船舶動力裝置集成式廢氣洗滌脫硫設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供的是一種船舶動力裝置集成式廢氣洗滌脫硫設備。用于處理所有燃用低質高硫重油的動力裝置產(chǎn)生的廢氣，包括廢氣洗滌管路、三通閥、廢氣穩(wěn)壓箱、廢氣洗滌塔。船舶動力裝置的廢氣通過三通閥連入廢氣穩(wěn)壓器，經(jīng)穩(wěn)壓后進入廢氣洗滌塔，進行洗滌脫硫。采用本實用新型可減少船舶動力裝置排氣波動所造成的相互干擾，降低整個洗滌系統(tǒng)負荷和能量消耗，并且可使船舶廢氣排放符合IMO有關船舶燃油硫含量的標準。
【專利說明】船舶動力裝置集成式廢氣洗滌脫硫設備

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是一種廢氣洗滌脫硫設備，具體地說是燃用低質高硫重油的船舶的廢氣洗滌脫硫設備。

【背景技術】
[0002]隨著國際航運業(yè)及遠洋運輸業(yè)的發(fā)展，船舶所產(chǎn)生的廢氣排放己成為沿海地區(qū)尤其是港口大氣的主要污染源。船舶動力裝置所使用的燃料為高粘度、高含硫量、高殘?zhí)嫉牡唾|重油，其燃燒產(chǎn)生的氣態(tài)排放物中，SOx占有很大比重，是造成海洋和港口大氣污染的主要氣體成分之一。
[0003]為了限制船舶排氣污染，2008年國際海事組織(MO)第58屆海洋環(huán)境保護委員會批準了 MARP0L73/78公約附則VI修正案，規(guī)定，2012年I月I日后，在公海中行駛的遠洋船舶，其燃油硫含量必須低于3.5%, 2020年I月I日后，全球區(qū)域燃油硫含量低于0.5% ;但是在排放控制海域，2010年7月I日后，燃油硫含量需低于1%，2015年I月I日后，硫含量需低于0.1%;頂0還規(guī)定，除了使用低硫燃油外，船舶也可采用經(jīng)認可的廢氣清洗系統(tǒng)或其它技術降低船舶動力裝置排放的SOx，使之相當于對應含硫量燃油的排放。
[0004]選用低硫燃料是從源頭上解決船舶排氣中SOx含量超標的根本措施，但由于低硫燃油在煉制過程中需經(jīng)過額外的脫硫過程，價格遠高于傳統(tǒng)重油，大大增加了船舶運營成本，且低硫燃油精煉過程中會產(chǎn)生大量的co2。使用低硫燃油與高硫燃油切換系統(tǒng)，涉及船舶主機、船舶輔機和燃油鍋爐等，需增加柴油機、鍋爐的燃油轉換裝置，并對供油系統(tǒng)、燃燒裝置、監(jiān)控和顯示系統(tǒng)等進行改造，并有可能需在發(fā)動機燃油系統(tǒng)上加設冷卻器。此外，在高、低硫燃油切換過程中會產(chǎn)生諸如安全等較多的附加問題。
[0005]鑒于MO對于燃油硫含量要求的日益嚴格，研制新型高效的脫硫設備，特別是能與現(xiàn)有船舶動力裝置配套的洗滌設備，是解決當前及未來遠洋船舶自由進出世界各海域，推動我國企業(yè)走向世界不可缺少的重要措施。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種能夠減少船舶燃油費用和運營成本，并且壓降較低的船舶動力裝置集成式廢氣洗滌脫硫設備。
[0007]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0008]船舶主柴油機、船舶輔助柴油機、船舶燃油鍋爐的排氣管上各連接三通閥，每個三通閥的一路通過廢氣洗滌管路連通到廢氣穩(wěn)壓箱，每個三通閥的另一路通過廢氣旁通管路直接連通到環(huán)境大氣，廢氣穩(wěn)壓箱連接廢氣洗滌裝置。
[0009]所述廢氣洗滌裝置內(nèi)從下到上包括預噴淋層、噴淋層和除霧器，進氣口位于底部，出氣口位于頂部。
[0010]所述噴淋層為一級或多級噴淋層。
[0011]本實用新型提供的船舶動力裝置高效低阻力集成式廢氣洗滌脫硫設備，船舶主柴油機、船舶輔助柴油機、船舶燃油鍋爐的廢氣經(jīng)排氣管流向三通閥，三通閥一路通過廢氣洗滌管路連通到廢氣穩(wěn)壓箱、另一路通過廢氣旁通管路直接連通到環(huán)境大氣；船舶各動力裝置的廢氣在廢氣穩(wěn)壓箱匯集，再通入廢氣洗滌裝置。
[0012]本實用新型的廢氣洗滌裝置采用逆流式，廢氣從下向上流動，洗滌液從上向下噴淋，整個洗滌裝置從下到上包括預噴淋層、噴淋層和除霧器。
[0013]根據(jù)運行區(qū)域和航線，所述的船舶動力裝置高效低阻力集成式廢氣洗滌脫硫設備運行模式分為非洗滌模式和洗滌模式。
[0014]當船舶航行在非硫排放控制區(qū)域和非港口區(qū)域時，廢氣洗滌脫硫設備運行在非洗滌模式，三通閥直接連通排氣管和廢氣旁通管路，動力裝置燃燒產(chǎn)生的廢氣直接排入環(huán)境大氣。
[0015]當船舶航行在硫排放控制區(qū)域或港口區(qū)域時，廢氣洗滌脫硫設備運行在洗滌模式，三通閥連通排氣管和廢氣洗滌管路，動力裝置燃燒產(chǎn)生的廢氣排入廢氣穩(wěn)壓箱，經(jīng)穩(wěn)壓后，進入廢氣洗滌裝置洗滌脫除SOx和顆粒，再經(jīng)除霧后，排入環(huán)境大氣。
[0016]當廢氣洗滌裝置維修或出現(xiàn)故障時，通過調(diào)整動力裝置排氣管上的三通閥通路，旁通動力裝置燃燒產(chǎn)生的廢氣，直接經(jīng)廢氣旁通管路排入環(huán)境大氣。
[0017]當船舶使用的燃油硫含量較低時，只需洗滌部分廢氣即可達到IMO排放要求，此時對船舶柴油機排氣采用廢氣分流洗滌技術，即根據(jù)燃油硫含量和船舶航行海域排放控制要求，通過三通閥控制分流部分廢氣，進行洗滌，處理后廢氣與其余未經(jīng)洗滌的廢氣混合，使混合氣符合當前航行海域排放要求，減少整個洗滌系統(tǒng)負荷和能量消耗。
[0018]動力裝置工況變化時，排放的廢氣量和廢氣溫度都發(fā)生變化，通過調(diào)整預洗滌和洗滌噴淋量，使洗滌廢氣達到規(guī)定的洗滌要求。
[0019]上述船舶動力裝置高效低阻力集成式廢氣洗滌脫硫設備，廢氣穩(wěn)壓器用于均衡各動力裝置廢氣的壓力，使廢氣洗滌裝置進口壓力均勻，避免由于動力裝置排氣壓力波動相互干擾造成廢氣洗滌裝置背壓過度增大。
[0020]上述廢氣洗滌裝置，根據(jù)船舶同時運行的動力裝置的廢氣量總和的最大量確定最大設計廢氣處理量。
[0021]本實用新型的優(yōu)勢在于:
[0022]1.涵蓋了船舶上所有使用低質高硫重油的設備，將所有設備的廢氣集中于一個裝置中處理，降低了洗滌脫硫設備的體積和重量，減少了洗滌脫硫裝置的投資和運行成本。
[0023]2.采用廢氣穩(wěn)壓技術，減少了由于船舶動力裝置排氣波動所造成的相互干擾，減少了洗滌脫硫裝置的壓降和對動力裝置的影響。
[0024]3.采用廢氣旁通技術，保證了廢氣洗滌脫硫裝置運行的安全性。
[0025]4.采用廢氣分流洗滌技術，使處理后的排放廢氣滿足船舶航行海域排放要求，減少了整個洗滌系統(tǒng)負荷和能量消耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本實用新型做詳細描述:
[0028]船舶主柴油機1、船舶輔助柴油機2、船舶燃油鍋爐3的廢氣經(jīng)各自排氣管A流向三通閥4，三通閥4 一路通過廢氣洗滌管路B連通廢氣穩(wěn)壓箱5，另一路通過廢氣旁通管路C直接連通環(huán)境大氣；船舶上燃用高硫重油的廢氣在廢氣穩(wěn)壓箱5匯集，再通入廢氣洗滌裝置6。
[0029]廢氣洗滌裝置6采用逆流式，廢氣從下向上流動，洗滌液從上向下噴淋，整個洗滌裝置從下到上包括預噴淋層7、噴淋層8和除霧器9。
[0030]所述的船舶動力裝置高效低阻力集成式廢氣洗滌脫硫設備，其運動模式分為非洗滌模式和洗滌模式。
[0031]當船舶航行在非硫排放控制區(qū)域和非港口區(qū)域時，廢氣洗滌脫硫設備運行在非洗滌模式，即三通閥4直接連通排氣管A和廢氣旁通管路C，動力裝置(1、2、3)工作產(chǎn)生的廢氣直接排入環(huán)境大氣。
[0032]當船舶航行在硫排放控制區(qū)域或港口區(qū)域時，廢氣洗滌脫硫設備運行在洗滌模式，即三通閥4連通排氣管A和廢氣洗滌管路B，動力裝置(1、2、3)工作產(chǎn)生的廢氣排入廢氣穩(wěn)壓箱5，廢氣經(jīng)穩(wěn)壓后，進入廢氣洗滌裝置6，洗滌脫除SOx和顆粒，經(jīng)除霧后，排入環(huán)境大氣。
[0033]當廢氣洗滌裝置6維修或出現(xiàn)故障時，通過調(diào)整動力裝置排氣管A上的三通閥通路4，動力裝置工作產(chǎn)生的廢氣直接經(jīng)廢氣旁通管路C排入環(huán)境大氣。
[0034]當船舶使用的燃油硫含量較低時，只需洗滌部分廢氣即可達到排放要求，此時對船舶柴油機排氣采用廢氣分流洗滌技術，根據(jù)燃油硫含量和航行海域排放控制要求，通過三通閥4控制分流部分廢氣，進行洗滌，處理后廢氣與其余未經(jīng)洗滌的廢氣混合，使混合氣符合當前海域排放要求，減少洗滌系統(tǒng)負荷和能量消耗。
[0035]所述廢氣洗滌裝置6的設計容量，根據(jù)船舶同時運行的動力裝置的廢氣量總和的最大量確定。
[0036]所述廢氣洗滌裝置6，對動力裝置廢氣進行如下處理:
[0037]1.預洗滌與冷卻:對船舶主柴油機1、船舶輔助柴油機2和船舶燃油鍋爐3產(chǎn)生的含有SOx和顆粒的高溫廢氣進行預洗滌，降低其溫度，同時洗滌其部分SOx和顆粒。
[0038]2.洗滌:對經(jīng)過預洗滌降溫的廢氣，采用洗滌液噴淋進行洗滌，除去其中的SOx和顆粒。
[0039]3.除霧:對經(jīng)過洗滌，已除去SOx的廢氣，經(jīng)除霧器除霧，回收其中所含水分。
[0040]動力裝置工況變化時，通過調(diào)整預洗滌和洗滌噴淋量，使對廢氣的洗滌效果達到規(guī)定的要求。
[0041]在上述廢氣洗滌裝置6中，噴淋器采用一級或多級噴淋層。
[0042]上述廢氣洗滌脫硫裝置6，采用堿性物質水溶液或海水洗滌廢氣，所述堿性物質水溶液為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液或者碳酸氫鈉溶液等堿液，洗滌方式為閉式洗滌、混合洗滌或開式洗滌。
【權利要求】
1.一種船舶動力裝置集成式廢氣洗滌脫硫設備，其特征是:船舶主柴油機、船舶輔助柴油機、船舶燃油鍋爐的排氣管上各連接三通閥，每個三通閥的一路通過廢氣洗滌管路連通到廢氣穩(wěn)壓箱，每個三通閥的另一路通過廢氣旁通管路直接連通到環(huán)境大氣，廢氣穩(wěn)壓箱連接廢氣洗滌裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的船舶動力裝置集成式廢氣洗滌脫硫設備，其特征是:所述廢氣洗滌裝置內(nèi)從下到上包括預噴淋層、噴淋層和除霧器，進氣口位于底部，出氣口位于頂部。
3.根據(jù)權利要求2所述的船舶動力裝置集成式廢氣洗滌脫硫設備，其特征是:所述噴淋層為一級或多級噴淋層。
【文檔編號】B01D53/50GK204170623SQ201420613663
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權日:2014年10月22日
【發(fā)明者】周松, 朱元清, 張賀付, 楊軍, 劉佃濤 申請人:哈爾濱工程大學