一种新型的船舶废气洗涤脱硫装置的制作方法

本发明涉及船舶柴油机尾气处理的技术领域，尤其涉及一种船舶废气洗涤脱硫装置。

背景技术：

海洋运输业是现代社会经济发展中的重要领域，随着世界贸易量的增加，船舶吨位、数量均急剧上升。在现代世界贸易的运输过程中，船舶柴油机是关键的动力来源。为了降低船舶的运输成本，通常使用含硫量较高的低质燃油作为燃料，发动机尾气中含有大量的so2、氮氧化物和颗粒物等污染物，船舶对so2排放有明确的限制标准。使用低硫燃油和加装废气脱硫装置是实现船舶尾气硫排放满足排放标准的主要技术措施。许多研究已经表明对于营运船舶和新造船舶，采用湿式洗涤脱硫是一种更加经济的方式，有利于船舶柴油机的稳定运行。国内外众多科研机构致力于船舶废气洗涤脱硫系统的相关研究。

目前，湿法洗涤脱硫是船舶满足法规燃油硫含量要求的主要技术措施，包括开式脱硫模式、闭式脱硫模式和混合式脱硫模式。开式脱硫系统利用天然海水的碱性中和废气中的so2，系统组成简单，控制逻辑复杂度低。但是由于海水的天然碱度低，排出的洗涤废水水质不易达标，在一些特定区域中不可使用。闭式脱硫系统是在洗涤液中额外添加碱性物质作为中和吸收so2的物质，闭式系统设备较多，控制逻辑复杂，洗涤废水水质易于控制。目前，现有的废气洗涤脱硫技术在实际应用中存在一些不足。

在申请号为201520779599.3的专利《船用脱硫系统》中，该发明的脱硫塔部分，脱硫装置仅由喷淋层构成，烟囱中的废气从脱硫塔底部进入与喷淋洗涤液直接上下接触反应，气液接触面积不大，脱硫反应不够充分，为保证脱硫效果，需多层喷淋，增加了塔的高度；且该发明没有考虑脱硫塔塔壁的边壁效应，部分废气没发生脱硫反应就排出塔外，不利于实际应用。

在申请号为201822166899.0的专利《一种能够循环冲洗除雾器的脱硫塔》中，该发明的装置烟气入口在脱硫塔底部，废气自下向上运动，存在部分废气沿塔壁内侧向上运动的现象，易于导致这部分废气没有与洗涤液反应而被直接排出，降低了脱硫效率；该发明的脱硫装置结构单一，气液接触面积不大，降低脱硫反应效率与速度；该发明中的洗涤液采用循环结构，在实际工况中洗涤液浓度会越来越低，使反应速度变慢。

在申请号为201910715749.7的专利《一种高温烟气湿法脱硫的装置和方法》中，利用冷凝水冷却脱硫塔循环液。该发明在脱硫反应阶段，简单的将废气通入洗涤液中，反应不够充分，脱硫效果不佳；该发明的废气进入反应溶液再排出塔外的过程中，没有经过除雾装置，易于携带出洗涤液滴，由于反应不充分还会带有未反应的硫氧化物，造成外部装置的玷污和严重腐蚀；该发明在喷淋降温过程中没有考虑边壁效应，部分气体没有经过降温就排出塔外，使排出脱硫塔的气体温度偏高。

综上所述，现有的船舶脱硫系统在实际应用中存在一些不足，因此有必要开发一套高效率、成本低、安装方便、安全性好的船舶废气洗涤脱硫系统。

技术实现要素：

针对上述产生的问题，本发明的目的在于提供一种新型的船舶废气洗涤脱硫装置。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种新型的船舶废气洗涤脱硫装置，包括脱硫塔，所述脱硫塔内由下至上依次设置有降温喷淋层、主喷淋层和旋流板除雾器，其中，还包括设置在所述脱硫塔内的格栅结构、若干浮球、两环形导流板；所述格栅结构设置在所述降温喷淋层和所述主喷淋层之间，所述格栅结构包括两水平格栅、平面格栅和筒式格栅，所述两水平格栅均沿水平方向固定在所述脱硫塔的内壁上，所述两水平格栅和所述脱硫塔之间形成圆柱形容纳腔，所述两平面格栅和所述筒式格栅均沿竖直方向设置在所述两水平格栅之间，所述两平面格栅相垂直，所述筒式格栅的中轴线和所述脱硫塔的中轴线相重合，所述两平面格栅和所述筒式格栅将所述圆柱形容纳腔分隔成多个小容纳腔；所述若干浮球分别设置在所述多个小容纳腔内，所述两环形导流板均固定在所述脱硫塔的内壁上，所述两水平格栅的外缘分别抵于所述两环形导流板的上表面。

上述的新型的船舶废气洗涤脱硫装置，其中，所述两环形导流板的下表面为斜面。

上述的新型的船舶废气洗涤脱硫装置，其中，所述若干浮球均为耐腐蚀材料的轻质空心小球。

上述的新型的船舶废气洗涤脱硫装置，其中，所述两水平格栅的形状均为圆形，所述两水平格栅的直径与所述脱硫塔的内径相同。

上述的新型的船舶废气洗涤脱硫装置，其中，所述主喷淋层包括进液管和喷淋器，所述喷淋器设置在所述进液管上，所述进液管和所述喷淋器连通。

上述的新型的船舶废气洗涤脱硫装置，其中，所述降温喷淋层包括进水管和喷头，所述喷头设置在所述进水管上，所述喷头与所述进水管连通。

上述的新型的船舶废气洗涤脱硫装置，其中，所述脱硫塔的上端设有废气出口，所述脱硫塔的下端设有排污口，所述脱硫塔的下部的外壁上设置有进气管，所述进气管位于所述降温喷淋层的下方，所述进气管与所述脱硫塔连通。

本发明由于采用上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

1、本发明的新型的船舶废气洗涤脱硫装置适应性良好，不易发生堵塞现象，易于维修更换，并且对废气的脱硫效果好。

2、本发明的新型的船舶废气洗涤脱硫装置安装了轻质空心的浮球，利用气流作用使其漂浮，使气液两相在浮球表面进行混合反应，极大地增加了脱硫效率，同时浮球具有易于更换，维修费用低等优点。

3、本发明的新型的船舶废气洗涤脱硫装置在脱硫塔的内壁安装环形导流板，可以起到防止废气边壁效应，提高脱硫效率。

4、本发明的新型的船舶废气洗涤脱硫装置在脱硫塔内的上部安装旋流板除雾器，具有体积小、效率高、阻力低等优点，可以有效防止洗涤形成的液滴随废气排出脱硫塔后对外部的腐蚀。

5、本发明的新型的船舶废气洗涤脱硫装置的格栅结构内的圆柱形容纳腔通过平面格栅和筒式格栅分隔成多个相互隔离的小容纳腔，若干浮球均匀的分布在多个小容纳腔内，避免了避免船体倾斜时，若干浮球受重力作用聚集在一起，使得船舶在行驶过程中气液两相也可以均匀的混合反应。

附图说明

图1是本发明的新型的船舶废气洗涤脱硫装置的示意图；

图2是本发明的旋流板除雾器的俯视图；

图3是本发明的格栅结构的俯视图。

附图中：1、脱硫塔；11、废气出口；12、排污口；13、进气管；2、降温喷淋层；21、进水管；22、喷头；3、主喷淋层；31、进液管；32、喷淋器；4、旋流板除雾器；51、水平格栅；52、平面格栅；53、筒式格栅；6、浮球；7、环形导流板。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种新型的船舶废气洗涤脱硫装置，以天然海水作为洗涤液，对船舶柴油机废气中的so2进行吸收，结构简单，脱硫效率高。

下面将结合本发明的附图和具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2和图3所示，图1是本发明的新型的船舶废气洗涤脱硫装置的示意图；图2是本发明的旋流板除雾器的俯视图；图3是本发明的格栅结构的俯视图。

本发明实施例提供的新型的船舶废气洗涤脱硫装置，包括脱硫塔1，脱硫塔1内由下至上依次设置有降温喷淋层2、主喷淋层3和旋流板除雾器4，主喷淋层3包括进液管31和喷淋器32，喷淋器32设置在进液管31上，进液管31和喷淋器32连通，降温喷淋层2包括进水管21和喷头22，喷头22设置在进水管21上，喷头22与进水管21连通，脱硫塔1的上端设有废气出口11，脱硫塔1的下端设有排污口12，脱硫塔1的下部的外壁上设置有进气管13，进气管13位于降温喷淋层2的下方，进气管13与脱硫塔1连通。

其中，本发明实施例提供的新型的船舶废气洗涤脱硫装置还包括设置在脱硫塔1内的格栅结构、若干浮球6、两环形导流板7，格栅结构设置在降温喷淋层2和主喷淋层3之间，格栅结构包括两水平格栅51、两平面格栅52和筒式格栅53，两水平格栅51均沿水平方向固定在脱硫塔1的内壁上，两水平格栅51和脱硫塔1之间形成圆柱形容纳腔，两平面格栅52和筒式格栅53均沿竖直方向设置在两水平格栅51之间，两平面格栅52相垂直，筒式格栅53的中轴线和脱硫塔1的中轴线相重合，两平面格栅52和筒式格栅53将圆柱形容纳腔分隔成多个小容纳腔，若干浮球6分别设置在多个相互隔离的小容纳腔内，可以避免船体倾斜时，若干浮球6受重力作用聚集在一起的现象，两环形导流板7均固定在脱硫塔1的内壁上，两水平格栅51的外缘分别抵于两环形导流板7的上表面。

船舶柴油机排出的废气通过进气管13进入脱硫塔1内部，废气在脱硫塔1内由下向上运动，首先经过降温喷淋层2进行降温和洗涤，然后废气通过下侧的水平格栅51进入圆柱形容纳腔内，洗涤液从主喷淋层3的喷淋器32中向下喷淋雾化后，通过上侧的水平格栅51进入圆柱形容纳腔内，若干堆积一起的浮球6在气流作用下呈漂浮状态，上升的废气与下降的洗涤液在若干浮球6中混合，浮球6的动态运动极大地增加了气液混合接触面积，使得洗涤液与气体中的硫氧化物充分反应，提高了脱硫反应效率和反应速度。

由于主喷淋层3的喷淋器32喷出的洗涤液不会完全覆盖脱硫塔1的内壁，尽管大部分废气与洗涤液充分接触发生反应，但存在部分废气未经洗涤直接沿脱硫塔1的内壁向上泄露的可能，即发生边壁效应，为使洗涤液能更好地与废气混合，提高脱硫效率，防止废气沿脱硫塔1的内壁上下运动，因此在脱硫塔1的内壁上布置两环形导流板7，两环形导流板7分别位于两水平格栅51的下方，起到固定支撑两水平格栅51的作用，下侧的环形导流板7使进入脱硫塔1的废气流过此处时被其阻挡后向中间的容纳腔运动；上侧的环形导流板7使容纳腔里的废气流过此处时被其阻挡后向中间的洗涤液喷淋区靠拢，从而提高了脱硫反应速度和效率。

反应后的废气在排出脱硫塔1前需经过除雾环节，以防止废气携带液滴排出塔外，对船体造成腐蚀，因此本实施例在脱硫塔1内的顶部安装旋流板除雾器4，其去除携带液滴的效率在90％以上，旋流板除雾器4具有体积小、效率高、阻力低等优点，经过旋流板除雾器4后的废气从脱硫塔1上端的废气出口11排出，与废气反应后的洗涤液和被旋流板除雾器4分离出的液体向下运动，最终从脱硫塔1下端的排污口12排出。

需要指出的是，本文提及的方位词“上”和“下”是以本发明的附图中零部件的相对位置为基准定义的，只是为了描述技术方案的清楚及方便，应当理解，此方位词的应用对本申请的保护范围不构成限制。

与现有技术相比，本发明提供的船舶废气洗涤脱硫装置，在应用时，废气从脱硫塔1下部外壁上的进气管13进入，使脱硫塔1内的布置更节省空间，容纳腔内的若干浮球6不易堵塞、易冲洗、工况适应性强，且具有投资少、运行维护费用低等优点，可以显著增加湿法脱硫效率，通过设置环形导流板7解决了气流边壁效应，使得硫氧化物与洗涤液充分的混合反应。由此可见，上述的船舶废气洗涤脱硫装置结构简单，脱硫反应速度快且效率高，能够有效降低废气中的硫氧化物含量。

进一步地，两环形导流板7的下表面为斜面，沿脱硫塔1内壁上升的废气经过环形导流板7的下表面时发生折射，改变了运动路径，废气流动方向由竖直向上变为朝向脱硫塔1的中轴线方向。

进一步优化上述实施例，若干浮球6均为耐腐蚀材料的轻质空心小球，洗涤液与废气反应产生的液体腐蚀性强，若干浮球6均采用耐腐蚀材料，可以增强使用寿命，若干浮球6为轻质空心小球易于漂浮，使得洗涤液和废气的混合更充分。

进一步地，两水平格栅51的形状均为圆形，两水平格栅51的直径与脱硫塔1的内径相同，两水平格栅51的外缘与脱硫塔1的内壁固定连接，若干浮球6在两水平格栅51之间不会脱离圆柱形容纳腔。

还有，两平面格栅52的形状均为矩形，筒式格栅53呈上下两端开口的筒体结构，两平面格栅52的交接处在脱硫塔1的中轴线上，两平面格栅52的上下两端分别与两水平格栅51连接，两平面格栅52均贯穿筒式格栅53，筒式格栅53的上下两端分别与两水平格栅51连接。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此本发明将不会限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。