塔、泡沫塔和鼓泡塔，前三個裝置采用混合系統(tǒng)，最后一個采用開環(huán)即海水脫硫系統(tǒng)，它們的脫硫率分別為99%、>97%、99%、90%，雖然已經(jīng)取得良好的效果，但這些塔設(shè)備的尺寸均在Φ5 mX10 m左右，龐大的設(shè)備體積占用大量的船舶空間，并且投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用較高，2006年公開的申請?zhí)枮?00810048002.2名稱為“海船排煙脫硫方法及裝置”采用填料式洗滌器進(jìn)行海水法脫硫，在燃油含硫量3%的條件下，能夠減排SO2到等效燃油含硫量為0.1%，即脫硫率達(dá)到96.7%，然而，當(dāng)重質(zhì)燃油的含硫量為3.5%時，其脫硫效率將難以滿足要求，另外，該洗滌器同樣存在直徑大，設(shè)備占用空間大，成本高等難題，且運(yùn)行在顛簸環(huán)境中，煙氣的凈化效果將大大降低。
[0045]本方法可在一個多級錯流旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)同時實(shí)現(xiàn)脫硫及除塵，設(shè)備體積小，可直接安裝于煙囪內(nèi)部，并且脫硫除塵效果基本不受船舶航行期間顛簸傾斜的影響。同時，該方法還將開式和閉式的兩種脫硫除塵工藝聯(lián)合使用，可以靈活切換，既適用于遠(yuǎn)洋航行，也適用于內(nèi)河行駛，實(shí)用性強(qiáng)。該發(fā)明在處理煙氣中SO2濃度在2000 ppm以下時，脫硫率可保持在98%以上，除塵率可達(dá)99%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置，包括旋轉(zhuǎn)填料床，旋轉(zhuǎn)填料床有液體進(jìn)口、氣體進(jìn)口( 15 )、液體出口(6)以及氣體出口(I)，液體進(jìn)口連接吸收液來源，氣體進(jìn)口(15)連接船舶煙氣輸出管路，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)填料床包括外殼(5)、轉(zhuǎn)軸(17)、旋流板除霧器(9)以及兩個或者兩個以上可以高速旋轉(zhuǎn)的填料轉(zhuǎn)子和一個或者一個以上靜止的填料定子(12)，填料轉(zhuǎn)子與填料定子交替安裝、自上而下同軸設(shè)置、以填料轉(zhuǎn)子始、以填料轉(zhuǎn)子終，最上部的填料轉(zhuǎn)子上方設(shè)置旋流板除霧器(9)，填料轉(zhuǎn)子中心都設(shè)置有液體分布器，各液體分布器與連接各自的液體進(jìn)口，外殼(5)頂部連接氣體出口( I)、底部連接液體出口(6)和氣體進(jìn)口(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝備，其特征在于所述的填料定子(12)與外殼(5)相連，填料轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸(17)相連，轉(zhuǎn)軸(17)下端裝有被動皮帶輪(18)連接驅(qū)動電機(jī)，轉(zhuǎn)軸(17)的上下兩端與外殼連接的部分均通過軸承座進(jìn)行動密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置，其特征在于所述的旋流板除霧器(9)包括除霧器筋板，除霧器筋板與轉(zhuǎn)軸(17)通過上軸承座連接，旋流板除霧器(9 )上方安裝在旋轉(zhuǎn)填料床的外殼(5 )頂部的橢圓封頭(7 )，氣體出口( 15 )設(shè)置于橢圓封頭(7)頂部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置，其特征在于所述的填料轉(zhuǎn)子和填料定子由填料支撐進(jìn)行支撐，填料支撐為中間開孔的不銹鋼板或支撐筋，支撐筋為斜葉片或直條筋；填料轉(zhuǎn)子的填料支撐與轉(zhuǎn)軸(17)焊接連為一體，填料定子的填料支撐與外殼(5)內(nèi)壁焊接連為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置，其特征在于填料轉(zhuǎn)子中心的液體分布器是環(huán)形套管，套于轉(zhuǎn)軸(17)之上，每個液體分布器上根據(jù)煙氣處理量非對稱開4~8個孔，保證液體以2?5 m/s流速噴灑在轉(zhuǎn)子內(nèi)緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置，其特征在于填料定子與外殼內(nèi)壁間距占外殼內(nèi)徑的0.59^10%,比填料轉(zhuǎn)子與外殼內(nèi)壁的間距小，靜止不動的填料定子上方安裝有梯形圓筒，梯形圓筒與外殼一起構(gòu)成集液槽，梯形圓筒的底部連接填料定子的外緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置，其特征在于液體出口(6)的頂部與外殼(5)底部齊平。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置，其特征在于氣體進(jìn)口(15)伸進(jìn)外殼(5)底部，氣體進(jìn)口(15)的頂部高出外殼底部，設(shè)置氣體進(jìn)口的進(jìn)氣管進(jìn)入外殼前的一端安裝有擋板，在進(jìn)氣管末端、氣體進(jìn)口處也設(shè)置有擋板，擋板之前的進(jìn)氣管上開有一組格柵孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置，其特征在于所述吸收液來源為天然海水或者裝有天然海水的海水池(19)，海水池(19)經(jīng)水泵、調(diào)節(jié)閥、流量計連接旋轉(zhuǎn)填料床的各個液體進(jìn)口，旋轉(zhuǎn)填料床的液體出口經(jīng)過濾裝置(26 )連接曝氣池(27),曝氣池(27)設(shè)對外的排液口。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置，其特征在于所述吸收液來源為裝有堿性吸收液的緩沖罐(28)，緩沖罐(28)通過水泵、調(diào)節(jié)閥、流量計連接旋轉(zhuǎn)填料床的各個液體進(jìn)口，旋轉(zhuǎn)填料床的液體出口經(jīng)過濾裝置(26)連接緩沖罐(28)，緩沖罐(28 )連接曝氣池(27 )，曝氣池(27 )設(shè)對外排液口、同時底部連接污泥柜(29 )。
11.一種用于船舶上煙氣脫硫除塵工藝，基于如權(quán)利要求9所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置完成，其特征在于其為開式的海水法煙氣脫硫工藝，步驟如下: a.船舶鍋爐煙氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)填料床底部的氣體進(jìn)口， b.海水按與船舶鍋爐煙氣0.1~5 L/m3的液氣比用水泵從海洋或海水池中直接增壓至旋轉(zhuǎn)填料床的各個液體進(jìn)口， c.海水在旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)經(jīng)過液體分布器向周圍噴灑，被轉(zhuǎn)速為200~1600r/min高速旋轉(zhuǎn)的填料轉(zhuǎn)子剪切成尺度極小的液滴、液膜、液絲；液體從填料轉(zhuǎn)子中心甩出到外殼內(nèi)緣，與軸向而來的煙氣錯流接觸，最后，從填料轉(zhuǎn)子甩出的液體被旋轉(zhuǎn)床的外殼截獲并沿殼壁流下，從外殼底部的液體出口排出，而氣體則通過旋轉(zhuǎn)填料床頂部的旋流板除霧器后由氣體出口排出， d.當(dāng)處理氣量不足最大處理量的1/3時，需要的液量也小，且氣速較低，一級即可達(dá)到高效脫硫，僅在下方液體進(jìn)口通入海水，上邊的兩層填料可同時充當(dāng)除霧器的作用； e.從液體出口排出的液體進(jìn)入過濾裝置，將煙氣中洗滌下來的粉塵過濾掉，然后進(jìn)入曝氣池， f.向曝氣池中通入適量空氣，進(jìn)行脫硫后海水的稀釋，經(jīng)過20~30min的曝氣，達(dá)到入海排放標(biāo)準(zhǔn)后排入大海。
12.一種用于船舶上煙氣脫硫除塵工藝，基于如權(quán)利要求10所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置完成，其特征在于其為閉式的堿液法煙氣脫硫工藝，步驟如下: a.將船舶鍋爐煙氣由鼓風(fēng)機(jī)送入旋轉(zhuǎn)填料床底部的氣體進(jìn)口: b.同時將緩沖罐中的堿性吸收液按與船舶鍋爐煙氣0.2~5 L/m3的液氣比用水泵泵入旋轉(zhuǎn)填料床的各個液體進(jìn)口； c.堿性吸收液在在旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)經(jīng)過液體分布器向周圍噴灑，被轉(zhuǎn)速為200~1600r/min的高速旋轉(zhuǎn)的填料轉(zhuǎn)子剪切成尺度極小的液滴、液膜、液絲；液體從填料轉(zhuǎn)子中心甩出到殼體內(nèi)緣，與軸向而來的煙氣錯流接觸，最后，從填料轉(zhuǎn)子甩出的液體被旋轉(zhuǎn)填料床的外殼截獲并沿殼壁流下，從床體底部的液體出口排出，而氣體則通過旋轉(zhuǎn)床頂部的旋流板除霧器后由氣體出口排出，堿性吸收液從底部排液管排出； d.當(dāng)處理氣量不足最大處理量的1/3時，需要的液量也小，一級即可達(dá)到高效脫硫，因而僅在下方液體進(jìn)口通入堿液，上邊的兩層填料可同時充當(dāng)除霧器的作用； e.排出的堿性吸收液進(jìn)入沉降過濾裝置，將煙氣中洗滌下來的粉塵過濾掉； f.過濾后的吸收液回到緩沖罐，進(jìn)行循環(huán)吸收，當(dāng)pH值低于5-7，添加淡水和堿性添加劑，堿性添加劑是NaOH或似20)3或NaHCO 3; g.循環(huán)使鹽濃度達(dá)到飽和時，將產(chǎn)生的殘液稀釋和曝氣處理后，達(dá)到入海排放標(biāo)準(zhǔn)后的殘液直接排入大海，殘液中的污泥用污泥柜存儲以待排岸。
【文檔編號】B01D53/78GK104492210SQ201410672154
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月22日
【發(fā)明者】劉有智, 袁志國, 祁貴生, 栗秀萍, 張巧玲, 申紅艷, 羅瑩, 高璟, 焦緯洲, 宋衛(wèi) 申請人:中北大學(xué)