一种船舶尾气处理装置的制作方法

本实用新型涉及环保处理设备技术领域，具体涉及一种船舶尾气处理装置。

背景技术：

随着全球船舶数量的增加，船舶废气造成的日益严重的环境及生态问题，尤其是高硫燃料燃烧排放物中的硫氧化物(SOx)对环境的影响，引起了各国海事管理部门及环境保护部门密切关注。

为了保证船舶尾气实现达标排放，船舶尾气需要经处理装置脱硫处理后方可排放。当前船舶尾气脱硫技术主要有海水脱硫-开环、碱液脱硫(通常为氢氧化钠溶液)-闭环等技术，主要的脱硫塔的形式为喷淋塔洗涤、填充床洗涤、文丘里洗涤等方式。但是，现有尾气洗涤装置及方法中，脱硫塔运行阻力较大，脱硫效率较低，脱硫塔体积大，投资成本及占用空间较大，工况适用范围受限。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型提供一种船舶尾气处理装置，包括反应塔，和由下至上依次设置于所述反应塔内的降温喷淋层、湍流层、喷淋层和除雾层；

所述反应塔的底部开设有烟气进口，其顶部开设有烟气出口；

所述降温喷淋层内布置有与浆液缓冲罐连通的喷淋管路，所述喷淋管路朝向所述反应塔底部的方向上设置有若干冷却喷嘴，且所述冷却喷嘴喷出的溶液与所述反应塔内的烟气形成对流；

所述湍流层内布置有至少一个湍流装置，所述湍流装置将所述喷淋层喷出的脱硫溶液与冷却后烟气充分掺混；

所述喷淋层内布置有与浆液缓冲罐连通的喷淋管路，所述喷淋管路朝向所述反应塔底部的方向上设置有若干喷嘴，且所述喷嘴喷出的溶液与所述反应塔内的烟气形成对流；

所述除雾层内布置有至少一组管束式除雾器。

在工作过程中，待处理的烟气通过装置底部是烟气进口进入反应塔；待处理的高温烟气(>220摄氏度)进入后，首先经过降温喷淋层洗涤降温，然后进入湍流层，在湍流层内通过湍流装置使得烟气与脱硫溶液进行强烈的掺混，实现烟气与溶液的高效传热、传质，烟气温度达到饱和状态，再经过两层喷淋，烟气中的SOx和颗粒物得以充分脱除；接着烟气进入除尘除雾层，以脱除烟气夹带的雾滴及部分小粒径的颗粒物，最后，处理后的洁净烟气经顶部的烟气出口排出，而喷淋溶液在重力作用下汇集到反应塔的底部自流排出进入浆液缓冲罐。这样，该尾气处理装置将各反应层整合于一个反应塔内，降低了脱硫塔运行阻力，缩小了脱硫塔的体积，降低了投资成本，并通过湍流和喷淋的设置提高了脱硫效率。

进一步地，所述降温喷淋层为1-2层，且所述降温喷淋层为两层时，两所述降温喷淋层沿所述反应塔的高度方向上间隔布置。

进一步地，所述湍流装置包括安装于所述反应塔的内壁的筒状支撑架、与所述筒状支撑架同心设置的中心筒，和安装于所述筒状支撑架内的至少一层湍流叶片；

同层内的所述湍流叶片有多个，各所述湍流叶片沿所述中心筒的周向均布；

各所述湍流叶片的内端安装于所述中心筒的筒壁，其外端安装于筒状支撑架的筒壁。

进一步地，所述湍流叶片为单层，各所述湍流叶片与尾气的流动方向成预设夹角。

进一步地，各所述湍流叶片通过第一角度调节机构安装于所述筒状支撑架与所述中心筒之间。

进一步地，所述第一角度调节机构包括第一主动部和第一从动部，所述第一主动部安装于所述筒状支撑架和所述中心筒两者中的一者上，所述第一从动部安装于两者中的另一者上；

所述第一主动部包括电机和与所述电机传动连接的主动连杆，所述主动连杆固接于所述湍流叶片，所述第一从动部包括滑动轴承和安装于所述滑动轴承内圈的从动连杆，所述从动连杆固接于所述湍流叶片。

进一步地，所述湍流装置还包括设置于所述筒状支撑架与所述中心筒之间的转接筒，所述湍流叶片包括内层叶片和外层叶片，所述内层叶片安装于所述中心筒与所述转接筒之间，所述外层叶片设置于所述转接筒与所述筒状支撑架之间；

各所述内层叶片和各所述外层叶片均与所述尾气的流动方向成预设角度。

进一步地，各所述外层叶片通过第二角度调节机构安装于所述筒状支撑架与所述转接筒之间。

进一步地，所述第二角度调节机构包括第二主动部和第二从动部，所述第二主动部安装于所述筒状支撑架和所述转接筒两者中的一者上，所述第二从动部安装于两者中的另一者上；

所述第二主动部包括驱动电机和与所述驱动电机传动连接的传动杆，所述传动杆固接于所述外层叶片，所述第二从动部包括连接轴承和安装于所述连接轴承内圈的随动杆，所述随动杆固接于所述外层叶片。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的船舶尾气处理装置一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1所示船舶尾气处理装置中具有单层叶片的湍流装置的结构示意图；

图3为图1所示船舶尾气处理装置中具有双层叶片的湍流装置的结构示意图。

附图标记说明：

100-反应塔

101-降温喷淋层

102-湍流层

103-喷淋层

104-除尘除雾层

105-烟气进口

106-烟气出口

1-湍流装置

11-筒状支撑架

12-中心筒

13-湍流叶片

131-内层叶片132-外层叶片

14-转接筒

15-中间封板

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型所提供的船舶尾气处理装置一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型提供的船舶尾气处理装置既适用于海水开环脱硫工艺，也适用于闭环的碱性溶液脱硫工艺，该尾气处理装置包括反应塔100，和由下至上依次设置于所述反应塔100内的降温喷淋层101、湍流层102、喷淋层103和除尘除雾层104，根据使用需求，喷淋层103可以为1-2层，湍流层102内可设置一个或多个湍流装置1，湍流装置1的数量根据湍流需求和反应塔100的口径确定，同时，根据尾气中含硫量的大小，喷淋层103可设置1-2层，甚至更多层。

其中，所述反应塔100的底部开设有烟气进口105，其顶部开设有烟气出口106；所述降温喷淋层101内布置有与浆液缓冲罐连通的冷却管路，所述冷却管路朝向所述反应塔100底部的方向上设置有若干冷却喷嘴，且所述冷却喷嘴喷出的冷却液与所述反应塔100内的烟气形成对流；所述湍流层102内布置有至少一个湍流装置1，所述湍流装置1将所述喷淋层103喷出的吸收溶液与冷却后的烟气搅拌并混合；所述喷淋层103内布置有与浆液缓冲罐连通的喷淋管路，所述喷淋管路朝向所述反应塔100底部的方向上设置有若干喷嘴，且所述喷嘴喷出的吸收溶液与所述反应塔100内的烟气形成对流；所述除尘除雾层104内布置有至少一个除尘除雾器。

上述浆液缓冲罐具体为脱硫溶液存储罐，除上述结构以外，该尾气处理装置还包括有废液离心处理设备、脱硫废水处理装置和引风机等。上述烟气入口连接船舶柴油机的排气管，烟气出口排入大气，洗涤液出口返回浆液缓冲罐，循环浆液管道入口连接循环泵。

在工作过程中，待处理的高温烟气(>220摄氏度)通过装置底部是烟气进口105进入反应塔100；首先经过降温喷淋层101洗涤降温，然后进入湍流层102，在湍流层102内通过湍流装置1和喷淋层103，使得烟气与脱硫溶液进行强烈的掺混，实现烟气与溶液的高效传热、传质，烟气温度达到饱和状态，SOx及烟气中的颗粒物得以充分脱除；经脱硫反应后的烟气进入除尘除雾层104，以脱除烟气夹带的雾滴及部分颗粒物，最后，处理后的洁净烟气经顶部的烟气出口排出；喷淋溶液汇集到反应塔100的底部流出返回浆液缓冲罐。这样，该尾气处理装置将各反应层整合于一个反应塔100内，降低了脱硫塔运行阻力，缩小了脱硫塔的体积，降低了投资成本，并通过湍流和喷淋的设置提高了脱硫效率。

具体地，所述降温喷淋层101为1-2层，且所述降温喷淋层101为两层时，两所述降温喷淋层101沿所述反应塔100的高度方向上间隔布置，以便对烟气进行充分降温。

上述湍流装置1的湍流叶片13可以有两种布置方式，一种是设置内外两层叶片，内侧叶片设置为固定式的，外侧叶片设置为可调节式，叶片角度可调；另一种是只设置为一层叶片，叶片角度可调。叶片角度调节采用周圈联动装置，通过连杆的水平移动来调节叶片的角度。湍流装置1的叶片角度可调，增加了烟气阻力与脱硫效率的调节手段，使得反应塔100在部分负荷时也能得到很高的脱硫效率，并降低系统能耗。可调湍流叶片13的角度可以根据洗涤塔出口SOx浓度、洗涤塔阻力等进行调节，在满足脱硫要求的前提下尽量降低反应塔100阻力，实现脱硫装置的经济运行。

在使用单层叶片的湍流装置1时，其湍流叶片13的数量设置为8～30片，叶片的倾斜角度为20～55度；在设置两层湍流叶片13时，内层叶片131直径所占湍流装置1直径的比例为0.1～0.7之间。

上述湍流装置1的中心筒12的中央可以设置有封堵，以强化湍流效果，该封堵的直径所占湍流装置1直径的比例为0.1～0.5之间。

具体地，如图2所示，湍流装置1为单层叶片的形式时，所述湍流装置1包括安装于所述反应塔100的内壁的筒状支撑架11、与所述筒状支撑架11同心设置的中心筒12，和安装于所述筒状支撑架11内的至少一层湍流叶片13；同层内的所述湍流叶片13有多个，各所述湍流叶片13沿所述中心筒12的周向均布；各所述湍流叶片13的内端安装于所述中心筒12的筒壁，其外端安装于筒状支撑架11的筒壁。

且所述湍流叶片13为单层时，各所述湍流叶片13与尾气的流动方向成预设夹角，各所述湍流叶片13通过第一角度调节机构安装于所述筒状支撑架11与所述中心筒12之间。所述第一角度调节机构包括第一主动部和第一从动部，所述第一主动部安装于所述筒状支撑架11和所述中心筒12两者中的一者上，所述第一从动部安装于两者中的另一者上；所述第一主动部包括电机和与所述电机传动连接的主动连杆，所述主动连杆固接于所述湍流叶片13，所述第一从动部包括滑动轴承和安装于所述滑动轴承内圈的从动连杆，所述从动连杆固接于所述湍流叶片13。

湍流叶片13为双层结构时，如图3所示，所述湍流装置1还包括设置于所述筒状支撑架11与所述中心筒12之间的转接筒14，所述湍流叶片13包括内层叶片131和外层叶片132，所述内层叶片131安装于所述中心筒12与所述转接筒14之间，所述外层叶片132设置于所述转接筒14与所述筒状支撑架11之间；各所述内层叶片131和各所述外层叶片132均与所述尾气的流动方向成预设角度。各所述外层叶片132通过第二角度调节机构安装于所述筒状支撑架11与所述转接筒14之间。所述第二角度调节机构包括第二主动部和第二从动部，所述第二主动部安装于所述筒状支撑架11和所述转接筒14两者中的一者上，所述第二从动部安装于两者中的另一者上；所述第二主动部包括驱动电机和与所述驱动电机传动连接的传动杆，所述传动杆固接于所述外层叶片132，所述第二从动部包括连接轴承和安装于所述连接轴承内圈的随动杆，所述随动杆固接于所述外层叶片132。

在实际工作过程中，处理烟气量较大时，采用较大直径的湍流装置1，此时湍流装置设置内外两层叶片，内层叶片131固定，外层叶片132设计成可调节型，通过外部的连杆调节叶片角度。处理烟气量较小时，采用小直径的湍流装置，此时湍流装置只设置一组叶片，叶片设计成可调节型，也是通过外部连杆调节叶片角度。湍流装置1的中央是一个封堵，湍流装置1的叶片在8～30片之间，湍流装置1的数量可根据烟气量及湍流单元的直径选取，烟气流量少且选用湍流单元的直径大时，可以选用一个；烟气流量多且选用湍流单元的直径小时，可采用多个。湍流单元的烟气流速可选用3～10m/s。

综上所述，本实用新型采用一种新型的反应塔100内部结构设计，烟气进入反应塔100后，经喷淋降温后进入到湍流装置形成旋流，并与脱硫溶液发生剧烈掺混，气液在此充分混合、接触，大大提高了气液之间的传热、传质效能。湍流装置1内叶片角度可调，增加了烟气阻力与脱硫效率的调节手段，使得反应塔100在部分负荷时也能得到很高的脱硫效率，并降低系统能耗；可调湍流叶片13的角度可以根据反应塔100出口SOx浓度、反应塔100阻力等进行调节，在满足脱硫要求的前提下尽量降低反应塔100阻力，实现脱硫装置的经济运行。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。