专利名称：多台柴油机并联使用的尾气洗涤消声器和双向密封装置的制作方法
技术领域：
本发明属于节能环保领域，特别涉及一种多台柴油机并联使用的尾气洗涤消声器和双向密封装置。
背景技术：
柴油发动机尾气产生烟尘与噪声两种污染，现有技术分别采用安装在单台柴油机排气管道上的烟尘微粒捕集器和消声器加以处理和控制。微粒捕集器的捕集效率60%左右，需周期性再生除去捕集的颗粒，否则会导致排气背压升高到16 25kl^使柴油机工况恶化(邵佩.柴油机尾气控制技术的发展趋势，农村科技，2009，(1) :66 67)。 普通的柴油机排气消声器可以降低噪声20 40dB，相应使排气背压升高2 4kPa，带来 1.6%以上的功率损失(郑郧.低能耗低成本排气消声器的研制，环境工程，2000，18 (3) 39 41)。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可供多台柴油机并联使用的尾气洗涤消声器和双向密封装置，并联柴油机的台数在1 6台之间，其中任何一台柴油机运行时排气管与大气隔断尾气全部进入洗涤消声器而不运行时排气管与洗涤消声器隔断并与大气直通。洗涤消声器内洗涤液捕集尾气烟尘微粒的同时吸收排气噪声，尾气的流动阻力损失小于Δρ < 0. 8kPa，烟尘微粒减少60%以上，排气噪声降低30 40dB， 温度降低到80°C以下。本发明多台柴油机并联使用的尾气洗涤消声器由不锈钢板制作的箱体和装在箱体内的市售不锈钢多孔填料组成，箱体侧面开有一个通大气的出口，箱体顶部设置与并联柴油机台数相同的法兰接口供安装双向密封装置，每一台柴油机排气管通过一个双向密封装置与尾气洗涤消声器箱体相联，柴油机尾气从顶部进入洗涤消声器内，捕集烟尘微粒和吸收排气噪声的步骤及原理包括1、250 450°C的尾气向下流动，通过被50 70°C的洗涤液充分湿润的多孔填料表面，烟尘微粒被液体吸附吸收，热量同时被液体吸收，通过填料层后尾气烟尘微粒减少 60%以上，温度降低到80°C以下，体积收缩40% 60%，流速降低到3. Om/s以下；2、多孔填料表面的洗涤液膜吸收尾气的热量和噪声波动能，获得这些能量的水分子变成水蒸气被尾气带走，尾气密度增加到1.0kg/m3以上，粘滞作用消耗了尾气动量使流速进一步降低到2. Om/s以下，噪声随之下降；3、被尾气带走的水蒸气质量流量为尾气质量流量的8% 18%，按此比例补充洗涤液；4、保证多孔填料表面气液传热传质良好工况的洗涤液质量流量与尾气质量流量之比为2. 5 5. 0，按此比例选择洗涤液循环泵和调节循环流量；5、根据多孔填料的流体力学性质和尾气与洗涤液的质量流量，以流动阻力 Δρ^Ο. SkPa为约束条件，确定多孔填料层的高度为0. 5 1. 2米；6、通过了多孔填料层洗涤消声后气液两相在重力作用下分离，尾气从箱体侧面通大气的出口排放。并联的每一台柴油机均有一个附图所示的双向密封装置，其法兰接口 5与柴油机排气管连接，底板1与洗涤消声器顶部的法兰接口连接，双向密封装置的作用是使所连接的柴油机运行时排气管与大气隔断尾气全部进入洗涤消声器，不运行时排气管与洗涤消声器隔断而直接与大气相通。并联的柴油机型号可以相同，也可以不相同。实现该作用的步骤及原理包括 1、从外部液体接管通过大气口 6向液封圆盘4不断注入洗涤液使其上方形成深度为H5的液封层并溢流到底板1的上方形成深度为Hl的液封层；2、通过导杆7可使液封圆盘4在同一轴线上垂直运动，当柴油机运行时液封盘4 运动到上止点位置将大气口 6插入液封而隔断使尾气全部进入洗涤消声口 3，当柴油机不运行时液封盘4运动到下止点位置将其下部圆环插入底板1上的液封而与洗涤消声器隔断使柴油机排气管法兰接口 5与大气口 6直通；3、液封深度Hl和H5由洗涤消声器的最大流动阻力Δρ确定，Hl = Η5 = Δρ/ (P g)，插入深度H4 = H6 = 0. 9 X [ Δ ρ/ ( ρ g) ]，ρ为洗涤液密度，g为重力加速度；4、柴油机排气管法兰接口 5的公称直径Dl与所连接的柴油机排气管公称直径相等，大气口 6的直径D4和洗涤消声口 3的直径D3都等于D1，液封圆盘4的直径D2 = (1. 05 1. 1) XD1，筒体 2 的直径 DO = (1. 25 1. 50) XD1。本发明多台柴油机并联使用的尾气洗涤消声器和双向密封装置至少具有以下有益效果1、用一个洗涤消声器处理多台并联的柴油发动机排气，投资省；2、用一个洗涤消声器同时完成柴油发动机尾气烟尘微粒捕集和降低排气噪声的功能，效率高，流动阻力损失小，节能；3、用废水作洗涤液，可同时蒸发的废水质量流量相当于柴油机尾气质量流量的 8% 18%，减排废水。4、多台柴油机并联，运行的柴油机尾气未经洗涤消声处理前不会泄漏到大气，不运行的柴油机排气管直通大气不受洗涤消声器影响。
附图是本发明所述双向密封装置原理图。图中，1-底板、2-筒体、3-洗涤消声口、4_液封盘、5-柴油机排气管法兰接口、 6-大气口、7-导杆。
具体实施方式
结合实施例说明具体实施方式
。实施例钻井柴油发动机组并联使用的尾气洗涤消声器和双向密封装置，洗涤液为钻井废水，密度1000 1200kg/m3。本实施有3台型号相同的钻井动力190型涡轮增压柴油机并联共用一个尾气洗涤消声器，其设计最大流动阻力Ap = SOOPat5 3台柴油机的排气管公称直径相同Dl = 250mm，各通过一个独立的双向密封装置与尾气洗涤消声器相联，3 个双向密封装置结构尺寸相同，大气口 6直径D4和洗涤消声口 3直径D3都等于Dl，液封深度 Hl = H5 = Δ ρ/ ( ρ g) = 80mm，插入深度 H4 = H6 = 0. 9 X [ Δ p/( ρ g) ] = 72讓。每台柴油机额定工况下输出功率810kW，排气5275kg/h，排气温度330°C。在三台柴油机2开1 备工况下，向尾气洗涤消声器补充的钻井废水量为1. 15m3/h。测得经洗涤消声后尾气烟尘浓度下降到294. 3mg/m3，柴油机房场界噪声倍频带声压级51. 3 81. 9dB。
权利要求
1.一种多台柴油机并联使用的尾气洗涤消声器和双向密封装置，其特征在于用一个洗涤消声器与1 6台并联的柴油发动机排气管连接、同步进行烟尘微粒捕集和降低排气噪声的处理；用一个洗涤消声器与1 6台并联的柴油发动机排气管连接是通过一种双向密封装置，使所连接的柴油机运行时排气管与大气隔断尾气全部进入洗涤消声器，不运行时排气管与洗涤消声器隔断而直接与大气相通；同步进行烟尘微粒捕集和降低排气噪声的处理是通过洗涤消声器内250 450°C的尾气流经50 70°C的洗涤液充分湿润的多孔填料层表面时，65%以上的烟尘微粒和尾气热量及噪声波动能同时被液体吸收，获得能量的水分子变成水蒸气被尾气带走，尾气温度降低到80°C以下，体积收缩40% 60%，密度增加到1. Okg/m3以上，流速降低到3. Om/s以下， 排气噪声降低到倍频带声压级51. 3 81. 9dB。
2.根据权利要求1所述的多台柴油机并联使用的尾气洗涤消声器和双向密封装置，其特征在于洗涤消声过程补充洗涤液的质量流量为尾气质量流量的8% 18%，补充的洗涤液变成水蒸气被尾气带走，补充的洗涤液可以是废水。
3.根据权利要求1所述的多台柴油机并联使用的尾气洗涤消声器和双向密封装置，其特征在于双向密封装置通过一个在同一轴线上垂直运动的液封圆盘建立2个液封层，当柴油机运行时将通大气的接口密封使尾气全部进入洗涤消声器，当柴油机不运行时将通洗涤消声器的接口密封使柴油机排气管与大气直通，液封层的深度由洗涤消声器内流动阻力损失确定。
4.根据权利要求1或3所述的多台柴油机并联使用的尾气洗涤消声器和双向密封装置，其特征在于洗涤消声器内多孔填料层流动阻力不大于0. SkPa0
全文摘要
一种多台柴油机并联使用的尾气洗涤消声器和双向密封装置。用一个洗涤消声器与1～6台并联的柴油发动机排气管连接、同步进行烟尘微粒捕集和降低排气噪声的处理，所连接的柴油机运行时排气管与大气隔断尾气全部进入洗涤消声器，不运行时排气管与洗涤消声器隔断而直接与大气相通；用废水作洗涤液使65％以上的烟尘微粒和尾气热量及噪声波动能同时被洗涤液吸收，获得能量的水分子变成水蒸气被尾气带走，排气噪声降低到倍频带声压级51.3～81.9dB，同时获得节能减排的效果。
文档编号F01N13/08GK102168597SQ20101011466
公开日2011年8月31日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者朱德浩 申请人:朱德浩