一种船用陶瓷膜净气装置及其应用
【专利摘要】本发明公开了一种船用陶瓷膜净气装置包括左侧板、右侧板、进液孔板、出液孔板、进液封头、出液封头、陶瓷膜管；所述左侧板、进液孔板、右侧板、出液孔板围成无上下面的立方体外壳，该外壳与烟气管道的内部尺寸相配合；进液封头安装在进液孔板外侧形成进液室，出液封头安装在出液孔板外侧形成出液室，陶瓷膜管有若干根，每根陶瓷膜管的两端分别与进液孔板、出液孔板上的孔对应密封连接，将吸收剂由进液封头注入，吸收剂经过陶瓷膜管从出液封头流出，然后进入换热器降温后循环进入陶瓷膜净气装置再进入再生装置再生，循环使用。
【专利说明】
一种船用陶瓷膜净气装置及其应用
技术领域
[0001]本发明属于环保废气处理领域，尤其涉及对船舶、海洋平台等水上运输、作业载体所产生废气进行净化处理装置。
【背景技术】
[0002]船用燃料在燃烧后，会产生含有硫氧化物(后文简称S0X)、氮氧化物(后文简称NOx)等物质，这些物质会以废气的形式排放到大气中。而SOx中的so2，氧化后形成酸雨，对环境会造成巨大的威胁。据挪威向国际海事组织(頂0)提供的资料表明，船舶年排放SOx达到634万吨，约占世界排放总量的4%。因此，船舶废气排放给环境造成的污染已到了不容忽视的地步。国际海事组织(MO)的《《73/78防污染公约》(MARP0L公约)附则VI要求:即自2012年起，在公海行使的远洋船舶的燃油硫含量必须低于3.5%(m/m)，到2020年将下降到0.5%(m/m)，而这一方案完成可行性审查将不迟于2018年进行。附则VI第14条规定任何船舶使用燃油的硫含量不应超过4.5%(m/m)，并且在世界范围内供船上使用的残余燃油的平均硫含量应作监测。
[0003]中国港口靠泊的船舶年排放二氧化硫58.8万吨约占全国排放总量的8.4%，船舶对港口城市的直接污染占20%左右;港口船舶氮氧化物排放量27.8万吨约占全国排放总量的
11.3%。港口船舶污染排放已成为继机动车尾气污染、工业企业排放之后第三大大气污染来源。
[0004]交通运输部在2015年12月4日颁布实施:《珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》；中国环保部制定《船舶发动机排气污染物排放限值和测量方法(中国第一、二阶段)》并与2015年06月8日向全社会第二次公开征求意见。若新标准正式颁布实施，将是中国首次发布船舶大气污染物排放控制国家标准。
[0005]现有的废气除硫装置采用湿法除硫，即将碱液以喷雾的形式喷入废气中，与废气混合，经化学反应将废气中S0x、N0x捕捉进入液相中，已达到净化的目的。但废气一般高温，碱液喷入废气中会部分气化，随废气一同排出，有可能造成二次污染。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于净化船舶、海洋平台等水上运输、作业载体所产生废气的船用陶瓷膜净气装置及其应用。
[0007]为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的。
[0008]—种船用陶瓷膜净气装置，包括左侧板、右侧板、进液孔板、出液孔板、进液封头、出液封头、陶瓷膜管;所述左侧板、进液孔板、右侧板、出液孔板围成无上下面的立方体外壳，该外壳与烟气管道的内部尺寸相配合;进液封头安装在进液孔板外侧形成进液室，出液封头安装在出液孔板外侧形成出液室，陶瓷膜管有若干根，每根陶瓷膜管的两端分别与进液孔板、出液孔板上的孔对应密封连接。废气经过净气装置时，废气中的SOx、NOx通过陶瓷膜管上的微孔进入陶瓷膜管，吸收剂由进液室流入陶瓷膜管内，吸收进入陶瓷膜管内部的S0x、N0x等有害物质，然后从出液室流出，从而达到净化废气的目的。
[0009]进一步地所述陶瓷膜管采用非对称纳米薄膜多孔陶瓷纤维空心管。硫氧化物在快速穿过非对称纳米薄膜多孔陶瓷纤维空心管，预吸收剂反应，而且非对称纳米薄膜多孔陶瓷纤维空心管能够在超过500° C的温度下工作，预期使用寿命超过十年。
[0010]进一步地所述陶瓷膜管孔径为50?200nm。
[0011 ]进一步地所述所述陶瓷膜管的总容积与废气中含S量的比值为0.3-0.4m3: lkg/h。
[0012]进一步地还提供了一种船用陶瓷膜净气装置在净化船舶废气中的应用，将所述船用陶瓷膜净气装置安装在船舶烟气通道中，烟气通道截面与净气装置上下截面匹配;将吸收剂由进液封头注入，吸收剂经过陶瓷膜管从出液封头流出，然后进入换热器降温后循环进入陶瓷膜净气装置，吸收S0x、N0x后，进入再生装置再生，循环使用。
[0013]进一步地所述吸收剂为氢氧化钠溶液，浓度为13%?15%。
[0014]进一步地所述吸收剂在陶瓷膜管中的流速为200~350m3/h。
[0015]进一步地所述换热器吸收的热量用于船上的供热系统。废气的温度为150?300°C，经过净化装置后一部分热量由吸收剂带出，而吸收剂在吸收S0x、N0x后也会产生热量，将吸收剂经换热器换热后，将这部分的热能用于船上的供热系统，可以节约3~8%的燃料。
[0016]有益效果:与现有技术相比，本发明的优点在于:
1)净化船舶、海洋平台等水上运输、作业载体所产生废气的效率高，可去除99.6%的SOx，95% 的 NOx;
2)模块化的装置能够有效的减少现有船舶、海洋平台等水上载体的改造、加装净气装置的技术难度；
3)陶瓷膜技术让烟道内的废气与吸收剂不直接接触，同时又能选择性的吸收我们所需要的有害物质及颗粒物；
4)吸收剂还能将吸收的热能回收，用于船上的供热系统，节约的能源。
【附图说明】
[0017]图1船用陶瓷膜净气装置结构示意图；
图2船用陶瓷膜净气装置工作原理图；
其中1.左侧板，2.右侧板，3.进液孔板，4.出液孔板，5.进液封头，6.出液封头，7.陶瓷膜管。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实例对本发明作进一步的详细说明。
[0019]实施例1
一种船用陶瓷膜净气装置，包括左侧板、右侧板、进液孔板、出液孔板、进液封头、出液封头、陶瓷膜管;所述左侧板、进液孔板、右侧板、出液孔板围成无上下面的立方体外壳，该外壳与烟气管道的内部尺寸相配合;进液封头安装在进液孔板外侧形成进液室，出液封头安装在出液孔板外侧形成出液室，陶瓷膜管有若干根，每根陶瓷膜管的两端分别与进液孔板、出液孔板上的孔对应密封连接。陶瓷膜管采用非对称纳米薄膜多孔陶瓷纤维空心管，其孔径为lOOnm。将所述船用陶瓷膜净气装置安装在船舶烟气通道中，烟气通道截面与净气装置上下截面匹配;将吸收剂由进液封头注入，吸收剂经过陶瓷膜管从出液封头流出，然后进入换热器降温后循环进入陶瓷膜净气装置，吸收S0x、N0x后，进入再生装置再生，循环使用。浓度为13%的氢氧化钠溶液作为吸收剂，其在陶瓷膜管中的流速为250m 3/ho
[0020]一艘75000吨油轮，废气量约2100kg/h，废气中含硫量为3.5%，按其烟道尺寸设计陶瓷膜净气装置外形尺寸，陶瓷膜管的总容积为24m3。
[0021]实施例2
船用陶瓷膜净气装置的结构与实施例1基本相同，所不同的是陶瓷膜管的孔径为50nm，氢氧化钠溶液的浓度为15%、流速为200m 3/h，安装在10万吨集装箱船上，废气量约3000kg/h，废气中含硫量为3.5%，按其烟道尺寸设计陶瓷膜净气装置外形尺寸，陶瓷膜管的总容积为 42m3。
[0022]实施例3
船用陶瓷膜净气装置的结构与实施例1基本相同，所不同的是陶瓷膜管的孔径为200nm，氢氧化钠溶液的浓度为14%、流速为350m 3/h，安装在5万吨散货船上，废气量约1500kg/h，废气中含硫量为3.5%，按其烟道尺寸设计陶瓷膜净气装置外形尺寸，陶瓷膜管的总容积为15.75m3。
[0023]本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种船用陶瓷膜净气装置，其特征在于，包括左侧板、右侧板、进液孔板、出液孔板、进液封头、出液封头、陶瓷膜管;所述左侧板、进液孔板、右侧板、出液孔板围成无上下面的立方体外壳，该外壳与烟气管道的内部尺寸相配合;进液封头安装在进液孔板外侧形成进液室，出液封头安装在出液孔板外侧形成出液室，陶瓷膜管有若干根，每根陶瓷膜管的两端分别与进液孔板、出液孔板上的孔对应密封连接。2.根据权利要求1所述的一种船用陶瓷膜净气装置，其特征在于，所述陶瓷膜管采用非对称纳米薄膜多孔陶瓷纤维空心管。3.根据权利要求1所述的一种船用陶瓷膜净气装置，其特征在于，所述陶瓷膜管孔径为50?200nm。4.根据权利要求1所述的一种船用陶瓷膜净气装置，其特征在于，所述陶瓷膜管的总容积与废气中含S量的比值为0.3-0.4m3: lkg/h。5.—种船用陶瓷膜净气装置在净化船舶废气中的应用，其特征在于，将所述船用陶瓷膜净气装置安装在船舶烟气通道中，烟气通道截面与净气装置上下截面匹配;将吸收剂由进液封头注入，吸收剂经过陶瓷膜管从出液封头流出，然后进入换热器降温后循环进入陶瓷膜净气装置，吸收SOx、NOx后，进入再生装置再生，循环使用。6.根据权利要求5所述的一种船用陶瓷膜净气装置在净化船舶废气中的应用，其特征在于，所述吸收剂为氢氧化钠溶液，浓度为13 % 5 %。7.根据权利要求5所述的一种船用陶瓷膜净气装置在净化船舶废气中的应用，其特征在于，所述吸收剂在陶瓷膜管中的流速为200~350m3/h。8.根据权利要求5所述的一种船用陶瓷膜净气装置在净化船舶废气中的应用，其特征在于，所述换热器吸收的热量用于船上的供热系统。
【文档编号】B01D53/22GK106076072SQ201610576837
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月19日 公开号201610576837.X, CN 106076072 A, CN 106076072A, CN 201610576837, CN-A-106076072, CN106076072 A, CN106076072A, CN201610576837, CN201610576837.X
【发明人】杨生哲, 张耀玉, 吴亚东, 杨志峰
【申请人】江苏优拿大环保科技有限公司