海洋船舶发动机排气湿性净化方法和设备技术

根据本方法，待净化气体(1)被送入具有矩形水平截面的清洗器(100)内，并以基本水平的位置从清洗器两个侧壁中的第一个(103)侧壁的开口(107)进入。所述气体在内部循环并依次接触到：第一清洗液(10)的网面(11)，所述网面由位于清洗器底部的第一喷射装置(200)喷射出来，所述第一清洗液的每个网面由第一喷射装置向上喷射出来并呈扇形，所述网面以与开口(107)平行的角度放置并分布于第一和第二(105)侧壁之间，从而使所述气体穿过网面并向上偏转，以及第二清洗液(20)的清洗水(21)，所述清洗水由位于清洗器上部的第二喷射装置(300)排出，所述第二清洗液的清洗水由第二清洗器装置自上而下喷射到清洗器的自由体积(V100)中，所述自由体积从第一喷射装置延伸到第二喷射装置，其特征在于：气体通过第一清洗液的网面向上偏转并自由地向上流动，逆向接触第二清洗液的清洗水，所述清洗水分布在矩形水平部分上，其在第二侧壁方向的喷射密度大于第一侧壁方向。

Moisture Purification Method and Equipment for Marine Engine Exhaust

According to this method, the gas (1) to be purified is fed into the cleaner (100) with a rectangular horizontal cross section and entered from the opening (107) of the first (103) side wall of the two side walls of the cleaner at a basic horizontal position. The gas circulates in the interior and contacts in turn the surface (11) of the first cleaning liquid (10), which is ejected by the first ejector (200) located at the bottom of the cleaner. Each surface of the first cleaning liquid is ejected upward by the first ejector and fan-shaped. The net surface is placed at an angle parallel to the opening (107) and distributed between the first and second (105) sidewalls. The cleaning water (21) of the second cleaning liquid (20) is discharged by the second ejector (300) located at the upper part of the cleaner. The cleaning water of the second cleaning liquid is ejected from the second cleaner device to the free volume (V100) of the cleaner from top to bottom, and the free volume extends from the first ejector device to the second ejector device. The utility model is characterized in that the gas deflects upward through the net of the first cleaning liquid and flows freely upward, and contacts the cleaning water of the second cleaning liquid in reverse. The cleaning water is distributed on the rectangular horizontal part, and its injection density in the second side wall direction is greater than that in the first side wall direction.

【技术实现步骤摘要】
海洋船舶发动机排气湿性净化方法和设备
本专利技术涉及一种对海洋船舶发动机所排出气体进行湿性净化的方法和设备。
技术介绍
海洋船舶，不管是邮轮还是其他船类，主要使用燃油作为柴油发动机燃料来确保动力。这种燃料的硫含量高达5％，普通燃料含硫量为0.5-3.5％。发动机燃烧过程中，硫可转化为二氧化硫(SO2)。因此，此类发动机排出的气体呈酸性。根据某些地区的现行海事法规，海洋船舶排气标准相当于燃料含硫量不超过0.1％。在实践中，排气标准取决于航行区域：靠近海岸或港口的区域，二氧化硫排放量必须低于公海。需要注意的是，即便是在港口，大型游轮也需要持续运行发动机来提供机载电力，并有可能由此产生二氧化硫的排放。因此，为了保证合规，船舶往往同时使用一种以上的方法来降低二氧化硫排放量，之后再将排出气体。有几种方案可供选择。首先，可以降低所用燃料的硫含量，甚至可以使用液化气，这可以立即减少二氧化硫的排放量。然而，含硫量较低的燃油或液化气成本高昂，这种方法不够经济。另一种方法是使用湿性清洗器，其中含有中和试剂，如氢氧化钠。然而，预计氢氧化钠的含量会比较高，因为对于大型游轮来说，每个清洗器需要处理的二氧化硫的量可以达到500千克/小时。除了氢氧化钠的价格，还必须预存储并考虑到其易腐蚀性以及由此带来的危险。更多情况下，气体净化使用海水来实现。使用海水的天然碱性来中和二氧化硫的清洗器技术，是一种已知的、受控制的技术，特别是位于海边的发电厂。在实践中，包括两种技术。第一种技术是基于对一种配有衬板的清洗器的使用。该衬板或者由圆环或内部构件制成，通过多次导入清洗塔中，或者具有结构化特征，也就是说该衬板具有重复结构的空间设计。关于输送效率，也就是说捕获二氧化硫并使其返回清洗器中所用体积的能力，这些衬板效果很好。但是，要考虑到两点局限。一方面，该衬板可能使压强大幅下降：当清洗器需要被置于柴油发动机下游时，必须利用风扇来克服这种压强损失，并将耗费能源和更多投资。另一方面，柴油发动机排出的气体温度非常高，并且尽管有淬火装置，也需要预先考虑到所排出气体因为淬火设备故障未能成功冷却，以较高的温度进入清洗器中，如超过200℃。由于分流并不适用于所有情况，因此至少必须使清洗器及其衬板能够承受干运行，从而使各个组成要素都能够承受200℃以上的高温。因此，必须为清洗器及其衬板选择温度敏感材料。然而，当清洗器被安装在船舶上时，海洋环境富含酸性、有还原作用的氯化物，腐蚀性极强，因此其衬板成本也大幅增加。第二种技术是使用海水来降低所排出气体中的含硫氧化物，该技术广泛应用于在陆地生产能量的发电厂：此项技术基于空载清洗器的使用，即在该清洗器的内部海水被喷射出来，与在清洗器内与以上升的方式流动的气体相接触。对于这两种技术，传统的清洗器都采用圆形的水平截面，以利用结构优势最大程度地降低腐蚀风险，尤其是应力腐蚀。但是，在海洋船只特别是集装箱船或游轮等大型海洋船舶上，空间十分昂贵，圆形设计实际上会占用更多的空间，或者说无论如何也不会达到优化可用空间的效果。出于这个考虑，矩形——包括可优化空间利用的正方形——设计方案被提了出来，如JP6104491B1所描述的。然而，此类已知的矩形设计方案也遇到了一些问题，后文将结合附图1对此进行详细阐述，该附图描述了一种具有矩形水平截面、适用于海洋环境的清洗器L。在附图1中，待净化的气体F从清洗器的侧壁L1开口O进入清洗器L内部，与两个小侧面中的一个相对应。出于实用性和经济考虑，所述气体F可以较高的速度——例如，大于15米/秒——几乎水平地进入清洗器。在所述清洗器L的内部，所述气体F通过接触旨在捕获二氧化硫和其他污染物的清洗液E，去除污染物质，尤其是二氧化硫，此种清洗液E通常由海水构成。所述清洗液E由安装在清洗液上部的喷射装置P喷射到所述清洗器L的内部。如果清洗器L没有配置衬板，气体F则会以较高的速度进入，并在所述清洗器中很多不均匀地分布，从而使得大量气体更容易聚集在所述清洗器L侧壁L2的侧面，后者与侧壁L1相对。换句话说，清洗器L内的气体流动的垂直速度分量在开口O附近几乎为零，在所述侧壁L2的侧面则变得很大，这是不被允许的，并且还会影响净化性能。所述清洗器L内部的气体速度曲线的不均匀性也与以下事实有关：与圆形水平截面相比，更难确保矩形水平截面下的气体均匀分布性。可以尝试使所述气体F在所述清洗器L内以更加均匀的方式分布，例如在气体通道中放置障碍物，如降低气体上升速度的多孔水平板，或者放置能使气体改变方向的叶轮，该叶轮可由叶片A构成，如附图1所描述。然而，这种可使气体速度曲线分布均匀化的多孔板，会引起压强的显著下降。所述叶片A对压强变化的影响不显著但也不容忽视，但只能部分实现气体流动均匀分布。另外，多孔板和叶片A都容易结垢。实际上，它们一直保持与喷射装置P所喷射的清洗液E接触，而不管清洗液E是新鲜海水还是添加了盐的海水溶液，结晶盐都会在多孔板或叶片A上沉淀，这可能仅仅是因为气体F的热量导致蒸发，也可能是因为随着温度的上升，清洗液E中包含的某些盐成分的溶解度迅速下降，特别是硫酸钙和硫酸钠。换句话说，多孔板和叶片A只要在气体F的作用下一直保持高温状态，就会被盐沉淀物污染，而这种情形是不可接受的。当然，可以通过对气体进行预淬火处理，控制盐沉淀导致的污染影响，但是预淬火处理不能完全消灭污染的风险，尤其是，它没有解决气体在清洗器L内部的不均匀分布问题。实践中，这种不均匀分布会导致净化性能的降低，因为按照规定，净化气体F需要大量的清洗液E，这并不经济。
技术实现思路
本专利技术提出了一种拥有矩形水平截面、适用于海洋环境的清洗器装置，可以较低的成本、从容地弥补已知
的以上不足。为此，本专利技术旨在提出一种海洋船舶发动机排气湿性净化方法：其特征在于：待净化气体被送入清洗器，该清洗器具有矩形水平截面，包括在所述矩形水平截面的纵向彼此相对的第一侧壁和第二侧壁；其特征还在于：所述气体通过第一侧壁的开口基本水平地进入清洗器内部，并在清洗器内部循环，先后接触到：第一清洗液的网面，网面板由位于清洗器下部的第一喷射装置发射出来，所述第一清洗液的每一个网面由所述第一喷射装置向上喷出并呈扇形，所述第一清洗液的网面放置在与开口平行的位置，并且分布在第一侧壁和第二侧壁之间，以使气体穿过网面进入清洗器并因此向上方偏转，以及第二清洗液的清洗水，该清洗水由位于所述清洗器上部的第二喷射装置排出，所述第二清洗液的清洗水是由第二喷射装置向所述清洗器内部自由体积的下部喷射，该自由体积从第一喷射装置延伸到第二喷射装置，其特征在于：所述气体通过第一清洗液网面向上偏转并以上升的方式自由地流动，逆向迎接并接触第二清洗液的清洗水，所述第二清洗液的清洗水密集地喷向矩形水平截面，且其在第二侧壁方向上的密集程度大于第一侧壁方向。本专利技术还旨在提出一种海洋船舶发动机排气湿性洗净化设备，该设备包括一个清洗器，所述清洗器具有矩形水平截面，该截面具有在矩形水平截面纵向彼此相对的第一和第二侧壁，所述第一侧壁设有一个气体通道开口，其特征在于其内部配置了：第一喷射装置，该装置位于清洗器的下部并经过调整可以网面的形式排出第一清洗液，所述每个网面自下而上地喷射而出并且呈扇形，同时放置在与开口平行的位置，并分布在第一和第二侧壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋船舶发动机排气湿性净化方法，其特征在于：待净化气体(1)被送入清洗器(100)，该清洗器具有矩形水平截面，包括沿着所述矩形水平截面的纵向彼此相对的第一侧壁(103)和第二侧壁(105)，其特征还在于：所述气体(1)通过第一侧壁(103)的开口(107)基本水平地进入清洗器(100)，在其内部循环并相继接触到：第一清洗液(10)的网面(11)，该网面由位于清洗器(100)下部的第一喷射装置(200)喷射出来，所述第一清洗液的每一个网面都由所述第一喷雾装置以扇形向上方喷射，所述第一清洗液的网面被放置在与开口(107)平行的位置，并且分布在第一侧壁(103)和第二侧壁(105)之间，允许气体(1)通过以进入清洗器(100)，并因此向上方偏转，以及第二清洗液(20)的清洗水(21)，该清洗水由位于所述清洗器(100)上部的第二喷射装置(300)排出，所述第二清洗液的清洗水是由第二喷射装置向所述清洗器(100)自由体积(V100)的下部喷射，该清洗器自由体积从第一喷射装置(200)延伸到第二喷射装置，其特征在于：通过第一清洗液(10)网面(11)向上偏转的气体以上升的方式自由地流动，逆向接触第二清洗液的清洗水，所述第二清洗液清洗水密集地喷射向矩形水平截面上，且其在第二侧壁(105)方向上的密集程度大于第一侧壁(103)方向。...

【技术特征摘要】
2017.07.27 FR 17571481.一种海洋船舶发动机排气湿性净化方法，其特征在于：待净化气体(1)被送入清洗器(100)，该清洗器具有矩形水平截面，包括沿着所述矩形水平截面的纵向彼此相对的第一侧壁(103)和第二侧壁(105)，其特征还在于：所述气体(1)通过第一侧壁(103)的开口(107)基本水平地进入清洗器(100)，在其内部循环并相继接触到：第一清洗液(10)的网面(11)，该网面由位于清洗器(100)下部的第一喷射装置(200)喷射出来，所述第一清洗液的每一个网面都由所述第一喷雾装置以扇形向上方喷射，所述第一清洗液的网面被放置在与开口(107)平行的位置，并且分布在第一侧壁(103)和第二侧壁(105)之间，允许气体(1)通过以进入清洗器(100)，并因此向上方偏转，以及第二清洗液(20)的清洗水(21)，该清洗水由位于所述清洗器(100)上部的第二喷射装置(300)排出，所述第二清洗液的清洗水是由第二喷射装置向所述清洗器(100)自由体积(V100)的下部喷射，该清洗器自由体积从第一喷射装置(200)延伸到第二喷射装置，其特征在于：通过第一清洗液(10)网面(11)向上偏转的气体以上升的方式自由地流动，逆向接触第二清洗液的清洗水，所述第二清洗液清洗水密集地喷射向矩形水平截面上，且其在第二侧壁(105)方向上的密集程度大于第一侧壁(103)方向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：由第一清洗液(10)每个网面(11)所形成的扇形，其顶部角度(β)变化范围在30°至135°之间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由第一清洗液(10)每个网面(11)所形成的扇形，其顶部角度(β)变化范围在90°至135°之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：由第一清洗液(10)每个网面(11)所形成的扇形以垂直或相对垂直的方式延伸，并与后者形成在一个角度(α)，变化范围为第一侧壁(103)侧面方向25°至第二侧壁(105)...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德·锡雷特，弗兰克·塔巴里斯，
申请(专利权)人：实验室公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR