本发明专利技术公开了一种新型船舶SO2和PM高效脱除的集成化装置，该装置设置为两层，文丘里洗涤器集成在传统的洗涤塔内部，且通过巧妙的设计将脱除PM洗涤液和脱除SO2洗涤液在洗涤塔中互相完全独立运行，不但实现了PM和SO2的高效脱除，而且可以明显减少洗涤液的替换周期，从而节约水资源和补水工作能耗。该装置中废气由洗涤塔的上方进入洗涤塔，在文丘里洗涤器中进行PM脱除，此后废气沿洗涤塔的外层向上运行，在填料中完成废气中的SO2脱除，在整个脱除过程中废气经过两次除雾装置，实现了废气以洗涤水的充分分离。将文丘里洗涤器集成在传统洗涤塔的内部不能明显减小了洗涤塔的体积，而且使洗涤塔的外观形状更加规整，极大地提高其在船舶的安装便利性。舶的安装便利性。舶的安装便利性。
【技术实现步骤摘要】
一种新型船舶SO2和PM高效脱除的集成化装置
[0001]本专利技术涉及船舶柴油机尾气净化
，具体涉及一种新型船舶SO2和PM集成化脱除装置。
技术介绍
[0002]随着世界贸易的快速发展，各国之间往来货物量剧增，海运承担着世界上90％以上的货物运输。柴油机由于其良好的性能被广泛地用作船舶推进动力装置。目前船舶发动机主要以劣质重油作为燃料，尾气中含有大量的SO2。国际海事组织(IMO)和中国环保部门对船舶SO2的排放有严格的限制标准。此外，船舶排放的废气中含有大量的PM，PM的大量排放会造成人体呼吸系统疾病，对人体健康和海洋生态产生极大危害。国内外众多科研机构致力于船舶废气SO2和PM的脱除技术研究。
[0003]大量研究表明湿法洗涤对船舶废气的SO2和PM有一定的脱除效果。由于SO2的溶解性较好，因此利用湿法洗涤技术可以实现SO2的高效脱除，在湿法洗涤过程中，洗涤液从喷嘴喷出之后形成雾状小液滴，小液滴与废气中的PM颗粒碰撞凝结成核，最终沉聚，从而实现PM的高效脱除，单纯利用传统的洗涤塔PM的脱除效率较低，为提高PM的脱除效率一般在采用在主洗涤旁边设置副洗涤塔，从而实现PM的高效脱除，但是副洗涤塔的设置会明显增加洗涤塔的体积，同时副洗涤塔脱颗粒之后的洗涤液被严重污染，之后将严重污染的洗涤液和较为赶紧的脱硫洗涤液混合在一起会明显提高洗涤液的替换频率，从而加大洗涤系统的运行工作能耗，由于船舶空间狭小，因此小型且节能的洗涤系统对船舶的绿色低碳运行至关重要，很多学者对船舶湿法洗涤系统进行了研究和设计，但是在技术上都存在一定的缺陷。
[0004]在申请号为202210202292.1的专利《船舶脱硫脱硝除尘一体化装置与方法》中首先通过SNCR装置实现船舶废气中NO
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的脱除，之后通过洗涤实现船舶废气中SO2和PM的高效脱除，改装置在应用中存在诸多明显的问题，首先船舶废气的温度较低，无法用SNCR技术实现NO
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的高效脱除，其次，在本专利中仅通过简单的洗涤塔无法实现PM的高效脱除。
[0005]在申请号为202120951616.2的专利《船舶尾气脱尘脱硫碳吸收解吸装置及船舶》中利用综合吸收塔对船舶尾气进行脱硫脱尘脱碳处理，二氧化碳解析器从脱碳后的富液中析出二氧化碳和分离贫液从而实现船舶废气硫氧化物、颗粒物及CO2的高效脱除。该装置的第一集液集液段和第二集液段在实际应用中无法完整分开，两者之间存在混合，此外船舶洗涤废水有明确的排放标准，洗涤过后的废水必须经过处理才能外排，该专利技术的设计本质上是U型洗涤塔，且比U型洗涤塔更加复杂，会明显影响安装的便利性。此外，醇胺混合的吸收液属于有毒液体，能否在船舶应用需要多方面的评估，且CO2的解吸温度较高，接近沸腾，不仅会需要大量的热能，而且会损耗大量的水资源。
[0006]综上所述，现有的船舶SO2和PM脱除装置存在诸多问题，开发一套体积小、能耗低且结构简单的船舶SO2和PM高效脱除的集成化装置十分有必要。
技术实现思路
[0007]本专利技术提出了一种新型船舶SO2和PM高效脱除的集成化装置，提供了该装置的详细组成、设计原理及工作流程。
[0008]在本专利技术中，利用湿法洗涤技术实现SO2和PM的高效脱除。洗涤塔设置为两层，其中PM脱除的文丘里洗涤塔安装在洗涤塔的内部，柴油机排出的废气从上向下由洗涤塔的内部进入洗涤塔，废气经过文丘里洗涤器的洗涤将PM脱除，然后废气从洗涤塔的外层至下而上运行，依次经过一级除雾装置、中央隔板、填料层及二级除雾装置，实现SO2的高效脱除之后，废气最后由洗涤塔的上方排出洗涤塔。
[0009]本专利技术的新型船舶SO2和PM高效脱除集成化装置的具体工作过程如下：
[0010](1)由船舶柴油机排出的高温废气在洗涤塔内部的文丘里洗涤器中向下运动，在文丘里洗涤器中安装有PM脱除洗涤喷淋装置，从而使废气在文丘里洗涤器中进行PM的高效脱除，从文丘里洗涤器排出的废气在洗涤塔的外层向上运行，当废气经过一级除雾装置时，PM洗涤液和废气进行有效分离，废气继续上行，PM洗涤液通过文丘里洗涤器下方的过滤装置，将渣滓过滤之后PM洗涤液再次循环至文丘里喷嘴进行下一个工作过程，其中在PM洗涤液管路上装有密度计，用以监测PM洗涤液的水质，当PM洗涤液的密度过高时，则将部分PM洗涤液逐渐排入废水处理装置，同时向PM洗涤液管路中补给相应的新鲜液体。
[0011](2)通过一级除雾装置的废气继续上行，通过隔板上方的通气帽，然后上行至上方的填料层，同时SO2洗涤液喷淋层喷出的SO2洗涤液也降落到填料层，在填料层完成SO2脱除过程，由于透气帽的遮挡，当SO2洗涤液从填料层降落之后，SO2洗涤液仅会降落至隔板上方，并不会降落至隔板的下方，降落至隔板上方的SO2洗涤液通过水泵被再次驳运至SO2洗涤层，进行下一个循环的SO2脱除过程，在SO2洗涤液被驳运至SO2洗涤液喷淋层的过程中会通过传感器对SO2洗涤液的pH和密度进行监测，当条件不符合时，将一部分SO2洗涤液逐渐排入废水处理装置，同时由补水装置向SO2洗涤液喷淋层补给相应的新鲜液体。已脱除SO2的废气继续上行通过二级除雾装置，在二级除雾装置中，废气中的水分被脱除，然后SO2和PM处理后的废气由洗涤塔的上方排出。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
[0013](1)本专利技术中脱除SO2的洗涤液和脱除PM的洗涤液公用一套洗涤液补给系统，但是在洗涤塔中两种液体是分开的，由于PM洗涤液可以将大量的PM进行脱除，SO2洗涤液即使多次循环也较为干净，这会明显减少SO2洗涤液的更新的频率，同时会极大降低填料的堵塞率。而由于PM洗涤液的主要作用是PM的脱除，因此洗涤液可以进行多次重复洗涤，这会极大地降低洗涤液的整体更换替代频率，因此系统的用水量会大大降低，能耗随之明显降低。
[0014](2)将文丘里洗涤器安装在洗涤塔内使洗涤塔的外观更加规整，明显减小洗涤塔的安装空间，从而极大提升其在船舶的安装和维修便捷性。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的SO2和PM高效脱除的集成化装置。
[0016]在图1中，1
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二级除雾装置，2
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SO2洗涤液三通电磁阀，3
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SO2洗涤液喷淋层，4
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填料，5
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废气透气帽，6
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残渣排放口，7
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液位计，8
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过滤网，9
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文丘里洗涤器，10
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一级除雾装置，11
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SO2洗涤液传感器，12
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洗涤液储液罐，13
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废水处理装置，14
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PM洗涤液三通电磁阀，15
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密度传感器，16
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PM洗涤层，17
‑
中间隔板。
具体实施方式
[0017]船舶柴油机排出的废气由洗涤塔内部向下进入文丘本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型船舶SO2和PM高效脱除的集成化装置，其特征在于：该装置包括一级除雾器、二级除雾器、PM洗涤层、SO2洗涤液洗涤层、文丘里洗涤器、过滤网、透气帽、填料、中间隔板、液位监测装置、密度传感器、SO2洗涤液传感器、SO2洗涤液三通电磁阀、PM洗涤液三通电磁阀、洗涤液储液罐及废水处理装置。2.根据权利要求书1所述的一种新型船舶SO2和PM高效脱除的集成化装置，其特征在于：用于脱除PM的文丘里洗涤器安装在洗涤塔的内部，一级除雾装置安装在中间隔板的下方，二级除雾装置安装在中间隔板的上方。3.根据权利要求书1所述的一种新型船舶SO2和...
【专利技术属性】
技术研发人员：张钊，盛进路，印洪浩，彭中波，唐烽，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：
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