带脱硫冷却海水单元的一体式脱硫装置及热量利用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种带脱硫冷却海水单元的一体式脱硫装置及热量利用方法，属于船舶尾气处理技术领域；包括尾气输入模块、脱硫模块、排气模块和换热模块，所述尾气输入模块用于连接船舶动力系统和脱硫模块的入气端并将尾气通入脱硫模块中，所述气体排放模块用于排出脱硫后的尾气；所述换热模块包括热电组件和气体换热组件，所述脱硫模块包括搅拌组件，所述尾气输入模块的包括高温段与低温段，所述热电组件设置于高温段并用于将尾气输入模块中的热能转化为电能并供给给搅拌组件，所述气体换热组件的一端设置于低温段并用于将尾气输入模块中尾气热量转移至出排气模块的脱硫后尾气；其热量利用效率高的同时脱硫效果好。量利用效率高的同时脱硫效果好。量利用效率高的同时脱硫效果好。

【技术实现步骤摘要】
带脱硫冷却海水单元的一体式脱硫装置及热量利用方法


[0001]本专利技术属于船舶尾气处理
，具体涉及一种带脱硫冷却海水单元的一体式脱硫装置及热量利用方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着环保政策的推行以及世界环保趋势，而目前船舶依然大多采用含有硫的化石燃料作为能源，导致燃烧后会产生大量硫化合物，不符合环保的大趋势，因此在船舶领域开始越来越多地针对船舶动力系统的尾气进行脱硫操作。
[0003]进行脱硫时中，方案多为利用直接利用海水的与尾气接触以利用海水的天然碱度，吸收尾气中不稳定的含硫化合物溶于水后形成的酸性物质，形成稳定无害的硫化合物，然而传统方案吸收效率低，且未能利用尾气热量，为此，通常的改进方案为通过引入中空纤维膜吸收装置和气泡扰动装置，将烟气以及被气泡扰动的海水分别通入中空纤维膜两侧，通过摩醯首技术进行尾气的海水脱硫，同时通过引入换热设备在尾气通入前对尾气进行吸热降温以提升；然而，上述方案中，其未能有效利用热能，船舶动力系统与海水脱硫装置之间普遍存在一定距离，因此运输管道普遍较长，尾气在管道中流动时，位于不同段落的管道中温度不同，而上述方案对未能针对这一点进行针对性差异性的热能利用，且船舶尾气温度往往较高，仅用于对脱硫后尾气进行升温处理较为浪费；同时，上述方案中仅通过气泡扰动装置对水流进行搅动，在较为大型的脱硫设备中，由于需要节省占地面积因此通常选择加大纵向尺寸，而气泡上升方向同样是纵向，同时由于存在边际效应，导致脱硫设备上部往往无法受到气泡扰动，整体脱硫效果较为一般的同时脱硫模块上下部分脱硫效果不一致，为此，需要一种热量利用效率高的同时脱硫效果好的脱硫装置。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种带脱硫冷却海水单元的一体式脱硫装置及热量利用方法，具有热量利用效率高的同时脱硫效果好的特点。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种带脱硫冷却海水单元的一体式脱硫装置，包括尾气输入模块、脱硫模块、排气模块、换热模块和控制模块，所述尾气输入模块用于连接船舶动力系统和脱硫模块的入气端并将尾气通入脱硫模块中，所述气体排放模块用于连通脱硫模块出气端和外界并用于排出脱硫后的尾气；
[0007]所述脱硫模块包括壳体和搅拌组件，所述壳体内从上到下依次设有相互分离的出气腔、液体腔和入气腔，所述入气腔与出气腔通过设置在液体腔的中空纤维膜组件连接，所述气体由入气腔进入中空纤维膜组件，并从出气腔排出，尾气在所述中空纤维膜组件中与海水进行脱硫反应，所述搅拌组件设置于液体腔内上部并用于对液体腔内上部的海水进行搅拌，所述搅拌组件分别与控制组件电连接；
[0008]所述换热模块包括热电组件和气体换热组件，所述尾气输入模块的包括高温段与
低温段，所述热电组件设置于尾气输入模块上高温段的位置处并用于将尾气输入模块中的热能转化为电能，所述热电组件与控制模块电连接并在控制模块的指令下向搅拌组件提供电能，所述气体换热组件的一端设置于尾气输入模块上低温段的位置处，所述气体换热组件的另一端与排气模块的入气端连接并将尾气输入模块中尾气热量转移至出排气模块的脱硫后尾气。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，还包括海水缓冲罐，所述液体腔与船舶海水装置通过海水缓冲罐连接，所述海水缓冲罐出液端设有水泵并通过水泵与液体腔连接，所述水泵与控制模块电连接，所述水泵用于将海水缓冲罐中的水泵入液体腔中。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述脱硫模块还包括曝气组件，所述曝气组件设置于液体腔内壁底部并与控制模块电连接。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述尾气输入模块中设有气体流量计，所述气体流量计与控制模块电连接并将气体流量数据上传至控制模块中，所述控制模块根据气体流量数据控制水泵和搅拌组件的运行功率。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述海水缓冲罐中设有水位探测器，所述水位探测器与控制模块电连接并上传水位数据，所述控制模块电连接有一报警器，所述控制模块根据水位数据与气体流量数据控制报警器的通断。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述海水缓冲罐的入液端还与船舶动力系统以及船用冷却设备的排液端分别通过船舶设备入液端连接。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述海水缓冲罐的入液端通过一电磁阀与船舶动力系统以及船用冷却设备的排液端连接，所述电磁阀中设有pH探测器，所述pH探测器与控制模块电连接并上传pH数据，所述控制模块与电磁阀电连接并根据pH数据控制电磁阀的开闭。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述气体换热组件还与海水缓冲罐的船舶设备入液端连接，所述气体换热组件将从船舶动力系统以及船用冷却设备中流出的海水热量转移至脱硫模块出气端排出的尾气。
[0016]作为本专利技术的一种优选技术方案，还包括控制面板，所述控制面板与控制模块电连接，所述控制面板用于显示水位数据和气体流量数据。
[0017]本专利技术还提供一种脱硫装置的热量利用方法，方法具体为：通过收集船舶燃烧产生的尾气热量，进行热电转换；随后利用尾气的剩余热量对脱硫后的尾气进行升温处理；将热电转换产生的电能用于脱硫装置。
[0018]本专利技术的有益效果为：
[0019](1)通过在尾气输入模块上将热电组件和气体换热组件分别设置设置于靠近船舶动力系统的高温段位置处以及靠近脱硫模块的低温段位置处，利用温度较高的初段尾气进行热电转换，随后利用经过热电转换后温度较低的末段尾气进行尾气升温，完成对尾气热量的分段针对性利用；
[0020](2)通过在液体腔内上部设置搅拌组件，避免了在液体腔高度较高时曝气组件较难对上部的海水进行充分扰动或搅拌，导致脱硫模块上部脱硫效率较低的情况发生，提高了脱硫模块中脱硫效果的均匀性以及整体脱硫效果；
[0021](3)通过将搅拌组件与热电组件和控制模块分别电连接，并使控制模块根据气体
流量改变搅拌组件转动速度，完成在尾气输入较多时，利用较多尾气热能带来的较多电能以提升搅拌组件的转动速度，满足尾气较多时对脱硫装置中海水与膜表面相对滑动速度的较大需求，尾气较少时降低搅拌组件的转动速度以迁就尾气热量较少的情况下热电组件输出较低的同时维持搅拌组件的正常运转，同时不额外耗费船舶电能；
[0022](4)通过设置海水缓冲罐，使脱硫需求较少时完成海水的储存，脱硫需求较大时可调用储存的海水，避免了在需要额外海水进行脱硫时上游海水输入速率对脱硫效果的制约，提高了脱硫装置的脱硫效果上限以及调整范围。
附图说明
[0023]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0024]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0025]图2为本专利技术脱硫模块的剖面结构示意图；
[0026]图3为本专利技术搅拌组件的结构示意图；
[0027]图4为本专利技术控制模块的控制回路示意图。
[0028]主要元件符号说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带脱硫冷却海水单元的一体式脱硫装置，其特征在于：包括尾气输入模块、脱硫模块、排气模块、换热模块和控制模块，所述尾气输入模块用于连接船舶动力系统和脱硫模块的入气端并将尾气通入脱硫模块中，所述气体排放模块用于连通脱硫模块出气端和外界并用于排出脱硫后的尾气；所述脱硫模块包括壳体和搅拌组件，所述壳体内从上到下依次设有相互分离的出气腔、液体腔和入气腔，所述入气腔与出气腔通过设置在液体腔的中空纤维膜组件连接，所述气体由入气腔进入中空纤维膜组件，并从出气腔排出，尾气在所述中空纤维膜组件中与海水进行脱硫反应，所述搅拌组件设置于液体腔内上部并用于对液体腔内上部的海水进行搅拌，所述搅拌组件分别与控制组件电连接；所述换热模块包括热电组件和气体换热组件，所述尾气输入模块的包括高温段与低温段，所述热电组件设置于尾气输入模块上高温段的位置处并用于将尾气输入模块中的热能转化为电能，所述热电组件与控制模块电连接并在控制模块的指令下向搅拌组件提供电能，所述气体换热组件的一端设置于尾气输入模块上低温段的位置处，所述气体换热组件的另一端与排气模块的入气端连接并将尾气输入模块中尾气热量转移至出排气模块的脱硫后尾气。2.根据权利要求1所述一种带脱硫冷却海水单元的一体式脱硫装置，其特征在于：还包括海水缓冲罐，所述液体腔与船舶海水装置通过海水缓冲罐连接，所述海水缓冲罐出液端设有水泵并通过水泵与液体腔连接，所述水泵与控制模块电连接，所述水泵用于将海水缓冲罐中的水泵入液体腔中。3.根据权利要求1所述一种带脱硫冷却海水单元的一体式脱硫装置，其特征在于：所述脱硫模块还包括曝气组件，所述曝气组件设置于液体腔内壁底部并与控制模块电连接。4.根据权利要求2所述一种带脱硫冷却海水单元的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚盛翔，汪成，赵媛媛，龚良丰，王德智，叶慷，王汝能，方丰，
申请(专利权)人：浙江浙能迈领环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：