一种超重力舰船烟气净化系统装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种超重力舰船烟气净化系统装置及其应用。所述系统装置包括烟气冷却系统、超重力吸收系统、除雾系统、吸收液预混系统、吸收液循环系统、第一缓冲罐以及离心分离系统；所述舰船烟气出口与烟气冷却系统的气体入口相连接；所述烟气冷却系统的气体出口与超重力吸收系统的气体入口连接；所述超重力吸收系统的液体出口与吸收液循环系统的液体入口连接；所述吸收液循环系统的液体出口与超重力吸收系统的液体入口连接。本发明专利技术采用超重力技术实现深度脱除舰船烟气中的高浓度硫氧化物、NOx以及烟尘，传质效率高、低压降、设备小、运行成本低。在舰船烟气净化领域具有重要的应用价值和工业化前景。

High gravity ship flue gas purification system and its application

The invention discloses a device and a system for high gravity ship flue gas purification. The system device comprises a flue gas cooling system and super gravity absorption system, defogging system, absorption liquid premixing system, the absorption liquid circulation system, the first buffer tank and centrifugal separation system; gas entrance the ship and the flue gas outlet flue gas cooling system is connected to the gas outlet; the flue gas cooling system with high gravity gas absorption system entrance connection; the liquid outlet of the liquid entrance high gravity absorption system and absorbing liquid circulating system is connected; the liquid outlet entrance liquid absorption liquid circulation system and super gravity absorption system connection. The invention adopts the super gravity technology to realize the deep removal of the high concentration of sulfur oxides, NOx and soot in the smoke of the ship, and has the advantages of high mass transfer efficiency, low pressure drop, small equipment and low operation cost. It has the important application value and the industrialization prospect in the field of the ship flue gas purification.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及舰船烟气净化，属于环保领域。更具体地，涉及一种超重力舰船烟气净化系统装置及其应用。
技术介绍
面对日益严重的大气污染，提及对其防治人们总是想到道路机动车管理，但实际上非道路的移动源的排放也不容忽视，尤其是船舶排放污染。船舶对大气的污染来自船用柴油机烟气中夹带的硫氧化物(其中SO2占95％，SO3占5％)、NOx、CH4、CO2、CO、HC等气体及颗粒排放物等，烟气中的硫氧化物会形成酸雨，导致建筑物腐蚀。这些排放物在影响空气质量的同时，对人的心脏和呼吸产生严重影响。有鉴于此，欧盟制定的MARPOL公约中特别规定了船舶废气的排放标准，规定了舰船烟气排放量中的SO2含量逐渐地减少，如表1和表2所示。对于公海区域，船上使用的任何燃油含硫量的极限值规定：表1公海区域燃油含硫量规定对于排放控制区海域，船上使用任何燃油含硫量的极限值规定：表2控制区域燃油含硫量规定为使船舶硫排放达到公约要求，MEPC委员会认可两种措施：采用低硫含量的燃油，或使用经认可的废气处理系统以保证船舶硫氧化物的总排出量不超过6.0gSOx/KWh。因此在舰船的烟气排放之前要进行脱硫处理，从而得到不含硫或含硫极少的烟气，进而排放，减少对大气的污染。现有脱硫技术主要包括：海水法、钠碱法、石灰(石)-石膏法和镁法等。其中石灰(石)-石膏法技术成熟且广泛应用，价格便宜，脱硫率可达90％以上。但存在Ca/S比高，氢氧化钙活性低，吸收能力小，液气比高，设备庞大，占地面积大，设备投资高，运行费用高，易造成管道结垢、堵塞。而且吸收后产生大量脱硫石膏，直接抛弃会造成严重的二次污染。海水法脱硫效率相对较低，海水利用量大，能耗高；钠碱法操作运行费用较贵，但吸收效率高、污染小。海水法采用的吸收液为海水，料液来源广泛，但脱硫效率低，鉴于碱法脱硫率高，采用海水和碱性吸收液联合使用，达到最佳脱硫效率。镁法脱硫技术具有系统简单、运行安全、可靠性高、投资省、运行费用低、脱硫效率高、适用范围广、不易结垢、无二次污染、副产品利用价值相对较高等优势，但是菱镁矿主要产地在辽宁营口、鞍山、山东莱州等地，对于舰船烟气脱硫应考虑运输费用，从陆地上运输到海上运输成本较高。现有的舰船用脱硫技术都采用常规吸收塔作为脱硫主体设备，所以现有技术存在以下缺点：(1)采用塔式设备作为脱硫主体设备，由于受传质过程限制，所以占用空间大、质量重，影响了舰船的运输量。(2)由于塔设备较高，提高了船舶的重心，会影响船舶的稳定性。(3)传统塔式脱硫装置存在压力降较大的问题，会影响发动机的性能，必要时还需要增加一增压风机。综上所述，舰船用烟气净化装置由于受到空间和载重量的限制，若采用常规的装置，势必会增加舰船的额外载重负荷和常规作业成本。因此，为了解决上述问题，需要提供一种超重力舰船烟气净化系统装置。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种超重力舰船烟气净化系统装置，以有效解决舰船烟气净化工艺存在的舰船空间和载重量限制，降低舰船的能源消耗，以及对大气的污染。超重力技术是一项强化传质、混合和化学反应的新技术，该技术利用超重力旋转床内部转子旋转产生的离心力模拟超重力环境来强化传递和反应过程，大幅度地提高传递与反应过程的效率，超重力旋转床装置主要包括密闭的壳体，内有一个旋转的转子，转子上有环形填料层，不同的流体从壳体相应的入口流入旋转床，在旋转的填料层中的离心力场下(即超重力环境)进行传质过程，传质速率比传统的各反应器中提高1～3个数量级。对旋转床强化传质过程原理的一般认识是：流体在离心力场环境下被撕裂成细小的液滴、液丝或液膜，产生大量的快速更新的表面积，大大强化传质和混合过程。现有技术中的舰船用脱硫技术都采用常规吸收塔作为脱硫主体设备，具有诸多的缺点和不足。相对于吸收塔来说，超重力装备具有小型化，轻量化，可撬装、压力降小、效率高、稳定性高和设备投资和运行成本低等优点。本专利技术首次将超重力技术引入舰船烟气净化领域，针对超重力技术以及舰船烟气处理的特点，提出一种全新的超重力舰船烟气净化系统装置。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种超重力舰船烟气净化系统装置，所述系统装置包括吸收系统、除雾系统6、吸收液预混系统14、吸收液循环系统8、第一缓冲罐16以及离心分离系统24；所述吸收系统包括烟气冷却系统4和超重力吸收系统5；所述超重力吸收系统5包括超重力机；所述舰船烟气1出口与烟气冷却系统4的气体入口相连接；所述烟气冷却系统4的气体出口与超重力吸收系统5的气体入口连接；所述超重力吸收系统5的气体出口与除雾系统6的气体入口连接；所述超重力吸收系统5的液体出口与吸收液循环系统8的液体入口连接；所述吸收液循环系统8的液体出口与超重力吸收系统5的液体入口连接；所述吸收液预混系统14的液体出口与第一缓冲罐16的液体入口连接；所述第一缓冲罐16的液体出口与吸收液循环系统8的液体入口连接；所述烟气冷却系统4的液体出口与离心分离系统24的液体入口连接。所述舰船烟气1的出口温度很高，舰船烟气首先经由烟气冷却系统4，采用海水20和来自吸收液循环系统8的吸收富液对舰船烟气进行降温和预处理。该装置还包括海水引进系统，海水引进系统的液体出口与烟气冷却系统4的液体入口连接；海水引进系统的液体出口与除雾系统6的液体入口连接，定期对除雾器进行清洗。优选地，所述烟气冷却系统4包括烟气冷却器；所述烟气冷却器底部设有空气分布器，所述空气31通过空气分布器进入烟气冷却器，空气31能够对液相中的还原性成分进行氧化，如SO23-等；所述烟气冷却器底部连有氧化风机，将空气引入烟气冷却系统4中对舰船烟气进一步氧化。所述烟气冷却器顶部设有液体喷头，所述海水20通过海水引进系统由液体喷头进入烟气冷却器；所述海水引进系统与烟气冷却器之间的管路设有第一阀门22。优选地，所述舰船烟气1与烟气冷却系统4之间设有引风机；所述引风机与烟气冷却系统4之间设有第一挡板2；所述舰船烟气1与烟囱7之间设有旁路，旁路上设有第二挡板28。优选地，所述烟气冷却系统4的液体出口与烟气冷却系统4的循环液体入口之间设有离心泵和阀门。所述烟气冷却系统4的气体出口与超重力吸收系统5的气体入口连接，冷却后的舰船烟气在超重力吸收系统5中进一步净化。优选地，所述超重力机在密闭的壳体中设有转动部件，在壳体和上盖开有液体进、出口及气体进、出口；所述转动部件由转子和填料组成；所述填料选自金属丝网填料、聚四氟填料、陶瓷填料、结构化填料或规整填料等；所述液体进口设有延伸到转子中心空腔区的液体分布器；所述超重力机的重力加速度为0-1000g。优选地，所述超重力吸收系统5内置有吸收液，所述吸收液由氢氧化钠、纯碱、亚硫酸钠、氨水、亚硫酸镁、尿素、碳酸钠，氧化镁和有机醇胺等中的一种或多种与水或海水复配得到。优选地，所述吸收液为碱性吸收液，但不限于碱性吸收液。所述超重力吸收系统5的液体出口与吸收液循环系统8的液体入口连接，所述吸收液循环系统8的液体出口与超重力吸收系统5的液体入口连接，将吸收液重新送入超重力吸收装置，形成一个液相循环系统。优选地，所述吸收液预混系统14包括吸收液预混釜，所述吸收液预混釜设有海水注入口、吸收剂添加口并配有搅拌器；所述吸收液预混釜的液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超重力舰船烟气净化系统装置，其特征在于：所述系统装置包括吸收系统、除雾系统(6)、吸收液预混系统(14)、吸收液循环系统(8)、第一缓冲罐(16)以及离心分离系统(24)；所述吸收系统包括烟气冷却系统(4)和超重力吸收系统(5)；所述超重力吸收系统(5)包括超重力机；所述舰船烟气(1)出口与烟气冷却系统(4)的气体入口相连接；所述烟气冷却系统(4)的气体出口与超重力吸收系统(5)的气体入口连接；所述超重力吸收系统(5)的气体出口与除雾系统(6)的气体入口连接；所述超重力吸收系统(5)的液体出口与吸收液循环系统(8)的液体入口连接；所述吸收液循环系统(8)的液体出口与超重力吸收系统(5)的液体入口连接；所述吸收液预混系统(14)的液体出口与第一缓冲罐(16)的液体入口连接；所述第一缓冲罐(16)的液体出口与吸收液循环系统(8)的液体入口连接；所述烟气冷却系统(4)的液体出口与离心分离系统(24)的液体入口连接。

【技术特征摘要】
1.一种超重力舰船烟气净化系统装置，其特征在于：所述系统装置包括吸收系统、除雾系统(6)、吸收液预混系统(14)、吸收液循环系统(8)、第一缓冲罐(16)以及离心分离系统(24)；所述吸收系统包括烟气冷却系统(4)和超重力吸收系统(5)；所述超重力吸收系统(5)包括超重力机；所述舰船烟气(1)出口与烟气冷却系统(4)的气体入口相连接；所述烟气冷却系统(4)的气体出口与超重力吸收系统(5)的气体入口连接；所述超重力吸收系统(5)的气体出口与除雾系统(6)的气体入口连接；所述超重力吸收系统(5)的液体出口与吸收液循环系统(8)的液体入口连接；所述吸收液循环系统(8)的液体出口与超重力吸收系统(5)的液体入口连接；所述吸收液预混系统(14)的液体出口与第一缓冲罐(16)的液体入口连接；所述第一缓冲罐(16)的液体出口与吸收液循环系统(8)的液体入口连接；所述烟气冷却系统(4)的液体出口与离心分离系统(24)的液体入口连接。2.根据权利要求1所述的一种超重力舰船烟气净化系统装置，其特征在于：所述烟气冷却系统(4)包括烟气冷却器；所述烟气冷却器底部设有空气分布器，所述空气(31)通过空气分布器进入烟气冷却器；所述烟气冷却器顶部设有液体喷头，所述海水(20)通过海水引进系统由液体喷头进入烟气冷却器；所述海水引进系统与烟气冷却器之间的管路设有第一阀门(22)。3.根据权利要求1所述的一种超重力舰船烟气净化系统装置，其特征在于：所述舰船烟气(1)与烟气冷却系统(4)之间设有引风机；所述引风机与烟气冷却系统(4)之间设有第一挡板(2)；所述舰船烟气(1)与烟囱(7)之间设有旁路，旁路上设有第二挡板(28)。4.根据权利要求1所述的一种超重力舰船烟气净化系统装置，其特征在于：所述超重力机在密闭的壳体中设有转动部件，在壳体和上盖开有液体进、出口及气体进、出口；所述转动部件由转子和填料组成；所述填料选自金属丝网填料、聚四氟填料、陶瓷填料、结构化填料或规整填料；所述液体进口设有延伸到转子中心空腔区的液体分布器；所述超重力机的重力加速度为0-1000g；所述超重力吸收系统(5)内置有吸收液，所述吸收液由氢氧化钠、纯碱、亚硫酸钠、氨水、亚硫酸镁、尿素、碳酸钠，氧化镁和有机醇胺中的一种或多种与水或海水复配得到。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建峰，初广文，孙宝昌，罗勇，邹海魁，赵宏，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11