专利名称：船舶用旋流洗涤器及其排放气体处理方法
技术领域：
本发明涉及一种船舶用旋流洗涤器及其排放气体处理方法。更具体地，本发明涉及一种船舶用旋流洗涤器，其包括由圆筒部和圆锥部形成的旋流器本体；形成于所述旋流器本体的圆筒部且用于起到通道作用的旋流器流入部，通过所述通道排放气体流入旋流器本体；形成于所述旋流器流入部的第一喷嘴；形成于所述旋流器本体圆筒部的第二喷嘴。
背景技术：
在化学工艺或半导体制造工艺或汽车船舶等运输工具等所排放的气体，其毒性、 爆炸性和腐蚀性均非常强烈，因此不仅对人体造成危害，同时将其直接排放至大气中时成为环境污染的原因之一。因此，必须要对这种排放气体进行净化处理过程，使得其有害成分的含量降低至允许浓度以下，同时国际上也规定有义务将去除污染物质等经过净化处理过程的排放气体排放至大气。有害气体处理方法有燃烧方式、润湿(Wetting)方式、吸附(absorption)方式等。燃烧方式，是针对含有氢基等易燃性气体在高温燃烧室中在约500-800°C高温下将其进行分解而进行排放气体处理的方式；湿润方式，是将水溶性气体通过水进行溶解而进行排放气体处理的方式；吸附方式，是将难燃性或不溶于水的有害性气体通过吸附剂并在物理或化学性吸附作用下完成净化过程的方式。这种排放气体处理过程还包括诸如排放气体类中去除酸性气体或颗粒物等的洗涤(scriAbing)处理，使用液体去除气体中含有的细微成分或颗粒物等的装置被称之为洗涤器(scrubber，洗涤装置)。图1是用于说明现有的湿式洗涤器(scrubber)的结构图，洗涤器的上端设置有进气口 1，其中间设置有隔膜4。洗涤器上的喷嘴2喷水时，所述水移动至吸收器(absorber^。气体分子进入进气口后，气体经过喷射有水的空间及吸收器并与水产生反应，只有剩下的气体通过隔膜底部移动至上端并通过排气管5排放。在此，所述吸附器3用于增大气体经过的表面积以及增加反应时间，通常具有刨屑形态。此时，与气体产生反应的水则通过排水管6进入水循环槽7。但所述通过安装吸收器或其他构造物等提高反应率及净化率的方法需要占据较大空间，并且为了提高其反应率必须另外采用降低反应气体温度的冷却装置，因此其适用于船舶或汽车等移动工具方面存在一定局限性。对此，本发明的发明人针对湿式洗涤器(scrubber)开发了适合船舶等移动工具的旋流洗涤器，其不仅可以增大反应表面积且最大限度地增加反应时间，同时还能确保空间的最有效利用，而且不需要独立的冷却装置。
发明内容
本发明的目的是针对净化排放气体的湿式洗涤器，开发一种适合船舶等移动工具的旋流洗涤器，其不仅可以增大反应表面积和增加反应时间，同时还能确保空间的最有效利用，而且不需要独立的冷却装置。本发明的目的是通过提供如下结构的船舶用旋流洗涤器来实现。即，由圆筒部和圆锥部形成的旋流器本体；形成于所述旋流器本体的圆筒部且起到通道作用的旋流器流入部，通过所述通道排放气体流入旋流器本体；形成于所述旋流器流入部的第一喷嘴；以及， 形成于所述旋流器本体圆筒部的第二喷嘴。所述本发明的目的是通过提供如下特征的船舶用旋流洗涤器来实现。即，所述第一喷嘴为扇形喷嘴(sector nozzle)，通过所述扇形喷嘴所述旋流器流入部中形成多重海水幕帘膜。所述本发明的目的是通过提供如下特征的船舶用旋流洗涤器来实现。即，所述第二喷嘴为喷雾喷嘴(fog nozzle)，通过所述喷雾喷嘴所述旋流器本体的圆筒部中形成多重海水幕帘膜。所述本发明的目的是通过提供如下特征的船舶用旋流洗涤器来实现。即，该船舶用旋流洗涤器还包括，形成于所述旋流器本体的圆筒部上端且用于防止酸性薄雾(mist) 泄露的薄雾分离装置(demistor)。另外，所述本发明的目的是通过提供如下步骤的船舶用旋流洗涤器排放气体处理方法来实现。即，流入旋流器流入部的排放气体通过由第一喷嘴12形成的多重海水幕帘膜的第一步骤；通过所述第一步骤中多重海水幕帘膜的排放气体流入旋流器本体并与排放自第二喷嘴的海水产生反应的第二步骤；以及，与所述第二步骤的海水产生反应的排放气体通过由第二喷嘴形成的多重海水幕帘膜的第三步骤。所述本发明的目的是通过提供如下特征的船舶用旋流洗涤器排放气体处理方法来实现。即，所述方法还包括，所述第三步骤结束后通过由第二喷嘴形成的多重海水幕帘膜的排放气体再通过形成于圆筒部上端且用于防止酸性薄雾(mist)泄露的薄雾分离装置 (demistor)的步骤。所述本发明的目的是通过提供如下特征的船舶用旋流洗涤器排放气体处理方法来实现。即，所述方法还包括，所述第一步骤之前排放气体通过起到热交换装置作用的节约装置(economizer)的步骤；以及，所述第三步骤完成后通过由第二喷嘴形成的多重海水幕帘膜的排放气体再次流入所述节约装置的步骤。本发明涉及的旋流洗涤器被设计为将所需海水量和空间最小化的旋流器方式，具有以下优点不仅可以增大反应表面积和增加反应时间，同时还能确保空间的最有效利用， 而且不需要独立的冷却装置，非常适合船舶等移动工具。
图1是用于说明现有的湿式洗涤器(scrubber)的结构图；图2是用于说明本发明的旋流洗涤器(scrubber)的旋流器原理概念图；图3是本发明涉及的旋流洗涤器(scrubber)本体的正面图；图4是本发明涉及的旋流洗涤器(scrubber)本体的剖面图。图5是示出使用本发明的旋流洗涤器(scrubber)的排放气体处理流程图。附图标记说明
1:进气口3 吸收器(absorber)5 排气管7 水循环槽9 洗涤器圆锥部11 溢流检测器(overflow finder)21 旋流器流入部23:第二喷嘴25 节约装置(economizer)
2 喷雾喷嘴 4:隔膜 6 排水管 8 洗涤器圆筒部
10 底流喷嘴(underflow nozzle) 20 旋流器本体 22 第一喷嘴
24 薄雾分离装置(demistor) 26 批量槽(batch tank)
具体实施例方式下面参照附图详细说明本发明所涉及的一种船舶用旋流洗涤器及其排放气体处
理方法。根据本发明的船舶用旋流洗涤器包括由圆筒部和圆锥部形成的旋流器本体20 ； 形成于所述旋流器本体20的圆筒部且起到通道作用的旋流器流入部21，通过所述通道排放气体流入旋流器本体20 ；形成于所述旋流器流入部21的第一喷嘴22 ；形成于所述旋流器本体20圆筒部的第二喷嘴23。旋流器(cyclone)是利用流入旋流器内部的流体旋转而产生的离心力的分离装置，例如气体旋流器主要用于分离气体中悬浮着的固体颗粒物或液滴，并且根据气体中悬浮着的固体颗粒物的粒度或比重之差进行分离。如图2所示，旋流器本体通常由圆筒部8和圆锥部9形成。流体通过形成于所述圆筒部上端的流入部进入旋流器内部，并且以圆筒部侧壁的切线方向以一定速度供应流入的流体。通过所述动作旋流器内部形成涡流，使得流体中含有的密度大且体积大的颗粒物 (固体颗粒物、液滴等)在离心力作用下旋转并聚集在圆锥壁，由称为尖端(Apex)或底流喷嘴10的圆锥部9的尖端部一侧排放。另外，流体中的气体根据条件与密度及体积小的颗粒物一同聚集于旋流器中心部位并形成上升旋转涡流。该上升流由插入旋流器圆筒部上端的管道底流溢流检测器11排放。本发明涉及的湿式洗涤器考虑到需要被安装于船舶，采用必要海水量及空间需求量最小的所述旋流器方式，在所述旋流器上有效分配多个喷嘴，进而充分发挥利用所述离心力的分离效果，同时最大限度地增加水溶性气体和水的反应表面积以及反应时间，有效处理由船舶排放的排放气体。如图3旋流器正面图及图4所示的旋流器侧面图所示，形成于旋流器流入部21的第一喷嘴22是通过降低排放气体温度，使得SOx等气体和海水混合率及反应率提高，因此流入部21可以采用能够形成幕帘膜的所有类型喷嘴，但为了有效地降低排放气体的温度应采用扇形喷嘴(sector nozzle)。另外，为了最大限度地发挥其效果，应安装两个以上的第一喷嘴22，使得流入部21形成多重海水幕帘膜。通过形成于所述流入部21的第一喷嘴22的排放气体流入旋流器本体20，进而在旋流器内部旋转。此时，如图3的旋流器正视图及如图4的旋流器侧视图所示，排放气体与从形成于所述旋流器本体20圆筒部的第二喷嘴23排放的海水进行接触及反应，而且通过由所述第二喷嘴23形成的海水幕帘膜的过程中与海水进行直接反应。此时，与排放气体产生反应的海水通过旋流器的底流喷嘴(underflow nozzle)排放至外部。形成于所述旋流器本体20圆筒部的第二喷嘴23用于增加海水在旋流器内部的停留时间以及使反应表面积最大化，通常可以采用能够在旋流器本体形成海水幕帘膜的所有类型的喷嘴，但为了使反应时间以及反应表面积的增加效果最大化，应采用薄雾喷嘴(fog nozzle) 0并且，为了效果最大化，应安装两个以上的第二喷嘴22使得旋流器本体20圆筒部形成多重海水幕帘膜。另外，根据本发明的洗涤器还可以进一步包括形成于本体20圆筒部上端且用于防止薄雾(mist)泄露的薄雾分离装置(demistor)24，通过该装置可以进一步从通过第二喷嘴23的海水幕帘膜的排放气体中彻底去除酸性薄雾。另外，本发明涉及的洗涤器还可以包括为了降低流入旋流器内部的排放气体温度而连接至所述旋流器流入部21且排放气体流入旋流器本体之前起到降低气体温度作用的热交换装置的节约装置(eC0n0mizer)25，另外还可以进一步设置批量槽(batch tank)沈，用于从所述旋流器本体20排放的流水量保持一定量，并可设计为，测定在其内的排放流水水位(水头)，并在一定水位条件下自动排放。另外，本发明涉及的船舶用旋流洗涤器的排放气体处理方法包括如下步骤流入旋流器流入部21的排放气体通过由第一喷嘴22形成的多重海水幕帘膜的第一步骤；通过所述第一步骤中多重海水幕帘膜的排放气体流入旋流器本体20并与第二喷嘴23排放的海水产生反应的第二步骤；以及，与所述第二步骤的海水产生反应的排放气体通过由第二喷嘴23形成的多重海水幕帘膜的第三步骤。所述处理方法还包括所述第三步骤结束后通过由第二喷嘴23形成的多重海水幕帘膜的排放气体通过形成于圆筒部上端且用于防止酸性薄雾(mist)泄露的薄雾分离装置(demistor)的步骤，使得通过海水幕帘膜的排放气体中的酸性薄雾能够进一步彻底去除。所述处理方法还包括所述第一步骤之前排放气体通过起到热交换装置作用的节约装置(economizer) 25的步骤，通过所述节约装置可将约400°C以上的排放气体温度降至 150°C以下。通过节约装置的排放气体通过洗涤器后在海水作用下降至50°C以下的冷却状态后排放至外部。此时，所述第三步骤完成后，还可进一步包括，将从洗涤器排放的排放气体重新移送至所述节约装置(economizer) 25的步骤，使得排放气体重新循环于热交换装置，这样不仅可以降低流入气体的温度，而且向外部排放的气体可以获得加温进而以浮力进一步增加的状态排放。另外，所述第二步骤可设计为，与排放气体产生反应的海水从所述旋流器本体20 圆锥部排放，随后流入将排放流水量保持为一定量的批量槽(batch tank)沈，使得排放流水在一定水位条件下自动排放。通过所述处理方法可以设计为，不需要装置专家且既可方便操作又可自动控制的船舶内排放气体处理工艺，同时装置内部不需要冷却装置等另外的附属装置，维护管理方便简单。
本发明不限于所述的特定实施例及说明，在该权利要求范围中要求的本发明要旨内该发明所属的技术领域内具备一般性知识的人员均可以对其进行各种变形实施，这类变形案例均含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种船舶用旋流洗涤器，包括由圆筒部和圆锥部形成的旋流器本体00)；形成于所述旋流器本体00)的圆筒部且起到通道作用的旋流器流入部(21)，排放气体通过所述通道流入旋流器本体OO)；形成于所述旋流器流入部的第一喷嘴02)；以及， 形成于所述旋流器本体OO)圆筒部的第二喷嘴03)。
2.根据权利要求1所述的船舶用旋流洗涤器， 所述第一喷嘴02)为扇形喷嘴。
3.根据权利要求2所述的船舶用旋流洗涤器，通过所述扇形喷嘴在所述旋流器流入部形成多重海水幕帘膜。
4.根据权利要求1所述的船舶用旋流洗涤器， 所述第二喷嘴03)为喷雾喷嘴。
5.根据权利要求4所述的船舶用旋流洗涤器，其特征在于通过所述喷雾喷嘴在所述旋流器本体OO)圆筒部形成多重海水幕帘膜。
6.根据权利要求1所述的船舶用旋流洗涤器，进一步包括形成于所述旋流器本体OO)圆筒部上端且用于防止酸性薄雾泄露的薄雾分离装置 04)。
7.根据权利要求1所述的船舶用旋流洗涤器，其特征在于，进一步包括连接至所述旋流器流入部且起到在排放气体流入旋流器本体之前降低排放气体温度的热交换装置作用的节约装置05)。
8.根据权利要求1所述的船舶用旋流洗涤器，进一步包括将从所述旋流器本体OO)排放的流水量保持在一定量的批量槽06)。
9.一种船舶用旋流洗涤器的排放气体处理方法，包括向旋流器流入部流入的排放气体通过由第一喷嘴0 形成的多重海水幕帘膜的第一步骤；通过所述第一步骤的多重海水幕帘膜的排放气体流入旋流器本体00)并与排放自第二喷嘴03)的海水产生反应的第二步骤；以及，与所述第二步骤的海水产生反应的排放气体通过由第二喷嘴形成的多重海水幕帘膜的第三步骤。
10.根据权利要求9所述的排放气体处理方法，进一步包括所述第三步骤结束后，通过由第二喷嘴(2 形成的多重海水幕帘膜的排放气体再通过形成于圆筒部上端且用于防止酸性薄雾泄露的薄雾分离装置的步骤。
11.根据权利要求9所述的排放气体处理方法，进一步包括所述第一步骤之前，排放气体通过起到热交换装置作用的节约装置0 的步骤。
12.根据权利要求11所述的排放气体处理方法，进一步包括所述第三步骤完成后，通过由第二喷嘴形成的多重海水幕帘膜的排放气体重新流入所述节约装置0 的步骤。
13.根据权利要求9所述的排放气体处理方法，所述第二步骤的与排放气体产生反应的海水从所述旋流器本体00)圆锥部排放，并流入使得排放流水保持一定量的批量槽。
全文摘要
本发明涉及一种船舶用旋流洗涤器及其排放气体处理方法。更进一步地，本发明涉及一种船舶用旋流洗涤器，其包括由圆筒部和圆锥部形成的旋流器本体；形成于所述旋流器本体的圆筒部且起着排放气体流入旋流器本体通道作用的旋流器流入部；形成于所述旋流器流入部的第一喷嘴；以及，形成于所述旋流器本体圆筒部的第二喷嘴。
文档编号B01D53/78GK102371101SQ201010251878
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者张美淑, 金大奎 申请人:仿真科技公司