一种用于陶瓷膜管脱硫系统中的陶瓷模块装置的制作方法

本实用新型涉及环保废气处理领域，具体涉及利用陶瓷膜管脱硫技术对船舶、海洋平台等水上运输、作业载体所产生废气进行净化处理的一种用于陶瓷膜管脱硫系统中的陶瓷模块装置。

背景技术：

船用燃料在燃烧后，会产生含有硫氧化物(后文简称SO_X)、氮氧化物(后文简称NO_X)等物质，这些物质会以废气的形式排放到大气中。而SO_X中的SO₂，氧化后形成酸雨，对环境会造成巨大的威胁。现有的废气除硫装置采用湿法除硫，即将碱液以喷雾的形式喷入废气中，与废气混合，经化学反应将废气中SO_X、NO_X捕捉进入液相中，已达到净化的目的。但废气一般高温，碱液喷入废气中会部分气化，随废气一同排出，有可能造成二次污染。

最近，一种创新的脱硫技术，即陶瓷膜管脱硫技术成功应用于船舶尾气处理中。该技术采用陶瓷纳米技术和离子技术，实现气液分离，除了具有优于传统的脱硫效率，同时还可避免废水和二次污染的产生。因此，如何设计陶瓷管的数量和排列方式，如何解决陶瓷管和外部金属的连接，如何实现离子药剂在陶瓷膜管脱硫系统中的循环流动成为要解决的关键问题。

技术实现要素：

实用新型目的：为了实现离子药剂在陶瓷膜管脱硫系统中的循环利用，为了提高陶瓷膜管的脱硫效率及合理优化使用陶瓷管，本实用新型的目的是提供一种用于陶瓷膜管脱硫系统中的陶瓷模块装置。

技术方案：为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于陶瓷膜管脱硫系统中的陶瓷模块装置，包括中空的模块框体和陶瓷管，所述陶瓷管置于模块框体中，所述模块框体包括从前往后依次设置的前空腔板、前卡板，后空腔板、后卡板以及设置在模块框体左右两侧的左侧板和右侧板，在所述前卡板和后卡板上分别开设有若干组前后同轴心的第一卡孔和第二卡孔，所述陶瓷管的两端插入同轴心的第一卡孔和第二卡孔中；在所述前空腔板上开设有进液口和出液口，所述进液口和出液口与模块框体外部的自吸泵和药剂循环箱连接。

作为优选，所述模块框体设置为上下开口的长方体形状。

作为优选，所述前卡板和后卡板通过4根不锈钢轴连接。

作为优选，所述左侧板和右侧板的上下两条边固定在不锈钢轴上，或者左侧板和右侧板固定在前空腔板和后空腔板的左右两侧面上。

作为优选，所述前卡板和后卡板外侧面向内凹陷形成开口向外的凹槽，所述前空腔板1与前卡板之间以及后卡板和空后腔板之间形成空腔。

作为优选，所述陶瓷管的两端伸出第一卡孔和第二卡孔外延伸至所述空腔内，陶瓷管的两端延伸至空腔内的部分的长度为4mm-8mm。

作为优选，在所述前空腔板与前卡板之间设置有第一垫圈，在所述后卡板和空后腔板之间设置有第二垫圈。

作为优选，所述陶瓷管与第一卡孔和第二卡孔之间采用间隙配合，在所述陶瓷管与第一卡孔和第二卡孔之间的间隙内设置有密封圈。

作为优选，所述前卡板13上的第一卡孔和后卡板上的二卡孔分别设置有9排，19列，所述第一卡孔或者第二卡孔之间呈三角阵列排布。

作为优选，所述陶瓷管的内径≥5mm，陶瓷管壁厚≤1.5mm，陶瓷管直度为：2/1000，陶瓷管的膜孔径范围为30-300nm。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的结构设计简单，方便安装，成本低。进液口和出液口开在同侧，方便于管路安装和节省空间。采用纳米陶瓷管，科学设计陶瓷管的数量和排列方式，提高脱硫效率，减小模块体积，降低材料成本，同时将膜技术和离子技术结合起来，实现气液分离，不会产生污水和废水，减少二次污染及后续处理成本。模块化设计，可以根据柴油机功率要求和烟气量不同而进行模块累加，同时可以根据实际情况运行相应数量的模块，既可以达到脱硫的效果，又能节约能源，降低成本。

附图说明

图1是陶瓷膜管脱硫系统中的陶瓷模块装置爆炸图；

图2是陶瓷膜管脱硫系统中的陶瓷模块装置的立体图；

图3是陶瓷膜管脱硫系统中的陶瓷模块装置的前空腔板、前卡板、第一垫圈结构示意图；

图4是陶瓷膜管脱硫系统中的陶瓷模块装置的后空腔板、后卡板、第二垫圈结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

如图1至图4所示，在本实施例中，提出了一种用于陶瓷膜管脱硫系统中的陶瓷模块装置，包括中空的模块框体7和陶瓷管6，陶瓷管6置于模块框体7中，模块框体7设置为上下开口的长方体形状，模块框体7包括从前往后依次设置的前空腔板1、前卡板13，后空腔板2、后卡板23以及设置在模块框体7左右两侧的左侧板3和右侧板4，在前卡板13和后卡板23上分别开设有若干组前后同轴心的第一卡孔131和第二卡孔231，陶瓷管6的两端插入同轴心的第一卡孔131和第二卡孔231中；在前空腔板1上开设有进液口111和出液口112，进液口111和出液口112的孔径大小均为80-150mm，优选为100mm。进液口111和出液口112与模块框体7外部的自吸泵和药剂循环箱连接。第一卡孔131和第二卡孔231也可以统称为卡孔。

前卡板13和后卡板23通过4根不锈钢轴5连接，4根不锈钢轴5的两端分别位于前卡板13和后卡板23的四角。左侧板3和右侧板4的上下两条边固定在不锈钢轴5上，或者左侧板3和右侧板4直接固定在前空腔板1和后空腔板2的左右两侧面上。

前卡板13和后卡板23外侧面向内凹陷形成开口向外的凹槽，前空腔板1与前卡板13之间以及后卡板23和空后腔板2之间形成空腔。空腔的深度为25-70mm,优选为40mm。陶瓷管6的两端伸出第一卡孔131和第二卡孔231外延伸至所述空腔内，陶瓷管6的两端延伸至空腔内的部分的长度为4mm-8mm。

在前空腔板1与前卡板13之间设置有第一垫圈12，在后卡板23和空后腔板2之间设置有第二垫圈22。

陶瓷管6与第一卡孔131和第二卡孔231之间采用间隙配合，间隙范围0.5mm-1.5mm，在陶瓷管6与第一卡孔131和第二卡孔231之间的间隙内设置有密封圈，然后在密封圈上打密封胶，彻底密封陶瓷管6和卡孔之间的间隙。密封胶采用高温环氧树脂胶，毒性较低，无生理副作用，对人体无害。

前卡板13上的第一卡孔131和后卡板23上的二卡孔231分别设置有9排，19列，不同排之间的第一卡孔131或者第二卡孔231是错位排布，具体为第一卡孔131或者第二卡孔231之间呈三角阵列排布。水平方向两两卡孔之间的距离与陶瓷管6外径的比值为1.1-2.0，优选1.5；水平方向两两卡孔之间的水平距离为15.6mm，垂直方向两两卡孔之间的距离与陶瓷管6外径比值为1.1-3.0，优选1.8；垂直方向两两卡孔之间的垂直距离为18.72mm。

陶瓷管6的内径≥5mm，陶瓷管6壁厚≤1.5mm，陶瓷管6直度约为：2/1000，陶瓷管6的膜孔径范围为30-300nm。陶瓷管6主要成分为氧化铝，含少量的氧化锆和氧化钛。

将组装好的陶瓷模块装置下端置于烟气冷却器和分流器上面，上端连接烟气罩和排烟管，进液口和出液口连接自吸泵和药剂循环箱，药剂循环箱内装有氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液在陶瓷膜管和药剂循环箱之间循环流动，烟气中的二氧化硫在通过陶瓷管时和陶瓷内的氢氧化钠发生化学反应，实现脱硫的目的。实验结果显示脱硫效率为91％。

综上所述，本实用新型的结构设计简单，方便安装，成本低。进液口和出液口开在同侧，方便于管路安装和节省空间。采用纳米陶瓷膜管，科学设计陶瓷管的数量和排列方式，提高脱硫效率，减小模块体积，降低材料成本，同时将膜技术和离子技术结合起来，实现气液分离，不会产生污水和废水，减少二次污染及后续处理成本。模块化设计，可以根据柴油机功率要求和烟气量不同而进行模块累加，同时可以根据实际情况运行相应数量的模块，既可以达到脱硫的效果，又能节约能源，降低成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。