一种紧凑型船用I型洗涤塔的制作方法

一种紧凑型船用i型洗涤塔
技术领域
[0001]
本发明总地涉及船舶柴油机废气净化设备技术领域，更具体地涉及一种紧凑型船用i型洗涤塔。


背景技术：

[0002]
随着航运业的日益发达，船用柴油机燃烧所产生的废气对环境的危害也越来越严重，so
x
是其中对环境危害较大的成分。船舶排放的so
x
来源于燃油所含的硫。为此，国际海事组织imo对船舶燃油含量进行了严格的限制。现有的脱硫方法有许多，主要分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫，其中以燃烧后脱硫的方法最为经济适用。
[0003]
现有的一种船用柴油机脱硫填料塔如图1所示，在填料塔体10的上方设有废气出口8、下方设有废液出口9、侧壁下端部设置有进气管接口，进气管接口和进气管1连通，进气管1的上方内壁安装有预喷淋装置2，填料塔体10内位于进气管接口上方的位置安装有填料层4和喷淋装置5，其中填料层4通过支撑栅板3固定在填料塔体10内，填料层4位于喷淋装置5的下方，喷淋装置5的上方安装有除雾器6和清洗系统7。现有的填料塔体10内装有填料，填料塔操作范围较小，液体负荷会影响脱硫的效果，而且填料塔内的流体流速较小会影响脱硫效率，同时需要工作人员进入塔内更换喷嘴，不利于操作。
[0004]
因此，需要提供一种紧凑型船用i型洗涤塔以至少部分地解决上述问题。


技术实现要素：

[0005]
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0006]
为至少部分地解决上述问题，本发明提供一种紧凑型船用i型洗涤塔，包括：
[0007]
第一喷淋部，所述第一喷淋部位于所述紧凑型船用i型洗涤塔的底部，所述第一喷淋部的外壁设有第一喷淋管，所述第一喷淋管上设有多个第一喷嘴，所述第一喷嘴伸入所述第一喷淋部的内部，且所述第一喷嘴的喷淋方向斜向下，所述第一喷淋部的底部还设有第一排液口；
[0008]
第一进气管，所述第一进气管从所述第一喷淋部的底部伸入所述第一喷淋部的内部，所述第一进气管包括第一出气口，所述第一进气管通过所述第一出气口向所述第一喷淋部的内部导入废气；以及
[0009]
除雾部，所述除雾部位于所述紧凑型船用i型洗涤塔的顶部，所述除雾部包括除雾器和清洗系统，所述除雾部还设置有用于导出废气的排气口；
[0010]
其中，在所述第一喷淋部的内部且位于所述第一出气口的上方还设有第一导流块，所述第一导流块的横截面沿所述第一导流块的高度方向从所述第一导流块的中部分别向所述第一导流块的顶端和底端逐渐减小，且所述第一导流块的最大横截面覆盖所述第一出气口。
[0011]
可选地，所述第一出气口在竖直方向上的最低位置高于所述第一排液口的最高位置。
[0012]
可选地，所述第一导流块的顶部和底部均构造为锥体。
[0013]
可选地，所述第一进气管的顶端设置有支撑杆，所述第一导流块通过所述支撑杆与所述第一进气管固定连接。
[0014]
可选地，所述第一喷淋管的数量为2至4个，且相邻的所述第一喷淋管各自的所述第一喷嘴沿所述第一喷淋部的周向间隔设置。
[0015]
可选地，还包括第二喷淋部，所述第二喷淋部位于所述第一喷淋部和所述除雾部之间，所述第二喷淋部的外壁设有第二喷淋管，所述第二喷淋管上设有多个第二喷嘴，所述第二喷嘴伸入所述第二喷淋部的内部，且所述第二喷嘴的喷淋方向斜向下，所述第二喷淋部的底部设有第二排液口。
[0016]
可选地，所述第二喷淋部的底部设有第二进气管，所述第二进气管包括第二出气口，所述第二进气管构造为使得所述第一喷淋部与所述第二喷淋部通过所述第二出气口流体连通。
[0017]
可选地，所述第二出气口的最低位置在竖直方向上高于所述第二排液口的最高位置。
[0018]
可选地，所述第二喷淋部包括第二导流块，所述第二导流块位于所述第二出气口的上方，所述第二导流块的横截面沿所述第二导流块的高度方向从所述第二导流块的中部向所述第二导流块的顶端和底端逐渐减小，且所述第二导流块的最大横截面覆盖所述第二出气口。
[0019]
可选地，所述第二导流块的顶部和底部均构造为锥体。
[0020]
根据本发明的紧凑型船用i型洗涤塔，该紧凑型i型洗涤塔可用于船舶，可用于脱除船用柴油机产生的废气中的so
x
，包括第一喷淋部、第一进气管和除雾部，其中第一喷淋部位于紧凑型船用i型洗涤塔的底部，第一进气管从第一喷淋部的底部伸入第一喷淋部内，能够导入船用柴油发动机产生的废气。第一喷淋部可净化导入的废气，降低废气的温度，同时吸收废气中的so
x
。除雾部位于紧凑型船用i型洗涤塔的顶部，除雾部中设置的除雾器和清洗系统可吸收被净化后的废气中的雾粒和浆液滴，进一步起到净化的作用，然后再通过排气口将被净化的废气排出。在本发明中，第一喷淋管设置在塔体的外壁上，仅将第一喷嘴伸入塔体的内部，而且在第一喷淋部的内部还设有第一导流块，第一导流块的横截面沿其高度方向从中部分别向顶部和底部逐渐减小，而且第一导流块的最大横截面覆盖第一出气口。通过本发明的紧凑型船用i型洗涤塔，可对船用柴油机产生的废气进行净化，有利于保护环境，而且塔体内部无填料，塔内气体的流速高，废气的净化效率高，将第一喷淋管设置在塔体的外部有利于进行检修和拆卸，在第一出气口的上方设置有第一导流块，可减小废气的压损，同时能够防止塔内的洗涤液进入第一进气管内，避免阻塞管道。
附图说明
[0021]
本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。
[0022]
在附图中，
[0023]
图1为现有技术中的一种船用柴油机脱硫填料塔的结构示意图；
[0024]
图2为根据本发明的一种优选实施方式的紧凑型船用i型洗涤塔的结构示意图；
[0025]
图3为沿图2中的线a-a方向所截的剖视图；
[0026]
图4为图2所示的紧凑型船用i型洗涤塔中第一进气管的结构示意图；以及
[0027]
图5为沿图4中的线b-b方向所截的剖视图。
[0028]
附图标记说明：
[0029]
1：进气管
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2：预喷淋装置
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3：支撑栅板
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4：填料层
[0031]
5：喷淋装置
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6：除雾器
[0032]
7：清洗系统
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8：废气出口
[0033]
9：废液入口
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10：填料塔体
[0034]
101：第一喷淋部
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102：第一喷淋管
[0035]
103：第一喷嘴
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104：第一排液口
[0036]
105：第一进气管
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106：第一出气口
[0037]
107：除雾部
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108：排气口
[0038]
109：第一导流块
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110：第二喷淋部
[0039]
111：第二喷淋管
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112：第二喷嘴
[0040]
113：第二排液口
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114：第二进气管
[0041]
115：第二出气口
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116：第二导流块
[0042]
117：支撑杆
具体实施方式
[0043]
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0044]
为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。
[0045]
本发明提供一种紧凑型船用i型洗涤塔，如图2和图3所示，该紧凑型船用i型洗涤塔的整体大致为塔型，且内部中空，包括第一喷淋部101、第一进气管105和除雾部107。其中第一喷淋部101位于紧凑型船用i型洗涤塔的底部，第一喷淋部101的外壁设有第一喷淋管102，第一喷淋管102上设有多个第一喷嘴103，第一喷嘴103穿过第一喷淋部101的侧壁伸入第一喷淋部101的内部，而且第一喷嘴103的喷淋方向斜向下，第一喷淋部101的底部还设置有第一排液口104。第一进气管105从第一喷淋部101的底部伸入第一喷淋部101的内部，第一进气管105包括第一出气口106，第一进气管105通过第一出气口106向第一喷淋部101的内部导入废气。除雾部107位于紧凑型船用i型洗涤塔的顶部，包括除雾器(未示出)和清洗系统(未示出)，除雾部107上还设置有用于导出废气的排气口108。可以理解的是，第一进气管105可连通船用柴油机的废气排放装置，可用于将船用柴油机产生的废气导入至第一喷淋部101的内部，第一喷淋管102内设置有洗涤液，第一喷嘴103喷淋出的洗涤液与废气接
触，该洗涤液既能够降低废气的温度，同时也能够吸收废气中的包括so
x
在内的有害成分。
[0046]
第一喷淋管102的管体设在第一喷淋部101外，仅仅是第一喷嘴103伸入第一喷淋部101内，洗涤液经过第一喷嘴103被喷成雾状或雨滴状进入第一喷淋部101内，废气从紧凑型船用i型洗涤塔的底部流向顶部，因此第一喷嘴103可斜向下喷淋洗涤液，呈雾状或者雨滴状的液体与废气密切接触进行传质，将废气中包括so
x
在内的易溶组分吸收，起到净化的作用。紧凑型船用i型洗涤塔的顶部还设置有除雾部107，被净化后的废气可以从除雾部107上的排气口108排出。由于被净化后的废气中夹带着雾粒和浆液滴等，容易污染环境，因此，除雾部107中设置除雾器和清洗系统可对被净化后的废气起到进一步的净化作用。需要说明的是，图2和图3仅展示一种优选实施方式中的紧凑型船用i型洗涤塔的结构示意图，紧凑型船用i型洗涤塔的其他结构和安装关系，以及洗涤液的成分，还包括除雾器和清洗系统均为本领域技术人员已知，因此不再示出和进行详细的说明。
[0047]
而且，在第一喷淋部101的内部且位于第一出气口106的上方还设有第一导流块109，第一导流块109的横截面沿第一导流块109的高度方向从第一导流块109的中部分别向第一导流块109的顶端和底端逐渐减小，例如可以是两个底面相接合的圆锥体和/或棱锥体等，且第一导流块109的最大横截面覆盖第一出气口106。需要说明的是，紧凑型船用i型洗涤塔内的废气是通过第一出气口106导入，且从紧凑型船用i型洗涤塔的底部流向顶部。本实施方式中，第一导流块109的横截面为水平面内的横截面。第一导流块109可减小废气的压损，同时也能够防止第一喷淋部101内的洗涤液进入第一进气管105内，避免阻塞管道。
[0048]
根据本发明的紧凑型船用i型洗涤塔，包括第一喷淋部101、第一进气管105和除雾部107，该紧凑型i型洗涤塔可用于船舶，可用于脱除船用柴油机产生的废气中的so
x
，能够对废气进行过滤，净化废气，有利于保护环境，而且塔体内部无填料，塔内气体的流速高，废气的净化效率高。第一喷淋管102的管体设置在塔体的外壁，仅是第一喷嘴103伸入塔体的内部对废气进行喷淋，通过这样的设置，可在塔体的外部对第一喷淋管102和第一喷嘴103进行检修和拆卸，无需进入塔体内部，可简化塔体内部的结构，同时便于操作。而且在第一喷淋部101内，位于第一出气口106的上方设置有第一导流块109，既可以减小废气的压损，同时能够防止塔内的洗涤液进入第一进气管105内，避免阻塞管道。通过本发明的紧凑型船用i型，可使脱硫效率提高至97.5％，相当于使用含硫量低于0.1％的低硫油so
x
烟气排放效果。
[0049]
优选地，由于第一喷淋部101内的洗涤液会与废气接触并发生反应，从第一喷嘴103喷出的洗涤液会流到第一喷淋部101的底部，并通过第一排液口104排出塔体外。为了避免洗涤液流入第一进气管105内而导致管道阻塞，可使第一出气口106在竖直方向上的最低位置高于第一排液口104的最高位置。
[0050]
具体地，可将第一导流块109的顶部和底部均构造为锥体。
[0051]
进一步地，如图4和图5所示，在第一进气管105的顶端还设置有支撑杆117，可使第一导流块109通过支撑杆117与第一进气管105固定连接，支撑杆117大致沿竖直方向设置，同时支撑杆117可沿第一进气管105的周向均匀设置，有利于加强第一导流块109的固定效果，同时可加强整个第一进气管105的结构强度。此外，第一导流块109的底部构造为锥体可对第一出气口106中排出的废气起到引导作用，保证废气能够及时导入到第一喷淋部101内。相应地，在第一喷淋部101的底部可沿周向均匀设置多个第一排液口104，且第一排液口
104的开口方向向上，即使船体发生倾斜时，塔体内的洗涤液也能够及时排出。例如，可以沿第一进气管105的周向均匀设置4个第一排液口104，此时当船体倾斜
±
22.5
°
时，洗涤液也可顺畅地排出。优选地，支撑杆117的数量为3至6个，例如6个。
[0052]
如图2和图3所示，由于船用柴油发动机产生的废气会持续地从第一进气管105导入第一喷淋部101内，然后通过第一喷淋部101净化，再通过除雾部107的排气口108排出。为了加强喷淋净化的效率，避免部分废气无法和洗涤液接触并反应，可设置多个第一喷淋管102，而且相邻的第一喷淋管102各自的第一喷嘴103沿第一喷淋部101周向间隔设置，以便于使从第一喷嘴103中喷出的洗涤液接触更大范围的废气，提高净化的效率。具体地，可将第一喷淋管102的数量设置为2至4个，例如3个，相邻的第一喷淋管102在竖直方向上的距离设置为1米。而且，每个第一喷淋管102沿第一喷淋部101的周向均匀设置4个第一喷嘴103。相邻的第一喷淋管102在水平面内交错45
°
设置，从而使设置的第一喷嘴103充分间隔开，对废气进行更加充分的喷淋。
[0053]
为了进一步提高废气净化的效率，如图2和图3所示，在又一个实施方式中，紧凑型船用i型洗涤塔还包括第二喷淋部110，第二喷淋部110位于第一喷淋部101和除雾部107之间。第二喷淋部110的外壁设有第二喷淋管111，第二喷淋管111上设有第二喷嘴112，第二喷嘴112伸入第二喷淋部110的内部，且第二喷嘴112的喷淋方向斜向下，第二喷淋部110的底部设有第二排液口113。在本实施方式中，第二喷淋管111的设置以及安装方式可以和上述描述的第一喷淋管102的设置和安装方式相同。第二喷淋部110的底部设置有第二排液口113，可用于排放第二喷淋部110内的液体。具体地，可以沿第二喷淋部110的周向均匀设置多个第二排液口113。例如，可以设置2个或者4个第二排液口113。此外，第二喷淋管111和第一喷淋管102内的洗涤液可以不同，以便于使洗涤液和废气中的更多的不同成分反应，提高净化效率。
[0054]
在又一个实施方式中，在第二喷淋部110的底部还可以设置第二进气管114，第二进气管114包括第二出气口115，设置的第二进气管114构造为使得第一喷淋部101与第二喷淋部110通过第二出气口115流体连通。可以理解的是，经过第一喷淋部101净化后的废气至少部分地从第二出气口115进入第二喷淋部110内。
[0055]
而且，第二出气口115的最低位置在竖直方向上高于第二排液口113的最高位置，可防止第二喷淋部110底部的洗涤液从第二出气口115进入第一喷淋部101内。具体地，第二排液口113可以设置在第二喷淋部110的侧壁。此外，第二进气管114的管壁的横截面在竖直方向上由底部向顶部逐渐减小，其顶部设置的开口为第二出气口115。
[0056]
优选地，在第二喷淋部110内还设置有第二导流块116，第二导流块116位于第二出气口115的上方，第二导流块116的横截面沿第二导流块116的高度方向从第二导流块116的中部向第二导流块116的顶端和底端逐渐减小，且第二导流块116的最大横截面覆盖第二出气口115。具体地，第二导流块116的形状与第一导流块109的形状大致相同，且第二导流块116也能够减小废气的压损，同时也能够防止第二喷嘴112喷出的洗涤液进入第一喷淋部101内。
[0057]
进一步地，第二导流块116的顶部和底部均构造为锥体。
[0058]
在一个具体的实施方式中，某船舶的主推动力的额定功率为3250kw，采用排气流量为25480kg/h的船用柴油机，该船用柴油机燃油含硫量为3.5％。在该柴油机后端安装了
本发明所提供的紧凑型船用i型洗涤塔后，烟气的入口温度为260℃，压力≤1500pa，经该洗涤塔处理后的so2/co2比值小于4.3，柴油机so
x
排放量相当于使用含硫量0.1％的低硫油的排放量。
[0059]
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
[0060]
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。