用于船舶尾气脱硫系统废水排放的扩散装置的制作方法

文档序号:17471800发布日期:2019-04-20 05:52阅读:523来源:国知局
用于船舶尾气脱硫系统废水排放的扩散装置的制作方法

本发明属于船舶尾气洗涤技术领域,尤其涉及用于船舶尾气脱硫系统废水排放的扩散装置。



背景技术:

随着国际航运业及远洋船舶运输的发展,船舶所产生的废气排放已成为沿海地区的主要污染源。船舶所排废气中的sox对大气环境造成的污染已引起国际社会广泛关注。目前,船舶废气洗涤脱硫系统(egcs)主要分为湿式洗涤脱硫系统,几乎占据了整个船舶洗涤脱硫市场。

船舶烟气湿式洗涤系统有三种不同的实现形式:①海水洗涤废气(开式系统),利用海水的碱性吸收废气中的sox,洗涤产生的废液经处理后排入海中;②淡水洗涤废气(闭式系统),利用添加的碱性物质(如naoh)与废气中的sox反应,生成盐类,反应产生的洗涤废液经处理后或储存在船上或直接排入大海;③海水/碱液洗涤废气(混合系统),结合开式系统和闭式系统的优点,根据不同情况,以开式模式和闭式模式运行。

对于开式系统,船舶烟气脱硫的主要原理为:

烟气中的so2与海水反应生成so32-:so2+h2o→2h++so32-

因此,对于开式脱硫系统,洗涤废水呈酸性。

国际防止船舶造成污染公约(marpol)明确对洗涤水排放进行了规定,船舶静止状态下,距离舷外排放点4米处的排放水流ph值达到6.5时的洗涤水ph值,该值作为舷外洗涤水排放限值。

现有的船舶烟气洗涤装置废水排放所形成羽流,如果不加任何扩散装置,易于超过marpol所规定的限值。现有技术中通过在洗涤水排放口增设“十字”型或星型扩散装置来扰动废水以加速扩散,但在实施过程中扩散效果差,且随着扩散效果的增加,容易造成系统阻力增大,影响系统的废水排放,因而效果不明显。



技术实现要素:

本发明针对现有技术中的“十字”型或星型扩散装置因扩散效果的增加,造成系统阻力增大的技术问题,目的在于提供一种用于船舶尾气脱硫系统废水排放的扩增装置。本发明的扩增装置在较低阻力下仍可以很好地实现扩散效果,洗涤废水ph值在近排放口处迅速达到ph6.5的水平,从而减小洗涤水酸性对水体的影响。

本发明的用于船舶尾气脱硫系统废水排放的扩散装置具有一圆柱形本体,所述圆柱形本体具有:

一平面,位于所述圆柱形本体的一端;

一凹面,位于所述圆柱形本体的另一端,且所述凹面与所述平面相对设置;

一中心扩散孔,所述中心扩散孔位于所述圆柱形本体的轴心上,从所述凹面的中心贯穿至所述平面的中心;

若干外围扩散孔,所述外围扩散孔均匀间隔布置在所述中心扩散孔的周围,从所述凹面贯穿至所述平面。

较佳地是,两相邻的外围扩散孔与所述圆柱形本体的轴心形成一孔间夹角θ,所述孔间夹角θ在24°~120°之间,优选在45°~60°之间。

较佳地是,所述外围扩散孔的中心线与所述圆柱形本体的轴线形成一孔仰角а,所述孔仰角а在15°~45°之间,优选25°~35°之间。

较佳地是,

所述圆柱形本体具有一中心厚度,所述中心厚度为所述凹面的中心至所述平面的中心之间的距离;

所述圆柱形本体具有一边缘厚度,所述边缘厚度为所述凹面的边缘至所述平面的边缘直接的距离;

所述圆柱形本体的边缘厚度是所述圆柱形本体的中心厚度的3~12倍,优选4~8倍。

较佳地是,所述凹面为一圆弧面。

较佳地是,所述中心扩散孔的进口边具有一倒圆角,所述外围扩散孔的进口边具有一倒圆角。

较佳地是,所述外围扩散孔为3~15个,优选5~8个;所述圆柱形本体半径:所述凹面的弧面半径:所述中心扩散孔的半径:所述外围扩散孔的半径为1:1~2:0.08~0.18:0.12~0.28,优选地为1:1.4~1.6:0.1~0.17:0.15~0.24。

所述扩散装置的参数满足下列两个公式

s为稀释常数,s>6.75;

а为外围扩散孔的中心线与所述圆柱形本体的轴线形成的孔仰角,15°<а<45°;

d为外围扩散孔和中心扩散孔的平均直径,单位:米,中心扩散孔的直径小于外围扩散孔直径的7/8;

当s>6.75时,排水口ph>2.8时在距出水口4米处可达到ph>6.5(满足mepc的要求)

m为废水质量流量,单位:千克每秒;

ρ为废水密度,千克每立方米;

θ为孔间夹角的度数;

d为外围扩散孔和中心扩散孔的平均直径,单位:米,中心扩散孔的直径小于外围扩散孔直径的7/8。

扩散装置的压降满足系统要求。

本发明的用于船舶尾气脱硫系统废水排放的扩散装置通过在圆柱形本体上设置中心扩散孔和若干外围扩散孔,并且外围扩散孔的中心线与所述圆柱形本体的轴线之间设置一定的孔仰角,而使得外围扩散孔扩散出来的废水迅速向外围方向扩散,而非沿着所述圆柱形本体的轴线方向喷射而出,从而废水扩散相互浓度叠加少,并且也就不对中心扩散孔扩散出来的废水形成阻碍,若干外围孔排放的废水沿着各自的外围方向扩散而出,也能进一步降低外围扩散孔互相之间的排水阻碍干扰,从而可以很好地降低排水阻力,因此本发明的扩散装置可以在较低的阻力下达到有效扩散废水的目的,满足mpec的要求。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明的扩散装置的立体结构示意图;

图2为本发明的扩散装置的侧视图;

图3为本发明的扩散装置的剖面图。

具体实施方式

如图1所示,为本发明的用于船舶尾气脱硫系统废水排放的扩散装置。扩散装置具有圆柱形本体10。

如图1~3所示,扩散装置具有公称直径φ,也即圆柱形本体10的直径。圆柱形本体10具有平面11、凹面12、中心扩散孔13和若干外围扩散孔14。平面11位于圆柱形本体10的一端;凹面12位于圆柱形本体10的另一端,且凹面12与平面11相对设置。中心扩散孔13位于圆柱形本体的轴心上,从凹面12的中心贯穿至平面11的中心;外围扩散孔14均匀间隔布置在中心扩散孔13的周围,从凹面12贯穿至平面11。外围扩散孔14例如为3~15个,优选5~8个,两相邻的外围扩散孔14与圆柱形本体10的轴心形成孔间夹角θ,孔间夹角θ在24°~120°之间,优选在45°~60°之间。外围扩散孔14的中心线与圆柱形本体10的轴线形成孔仰角а,孔仰角а在15°~45°之间,优选25°~35°之间。圆柱形本体10的中心厚度为凹面的中心至平面的中心之间的距离;圆柱形本体10的边缘厚度为凹面的边缘至平面的边缘直接的距离。圆柱形本体10的边缘厚度是圆柱形本体的中心厚度的3~10倍,优选4~8倍。凹面12例如为一圆弧面。中心扩散孔13的进口边具有倒圆角,外围扩散孔14的进口边具有倒圆角。圆柱形本体半径:凹面的弧面半径:中心扩散孔的半径:外围扩散孔的半径为1:1~2:0.08~0.18:0.12~0.28,优选地为1:1.4~1.6:0.1~0.17:0.15~0.24。

扩散装置的参数满足下列两个公式

s为稀释常数,s>6.75;

а为外围扩散孔的中心线与所述圆柱形本体的轴线形成的孔仰角,15°<а<45°;

d为外围扩散孔和中心扩散孔的平均直径,单位:米,中心扩散孔的直径小于外围扩散孔直径的7/8;

当s>6.75时,排水口ph>2.8时在距出水口4米处可达到ph>6.5(满足mepc的要求)

m为废水质量流量,单位:千克每秒;

ρ为废水密度,千克每立方米;

θ为孔间夹角的度数;

d为外围扩散孔和中心扩散孔的平均直径,单位:米,中心扩散孔的直径小于外围扩散孔直径的7/8。

扩散装置的压降满足系统要求。

实施例1

排水管内径为400mm,排水流量为600m3/h,排水ph值为2.6。利用如下扩散装置扩散排水稀释。扩散装置的直径为400mm,凹面12的内弧半径为280mm,中心扩散孔1个,孔径40mm;外围扩散孔6个,孔径分别60mm,孔仰角а在28°,孔间夹角θ为60°;圆柱形本体的中心厚度分别为12mm。各圆孔内侧边倒圆角半径为8mm。在此结构下,排水ph值由出水口2.6可以在距离排水口4米处达到6.7。该结构系统阻力位32kpa,扩散装置的设置明显提高了洗涤废水排放稀释的效果,使得洗涤废水容易满足国际海事组织海上环境保护委员会(mpec639(28))要求的在距排水口4米处ph值达到6.5的要求。

实施例2

排水管内径为300mm,排水流量为680m3/h,排水ph值为2.6。利用如下扩散装置扩散排水稀释。扩散装置直径为300mm,凹面12内弧半径为240mm,弧面上设置6个排水孔。中心扩散孔1个,孔径50mm;外围扩散孔5个,孔径各自70mm,孔仰角а在30°,孔间夹角θ为72°;圆柱形本体的中心厚度分别为10mm。各圆孔内侧边圆角倒半径为6mm。在此结构下,排水ph值由出水口2.6可以在距离排水口4米处达到6.6,该结构时扩散器阻力将为40kpa。

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