一种适合摆动或启停复杂工况的船舶尾气洗涤净化系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种适合摆动或启停复杂工况的船舶尾气洗涤净化系统，包括连通的尾气预洗涤湍流调温段、紧凑型高效强化传质洗涤塔和多因子灵活调控系统。本实用新型专利技术针对不同海域、不同排放要求、不同气象条件、不同船舶发动机/运行工况等复杂条件下多种吸收剂SO2高效稳定低成本脱除的难题，提供了一种适合摆动或启停复杂工况的船舶尾气洗涤净化系统，通过预洗涤湍流调温段快速调温

【技术实现步骤摘要】
一种适合摆动或启停复杂工况的船舶尾气洗涤净化系统


[0001]本技术属于大气污染物治理
，具体的说是涉及一种适合摆动或启停复杂工况的船舶尾气洗涤净化系统。

技术介绍

[0002]近年来，我国大气污染物减排已取得显著进展，船舶尾气污染物排放问题日益凸显。我国船舶排放SO2数量巨大，且大部分船舶污染物排放在近海区域，已成为沿海地区和港口大气污染的重要原因。
[0003]目前达到硫排放指标的方法主要为：低硫油或替代燃料，加装船舶尾气洗涤装置。使用低硫油或替代燃料的成本相对较高，加装船舶烟气洗涤装置是控制船舶SO2排放的重要措施之一。然而，船舶机舱场地空间受限，对吸收剂可靠性安全性、适用性要求高，还面临着风暴、海浪等条件下摆动等问题，针对不同船舶/机型、不同吸收剂、不同海域工况，如何实现高效稳定低成本脱硫仍是亟待解决的难题。

技术实现思路

[0004]本技术针对不同海域、不同排放要求、不同气象条件、不同船舶发动机/运行工况等复杂条件下多种吸收剂SO2高效稳定低成本脱除的难题，提供了一种适合摆动或启停复杂工况的船舶尾气洗涤净化系统，通过预洗涤湍流调温段快速调温-液体再分配构件强化气液混合-多因子灵活协同调控等装置，实现了船舶尾气多种污染物尤其是SO2的低成本高效脱除，解决了塔体摆动、船舶快速启停、海水变化等工况下的高效稳定脱硫难题，为船舶尾气污染物的高效稳定安全可靠脱除提供支撑。
[0005]一种适合摆动或启停复杂工况的船舶尾气洗涤净化系统，所述系统包括连通的尾气预洗涤湍流调温段、紧凑型高效强化传质洗涤塔和多因子灵活调控系统；
[0006]针对船舶发动机/运行工况波动频繁，排放尾气流量波动范围大（10%~100%），导致尾气预洗涤湍流调温段速度场、浓度场、温度场等难以随负荷灵活调控，根据不同航行需要，所述尾气预洗涤湍流调温段包括一个以上尾气预洗涤湍流调温段分支，以实现高温尾气快速降温，便于灵活调控入塔尾气流场，实现高温尾气快速降温；所述尾气预洗涤湍流调温段分支包括由上至下顺次设置的预洗涤降温段、湍流强化混合段、降温整流段，所述预洗涤降温层的入口端设有第一降温喷淋预洗涤层，湍流强化混合段的上端设有第二降温喷淋预洗涤层；
[0007]尾气预洗涤湍流调温段与尾气通道相连通，所述尾气通道内设置防摆动导流叶片；
[0008]所述紧凑型高效强化传质洗涤塔包括由下而上顺次设置有集液区、适合摆动的多区强化传质层、适合摆动的液相回聚再分布环、适合摆动的液气比调控层、涡流团聚装置和除雾器，所述适合摆动的多区强化传质层由多个小孔波纹板持液区组成，所述适合摆动的液气比调控层包括变频循环泵、喷淋管、防摆动喷嘴和管路切换装置，所述防摆动喷嘴设置
在喷淋管上，变频循环泵通过管路切换装置与喷淋管相连通；
[0009]所述多因子灵活调控系统包括洗涤液循环罐、洗涤剂添加管道、海水管道、监测装置和洗涤剂切换装置，所述洗涤液循环罐分别与洗涤剂切换装置、监测装置相连接，所述洗涤液循环罐通过变频循环泵、管路切换装置与喷淋管相连通，所述洗涤剂切换装置分别与洗涤剂添加管道、海水管道相连通。
[0010]作为优选，所述降温喷淋层布置于所述预洗涤降温段入口端和湍流强化混合段上端，连有电动阀实现降温预洗涤液的调控分配；
[0011]所述尾气预洗涤湍流调温段和紧凑型高效强化传质洗涤塔呈紧凑“U型”或“W型”结构排布；所述集液区通过洗涤液收集管与洗涤液循环罐相连通。
[0012]作为优选，所述第一降温喷淋层包括多段文丘里式喷淋母管、管径相同交错分布的降温喷淋支管、第一降温喷嘴和和第二降温喷嘴，所述第一降温喷嘴与所述管径相同交错分布的降温喷淋支管一一对应，同时为进一步增大换热效果，所述文丘里式喷淋母管的起始端各设有一个第二降温喷嘴，所述第一降温喷嘴、第二降温喷嘴为单向90
°
或120
°
实心螺旋锥喷嘴；预洗涤降温段入口端尾气流速相对平缓，所述喷淋母管采用多段文丘里式保证了降温喷淋液以较大的流速进入预洗涤降温段入口端，强化了尾气的混合换热效果实心螺旋锥喷嘴保证雾化液滴成螺旋型喷下，与流动方向一致的高温尾气相遇，形成螺旋涡流，有助于强化换热。
[0013]作为优选，所述第二降温喷淋层包括同径喷淋母管、同径交错分布的降温喷淋支管及第三降温喷嘴，所述第三降温喷嘴与所述同径交错分布的降温喷淋支管一一对应；所述第三降温喷嘴为双向90
°
或120
°
实心锥喷嘴；所述湍流强化混合段尾气流速较大，强化了尾气与降温洗涤液混合换热效果，促使尾气温度进一步快速降低；实心锥喷嘴雾化液滴喷射方向与尾气流动方向一致，所述双向喷嘴强化与高温尾气的覆盖面积，进一步强化高温尾气降温。
[0014]作为优选，所述防摆动导流叶片通过电动机构驱动导流叶片与尾气通道水平方向夹角为0
°
~5
°
，同时改变尾气通道截面面积；当船舶发动机负荷低于30%时，为提升低负荷时入塔尾气流速，所述导流叶片与尾气通道水平方向夹角为10
°
~15
°
，尾气通道截面面积减少20%~30%；当船舶摆动超过10
°
时，为减缓船舶摆动导致尾气进入紧凑型高效传质洗涤塔尾气速度场、浓度场、温度场等分布不均的现象，所述防摆动导流叶片通过电动机构驱动导流叶片与尾气通道水平方向夹角为0
°
~5
°
。
[0015]为防止紧凑型高效传质洗涤塔内下行洗涤液进入所述连接尾气通道内，作为优选，尾气通道与紧凑型高效强化传质洗涤塔连接处设有挡雨板，所述挡雨板与紧凑型高效传质洗涤塔竖直下行方向夹角80
°
，长度200～500mm。
[0016]船舶尾气经所述小孔波纹板持液区后与洗涤液接触强化气液湍流混合，并形成一定高度持液层，进一步强化气液吸收传质接触时间，提高污染物脱除效率；作为优选，所述小孔波纹板持液区包括持液板，所述持液板上设有开孔，所述开孔的孔型为圆形孔或“人字”形孔；圆形孔径15mm～25mm，开孔率25%～35%；“人字”形孔边长5mm～8mm，开孔率为25%～30%；为减少船舶摆动导致的多区强化传质层持液层高度分布不均，优选小孔波纹板持液区的持液板高度200mm~300mm。
[0017]所述液相回聚再分布环布置于所述喷淋层下方，成一定角度与所述紧凑型高效传
质洗涤塔壁焊缝连接，并开孔将下行液滴再分散成小液滴，液相回聚再分配-提高气体流速，增大喷淋覆盖率，提高液滴的密度，进一步提高二氧化硫吸收效率，减少船舶摆动时尾气贴壁逃逸以及洗涤液分布不均导致的污染物脱除效率不稳定现象；作为优选，所述液相回聚再分布环成一定角度与强化传质洗涤塔壳体内壁焊缝连接，所述液相回聚再分布环布置于喷淋管下方800mm～1000mm处；液相回聚再分布环与紧凑型高效传质洗涤塔面积比为5%～10%，与强化传质洗涤塔壳体内壁夹角为45
°
～60本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适合摆动或启停复杂工况的船舶尾气洗涤净化系统，其特征在于：所述系统包括连通的尾气预洗涤湍流调温段、紧凑型高效强化传质洗涤塔和多因子灵活调控系统；所述尾气预洗涤湍流调温段包括一个以上尾气预洗涤湍流调温段分支，所述尾气预洗涤湍流调温段分支包括由上至下顺次设置的预洗涤降温段、湍流强化混合段、降温整流段，所述预洗涤降温段的入口端设有第一降温喷淋预洗涤层，湍流强化混合段的上端设有第二降温喷淋预洗涤层；所述尾气预洗涤湍流调温段与尾气通道相连通，所述尾气通道内设置防摆动导流叶片；所述紧凑型高效强化传质洗涤塔包括由下而上顺次设置有集液区、适合摆动的多区强化传质层、适合摆动的液相回聚再分布环、适合摆动的液气比调控层、涡流团聚装置和除雾器，所述适合摆动的多区强化传质层由多个小孔波纹板持液区组成，所述适合摆动的液气比调控层包括变频循环泵、喷淋管、防摆动喷嘴和管路切换装置，所述防摆动喷嘴设置在喷淋管上，变频循环泵通过管路切换装置与喷淋管相连通；所述多因子灵活调控系统包括洗涤液循环罐、洗涤剂添加管道、海水管道、监测装置和洗涤剂切换装置，所述洗涤液循环罐分别与洗涤剂切换装置、监测装置相连接，所述洗涤液循环罐通过变频循环泵、管路切换装置与喷淋管相连通，所述洗涤剂切换装置分别与洗涤剂添加管道、海水管道相连通。2.根据权利要求1所述适合摆动或启停复杂工况的船舶尾气洗涤净化系统，其特征在于：所述第一降温喷淋层包括多段文丘里式喷淋母管、管径相同交错分布的降温喷淋支管、第一降温喷嘴和和第二降温喷嘴，所述第一降温喷嘴与所述管径相同交错分布的降温喷淋支管一一对应，所述文丘里式喷淋母管的起始端各设有一个第二降温喷嘴，所述第一降温喷嘴、第二降温喷嘴为单向90
°
或120
°
实心螺旋锥喷嘴。3.根据权利要求2所述适合摆动或启停复杂工况的船舶尾气洗涤净化系统，其特征在于：所述第二降温喷淋层包括同径喷淋母管、同径交错分布的降温喷淋支管及第三降温喷嘴，所述第三降温喷嘴与所述同径交错分布的降温喷淋支管一一对应；所述第三降温喷嘴为双向90
°
或120
°
实心锥喷嘴。4.根据权利要求1所述适合摆动或启停复杂工况的船舶尾气洗涤净化系统，其特征在于：防摆动导流叶片通过电动机构驱动导流叶片与尾气通道水平方向夹角为0
°...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，郑成航，刘少俊，戴豪波，朱松强，沈海涛，范海东，李清毅，张涌新，周灿，岑可法，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：