本發(fā)明涉及船舶柴油機(jī)廢氣后處理方法領(lǐng)域，具體涉及一種適用于不同含硫量燃油的氣液雙向擾動(dòng)的船用廢氣脫硫工藝及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)際航運(yùn)業(yè)的迅猛發(fā)展，船舶排放的廢氣已成為沿海地區(qū)尤其是港口城市的主要大氣污染源。硫氧化物作為船舶主要廢氣成分之一，如果直接排放不僅危害人體健康，而且會(huì)以酸雨的形式腐蝕設(shè)備、建筑物等。因此研究有效控制船舶廢氣硫氧化物排放的技術(shù)已然迫在眉睫。

由于燃油含硫量越低，其價(jià)格越高。為了控制運(yùn)輸成本，大部分船舶都采用高硫油，并通過(guò)后處理的方式，脫去廢氣中的硫成分，以滿足排放要求。其中，噴淋式脫硫法廣泛用于船舶脫硫工藝。

常見(jiàn)船用噴淋式脫硫塔，大部分為填料塔形式，容易產(chǎn)生結(jié)垢、堵塞等問(wèn)題，并且大多數(shù)都是單通道進(jìn)氣，致使吸收劑與廢氣間擾動(dòng)、混合形式較為單一，限制了脫硫效率。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01620306262.5、名稱“用于中低溫?zé)煔庑D(zhuǎn)噴霧吸收凈化的脫硫塔”的專利文件中，提出了設(shè)置側(cè)壁擾流裝置，通過(guò)旁通煙道將主進(jìn)氣煙道中的廢氣引入側(cè)壁煙道入口，并在側(cè)壁擾流裝置的作用下，改善噴淋過(guò)程粘壁問(wèn)題。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01520542955.x、名稱“一種噴淋式洗滌塔”的專利文件中，提出了在進(jìn)氣管道和噴淋裝置間添加均流裝置的方法，利用均流裝置孔徑及間距等參數(shù)，確定最優(yōu)均流效果方案，以保證長(zhǎng)時(shí)間高效脫硫。此方法中均流裝置孔徑可能會(huì)發(fā)生堵塞等問(wèn)題。

鑒于船舶對(duì)脫硫效率和脫硫系統(tǒng)緊湊布置的需求，本專利提供了一種氣液雙向擾動(dòng)的船舶廢氣脫硫工藝及系統(tǒng)，該系統(tǒng)涉及的設(shè)備布置緊湊，脫硫效率高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于不同含硫量燃油的氣液雙向擾動(dòng)的船用廢氣脫硫工藝及系統(tǒng)。根據(jù)船舶柴油機(jī)燃油硫含量，控制廢氣進(jìn)入洗滌塔內(nèi)的溫度，使其略微低于酸露點(diǎn)溫度，以減少脫硫過(guò)程的耗水量。根據(jù)柴油機(jī)工作狀態(tài)，分三種不同模式，并且通過(guò)氣液雙向擾動(dòng)的方式，增強(qiáng)氣液混合效果，有效控制廢氣溫度，提高廢氣脫硫效率。該工藝及系統(tǒng)涉及的設(shè)備，布置緊湊，節(jié)省了脫硫系統(tǒng)占地空間，更適應(yīng)船舶脫硫系統(tǒng)，具有更好地應(yīng)用前景。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種氣液雙向擾動(dòng)的船用廢氣洗滌脫硫工藝及系統(tǒng)，其特征在于：所述的系統(tǒng)主要包括主機(jī)廢氣入口、輔機(jī)廢氣入口、廢液出口、廢氣出口和堿液入口；主機(jī)廢氣入口與上側(cè)煙道入口相連、輔機(jī)廢氣入口與下側(cè)煙道入口相連、廢液出口與洗滌塔下側(cè)出口相連、廢氣出口與洗滌塔左側(cè)出口相連、堿液入口與電機(jī)相連，電機(jī)與噴嘴相連；上側(cè)煙道與多級(jí)葉片相連、多級(jí)葉片與上側(cè)擾流裝置相連、下側(cè)煙道與下側(cè)擾流裝置相連；利用酸露點(diǎn)條件，根據(jù)柴油機(jī)工作狀態(tài)，該系統(tǒng)設(shè)有三種工作狀態(tài)。

其特征在于：所述的上側(cè)廢氣經(jīng)上側(cè)擾流裝置擾動(dòng)后，于噴嘴上方進(jìn)入洗滌塔內(nèi)；下側(cè)煙氣經(jīng)下側(cè)擾流裝置擾動(dòng)后，于噴嘴下方進(jìn)入洗滌塔內(nèi)；噴嘴噴入的naoh溶液與上、下兩側(cè)煙氣在多重?cái)_動(dòng)的作用下，充分混合，并進(jìn)行脫硫過(guò)程。

其特征在于：所述的上側(cè)煙道為布置有多級(jí)葉片的螺旋進(jìn)氣煙道，煙道入口寬、出口窄，且四周環(huán)繞布置葉片；上側(cè)擾流裝置的擾流板由一組45°斜板構(gòu)成，布置在多級(jí)葉片下方并與之相連。

其特征在于：所述的噴嘴為旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴，布置在上側(cè)擾流裝置與下側(cè)擾流裝置正中間，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的方式擾動(dòng)液相；下側(cè)擾流裝置中的擾流板數(shù)量多于上側(cè)擾流裝置，并且擾流裝置的擾流板也是45°傾斜，方向與上側(cè)剛好構(gòu)成順、逆時(shí)針布置。

其特征在于：所述的洗滌塔內(nèi)，經(jīng)擾動(dòng)后的廢氣與naoh溶液進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，此過(guò)程涉及的化學(xué)反應(yīng)為：

naoh+so2→nahso3

2naoh+so2→na2so3+h2o

naoh+so3→nahso4

2naoh+so3→na2so4+h2o；

脫硫后的產(chǎn)物及未反應(yīng)的naoh溶液從洗滌塔下方出口經(jīng)廢液出口排出；脫硫后的廢氣從洗滌塔左側(cè)出口經(jīng)廢氣出口排出；控制進(jìn)入洗滌塔內(nèi)廢氣的溫度，使其略低于酸露點(diǎn)溫度。

其特征在于，所述的三種工作狀態(tài)具體包括：

(1)僅主機(jī)供氣：主機(jī)廢氣從上側(cè)煙道，經(jīng)上側(cè)擾流裝置擾動(dòng)后，于噴嘴上方進(jìn)入

洗滌塔；

(2)僅輔機(jī)供氣：輔機(jī)廢氣從下側(cè)煙道，經(jīng)下側(cè)擾流裝置擾動(dòng)后，于噴嘴正下方進(jìn)

入洗滌塔；

(3)主、輔機(jī)同時(shí)供氣：主、輔機(jī)廢氣分別從各自煙道，經(jīng)擾流裝置擾動(dòng)后，于噴

嘴上、下方位置進(jìn)入洗滌塔。

本發(fā)明的有益效果為：采用布置多級(jí)葉片的螺旋進(jìn)氣管道，實(shí)現(xiàn)了上側(cè)廢氣在進(jìn)入洗滌塔內(nèi)流速均一性，從而對(duì)噴入naoh溶液的擾動(dòng)更均勻，氣液混合效果更好，提高了脫硫效率；采用旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的方式，增強(qiáng)對(duì)液相的擾動(dòng)；并且，旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴位于上下兩側(cè)擾流裝置正中間，更有利于氣液混合，脫硫效率更高；利用酸露點(diǎn)條件，根據(jù)燃油含硫量，控制廢氣進(jìn)入洗滌塔內(nèi)的溫度，提高了脫硫效率，并減少了脫硫過(guò)程的耗水量；根據(jù)船舶柴油機(jī)工作狀態(tài)，采用不同的模式，提高了系統(tǒng)對(duì)船舶不同運(yùn)行狀態(tài)的適應(yīng)性。

附圖說(shuō)明

圖1為一種適用于不同含硫量燃油的氣液雙向擾動(dòng)的船用廢氣脫硫工藝及系統(tǒng)原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)布置及工作過(guò)程。

本發(fā)明是一種適用于不同含硫量燃油的氣液雙向擾動(dòng)的船用廢氣脫硫工藝及系統(tǒng)。其特征是：主機(jī)廢氣入口與上側(cè)煙道入口相連、輔機(jī)廢氣入口與下側(cè)煙道入口相連、廢液出口與洗滌塔下側(cè)出口相連、廢氣出口與洗滌塔左側(cè)出口相連、堿液入口與電機(jī)相連；上側(cè)煙道與多級(jí)葉片相連、多級(jí)葉片與上側(cè)擾流裝置相連、噴嘴與電機(jī)相連、下側(cè)煙道與下側(cè)擾流裝置相連。

所述系統(tǒng)的氣、液雙向擾動(dòng)特征在于：上側(cè)廢氣經(jīng)擾流裝置擾動(dòng)后，于旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴上方進(jìn)入洗滌塔內(nèi)；下側(cè)廢氣經(jīng)擾流裝置擾動(dòng)后，于旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴下方進(jìn)入洗滌塔內(nèi)；旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴噴入的naoh溶液與上、下兩側(cè)廢氣在多重?cái)_動(dòng)的作用下，充分混合，并進(jìn)行脫硫過(guò)程。

為了提高脫硫效率，并減少脫硫過(guò)程的耗水量，需要嚴(yán)格控制進(jìn)入洗滌塔內(nèi)廢氣的溫度，使其略低于酸露點(diǎn)溫度。酸露點(diǎn)溫度與燃油含硫量相關(guān)，含硫量越高，酸露點(diǎn)溫度也越高。船舶柴油機(jī)燃油含硫量一般在0.1％～4％之間，相應(yīng)的廢氣溫度需要控制在115℃～137℃以下。

本發(fā)明提供的一種適用于不同含硫量燃油的氣液雙向擾動(dòng)的船用廢氣脫硫工藝及系統(tǒng)，包含以下三種模式：

1)僅主機(jī)供氣，主機(jī)廢氣從上側(cè)煙道，經(jīng)上側(cè)擾流裝置擾動(dòng)后，于旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴上方進(jìn)入洗滌塔，對(duì)naoh溶液有向下的裹挾作用，增強(qiáng)了氣液間的混合效果；

2)僅輔機(jī)供氣，輔機(jī)廢氣從下側(cè)煙道，經(jīng)下側(cè)擾流裝置擾動(dòng)后，于旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴正下方進(jìn)入洗滌塔，與naoh溶液以對(duì)沖的形式強(qiáng)化了氣液間的混合效果；

3)主、輔機(jī)同時(shí)供氣，主、輔機(jī)廢氣分別從各自煙道，經(jīng)擾流裝置擾動(dòng)后，于旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴上、下方位置進(jìn)入洗滌塔，與naoh溶液形成多重?cái)_動(dòng)，強(qiáng)化了廢氣與naoh溶液間的混合效果。

洗滌塔內(nèi)，經(jīng)擾動(dòng)后的廢氣與naoh溶液進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)；脫硫后的產(chǎn)物及未反應(yīng)的naoh溶液從洗滌塔下方出口經(jīng)廢液出口排出；脫硫后的廢氣從洗滌塔左側(cè)出口經(jīng)廢氣出口排出。

圖1為本發(fā)明提供了一種氣液雙向擾動(dòng)的船舶廢氣脫硫方法的工作過(guò)程及原理示意圖。所述系統(tǒng)：主機(jī)廢氣入口a與上側(cè)煙道入口1相連、輔機(jī)廢氣入口b與下側(cè)煙道入口8相連、廢液出口c與洗滌塔下側(cè)出口11相連、廢氣出口d與洗滌塔左側(cè)出口12相連、堿液入口e與電機(jī)6相連；上側(cè)煙道2與多級(jí)葉片4相連、多級(jí)葉片4與上側(cè)擾流裝置7相連、電機(jī)5與旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴6相連、下側(cè)煙道9與下側(cè)擾流裝置10相連。所述系統(tǒng)的氣、液雙向擾動(dòng)特征在于：上側(cè)廢氣經(jīng)擾流裝置7擾動(dòng)后，于旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴6上方進(jìn)入洗滌塔13內(nèi)；下側(cè)廢氣經(jīng)擾流裝置10擾動(dòng)后，于旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴6下方進(jìn)入洗滌塔13內(nèi)；旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴6噴入的naoh溶液與上、下兩側(cè)廢氣在多重?cái)_動(dòng)的作用下，充分混合，并進(jìn)行脫硫過(guò)程。

為了提高脫硫效率，并減少脫硫過(guò)程的耗水量，需要嚴(yán)格控制進(jìn)入洗滌塔內(nèi)廢氣溫度，使其略低于酸露點(diǎn)溫度。酸露點(diǎn)溫度與燃油含硫量相關(guān)，含硫量越高，酸露點(diǎn)溫度也越高。船舶燃油含硫量一般在0.1％～4％之間，相應(yīng)的廢氣溫度需要控制在115℃～137℃以下。

本發(fā)明提供的一種適用于不同硫含量燃油的氣液雙向擾動(dòng)的船用廢氣脫硫工藝及系統(tǒng)，包含以下三種模式：

1)僅主機(jī)供氣，主機(jī)廢氣從上側(cè)煙道入口1，經(jīng)上側(cè)擾流裝置7擾動(dòng)后，于旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴6上方進(jìn)入洗滌塔13，對(duì)naoh溶液有向下的裹挾作用，增強(qiáng)了氣液間的混合效果；

2)僅輔機(jī)供氣，輔機(jī)廢氣從下側(cè)煙道入口8，經(jīng)下側(cè)擾流裝置10擾動(dòng)后，于旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴6正下方進(jìn)入洗滌塔，與naoh溶液以對(duì)沖的形式強(qiáng)化了氣液間的混合效果；

3)主、輔機(jī)同時(shí)供氣，主、輔機(jī)廢氣分別從各自煙道，經(jīng)擾流裝置擾動(dòng)后，于旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴6上、下方位置進(jìn)入洗滌塔，與naoh溶液形成多重?cái)_動(dòng)，強(qiáng)化了廢氣與naoh溶液間的混合效果。

洗滌塔13內(nèi)，經(jīng)擾動(dòng)后的廢氣與naoh溶液進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)。這一過(guò)程中涉及的反應(yīng)為：

naoh+so2→nahso3(1)

2naoh+so2→na2so3+h2o(2)

naoh+so3→nahso4(3)

2naoh+so3→na2so4+h2o(4)

洗滌塔13內(nèi)，經(jīng)擾動(dòng)后的廢氣與naoh溶液進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)；脫硫后的產(chǎn)物及未反應(yīng)的naoh溶液從洗滌塔下方出口11經(jīng)廢液出口排出；脫硫后的廢氣從洗滌塔左側(cè)出口12經(jīng)廢氣出口排出。