船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供的是一种船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备。用于处理所有燃用低质高硫重油的动力装置产生的废气，包括废气洗涤管路、三通阀、废气稳压箱、废气洗涤塔。船舶动力装置的废气通过三通阀连入废气稳压器，经稳压后进入废气洗涤塔，进行洗涤脱硫。采用本实用新型可减少船舶动力装置排气波动所造成的相互干扰，降低整个洗涤系统负荷和能量消耗，并且可使船舶废气排放符合IMO有关船舶燃油硫含量的标准。
【专利说明】船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种废气洗涤脱硫设备，具体地说是燃用低质高硫重油的船舶的废气洗涤脱硫设备。
【背景技术】
[0002]随着国际航运业及远洋运输业的发展，船舶所产生的废气排放己成为沿海地区尤其是港口大气的主要污染源。船舶动力装置所使用的燃料为高粘度、高含硫量、高残碳的低质重油，其燃烧产生的气态排放物中，SOx占有很大比重，是造成海洋和港口大气污染的主要气体成分之一。
[0003]为了限制船舶排气污染，2008年国际海事组织(MO)第58届海洋环境保护委员会批准了 MARP0L73/78公约附则VI修正案，规定，2012年I月I日后，在公海中行驶的远洋船舶，其燃油硫含量必须低于3.5%, 2020年I月I日后，全球区域燃油硫含量低于0.5% ;但是在排放控制海域，2010年7月I日后，燃油硫含量需低于1%，2015年I月I日后，硫含量需低于0.1%;頂0还规定，除了使用低硫燃油外，船舶也可采用经认可的废气清洗系统或其它技术降低船舶动力装置排放的SOx，使之相当于对应含硫量燃油的排放。
[0004]选用低硫燃料是从源头上解决船舶排气中SOx含量超标的根本措施，但由于低硫燃油在炼制过程中需经过额外的脱硫过程，价格远高于传统重油，大大增加了船舶运营成本，且低硫燃油精炼过程中会产生大量的co2。使用低硫燃油与高硫燃油切换系统，涉及船舶主机、船舶辅机和燃油锅炉等，需增加柴油机、锅炉的燃油转换装置，并对供油系统、燃烧装置、监控和显示系统等进行改造，并有可能需在发动机燃油系统上加设冷却器。此外，在高、低硫燃油切换过程中会产生诸如安全等较多的附加问题。
[0005]鉴于MO对于燃油硫含量要求的日益严格，研制新型高效的脱硫设备，特别是能与现有船舶动力装置配套的洗涤设备，是解决当前及未来远洋船舶自由进出世界各海域，推动我国企业走向世界不可缺少的重要措施。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种能够减少船舶燃油费用和运营成本，并且压降较低的船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备。
[0007]本实用新型的目的是这样实现的:
[0008]船舶主柴油机、船舶辅助柴油机、船舶燃油锅炉的排气管上各连接三通阀，每个三通阀的一路通过废气洗涤管路连通到废气稳压箱，每个三通阀的另一路通过废气旁通管路直接连通到环境大气，废气稳压箱连接废气洗涤装置。
[0009]所述废气洗涤装置内从下到上包括预喷淋层、喷淋层和除雾器，进气口位于底部，出气口位于顶部。
[0010]所述喷淋层为一级或多级喷淋层。
[0011]本实用新型提供的船舶动力装置高效低阻力集成式废气洗涤脱硫设备，船舶主柴油机、船舶辅助柴油机、船舶燃油锅炉的废气经排气管流向三通阀，三通阀一路通过废气洗涤管路连通到废气稳压箱、另一路通过废气旁通管路直接连通到环境大气；船舶各动力装置的废气在废气稳压箱汇集，再通入废气洗涤装置。
[0012]本实用新型的废气洗涤装置采用逆流式，废气从下向上流动，洗涤液从上向下喷淋，整个洗涤装置从下到上包括预喷淋层、喷淋层和除雾器。
[0013]根据运行区域和航线，所述的船舶动力装置高效低阻力集成式废气洗涤脱硫设备运行模式分为非洗涤模式和洗涤模式。
[0014]当船舶航行在非硫排放控制区域和非港口区域时，废气洗涤脱硫设备运行在非洗涤模式，三通阀直接连通排气管和废气旁通管路，动力装置燃烧产生的废气直接排入环境大气。
[0015]当船舶航行在硫排放控制区域或港口区域时，废气洗涤脱硫设备运行在洗涤模式，三通阀连通排气管和废气洗涤管路，动力装置燃烧产生的废气排入废气稳压箱，经稳压后，进入废气洗涤装置洗涤脱除SOx和颗粒，再经除雾后，排入环境大气。
[0016]当废气洗涤装置维修或出现故障时，通过调整动力装置排气管上的三通阀通路，旁通动力装置燃烧产生的废气，直接经废气旁通管路排入环境大气。
[0017]当船舶使用的燃油硫含量较低时，只需洗涤部分废气即可达到IMO排放要求，此时对船舶柴油机排气采用废气分流洗涤技术，即根据燃油硫含量和船舶航行海域排放控制要求，通过三通阀控制分流部分废气，进行洗涤，处理后废气与其余未经洗涤的废气混合，使混合气符合当前航行海域排放要求，减少整个洗涤系统负荷和能量消耗。
[0018]动力装置工况变化时，排放的废气量和废气温度都发生变化，通过调整预洗涤和洗涤喷淋量，使洗涤废气达到规定的洗涤要求。
[0019]上述船舶动力装置高效低阻力集成式废气洗涤脱硫设备，废气稳压器用于均衡各动力装置废气的压力，使废气洗涤装置进口压力均匀，避免由于动力装置排气压力波动相互干扰造成废气洗涤装置背压过度增大。
[0020]上述废气洗涤装置，根据船舶同时运行的动力装置的废气量总和的最大量确定最大设计废气处理量。
[0021]本实用新型的优势在于:
[0022]1.涵盖了船舶上所有使用低质高硫重油的设备，将所有设备的废气集中于一个装置中处理，降低了洗涤脱硫设备的体积和重量，减少了洗涤脱硫装置的投资和运行成本。
[0023]2.采用废气稳压技术，减少了由于船舶动力装置排气波动所造成的相互干扰，减少了洗涤脱硫装置的压降和对动力装置的影响。
[0024]3.采用废气旁通技术，保证了废气洗涤脱硫装置运行的安全性。
[0025]4.采用废气分流洗涤技术，使处理后的排放废气满足船舶航行海域排放要求，减少了整个洗涤系统负荷和能量消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型做详细描述:
[0028]船舶主柴油机1、船舶辅助柴油机2、船舶燃油锅炉3的废气经各自排气管A流向三通阀4，三通阀4 一路通过废气洗涤管路B连通废气稳压箱5，另一路通过废气旁通管路C直接连通环境大气；船舶上燃用高硫重油的废气在废气稳压箱5汇集，再通入废气洗涤装置6。
[0029]废气洗涤装置6采用逆流式，废气从下向上流动，洗涤液从上向下喷淋，整个洗涤装置从下到上包括预喷淋层7、喷淋层8和除雾器9。
[0030]所述的船舶动力装置高效低阻力集成式废气洗涤脱硫设备，其运动模式分为非洗涤模式和洗涤模式。
[0031]当船舶航行在非硫排放控制区域和非港口区域时，废气洗涤脱硫设备运行在非洗涤模式，即三通阀4直接连通排气管A和废气旁通管路C，动力装置(1、2、3)工作产生的废气直接排入环境大气。
[0032]当船舶航行在硫排放控制区域或港口区域时，废气洗涤脱硫设备运行在洗涤模式，即三通阀4连通排气管A和废气洗涤管路B，动力装置(1、2、3)工作产生的废气排入废气稳压箱5，废气经稳压后，进入废气洗涤装置6，洗涤脱除SOx和颗粒，经除雾后，排入环境大气。
[0033]当废气洗涤装置6维修或出现故障时，通过调整动力装置排气管A上的三通阀通路4，动力装置工作产生的废气直接经废气旁通管路C排入环境大气。
[0034]当船舶使用的燃油硫含量较低时，只需洗涤部分废气即可达到排放要求，此时对船舶柴油机排气采用废气分流洗涤技术，根据燃油硫含量和航行海域排放控制要求，通过三通阀4控制分流部分废气，进行洗涤，处理后废气与其余未经洗涤的废气混合，使混合气符合当前海域排放要求，减少洗涤系统负荷和能量消耗。
[0035]所述废气洗涤装置6的设计容量，根据船舶同时运行的动力装置的废气量总和的最大量确定。
[0036]所述废气洗涤装置6，对动力装置废气进行如下处理:
[0037]1.预洗涤与冷却:对船舶主柴油机1、船舶辅助柴油机2和船舶燃油锅炉3产生的含有SOx和颗粒的高温废气进行预洗涤，降低其温度，同时洗涤其部分SOx和颗粒。
[0038]2.洗涤:对经过预洗涤降温的废气，采用洗涤液喷淋进行洗涤，除去其中的SOx和颗粒。
[0039]3.除雾:对经过洗涤，已除去SOx的废气，经除雾器除雾，回收其中所含水分。
[0040]动力装置工况变化时，通过调整预洗涤和洗涤喷淋量，使对废气的洗涤效果达到规定的要求。
[0041]在上述废气洗涤装置6中，喷淋器采用一级或多级喷淋层。
[0042]上述废气洗涤脱硫装置6，采用碱性物质水溶液或海水洗涤废气，所述碱性物质水溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或者碳酸氢钠溶液等碱液，洗涤方式为闭式洗涤、混合洗涤或开式洗涤。
【权利要求】
1.一种船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备，其特征是:船舶主柴油机、船舶辅助柴油机、船舶燃油锅炉的排气管上各连接三通阀，每个三通阀的一路通过废气洗涤管路连通到废气稳压箱，每个三通阀的另一路通过废气旁通管路直接连通到环境大气，废气稳压箱连接废气洗涤装置。
2.根据权利要求1所述的船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备，其特征是:所述废气洗涤装置内从下到上包括预喷淋层、喷淋层和除雾器，进气口位于底部，出气口位于顶部。
3.根据权利要求2所述的船舶动力装置集成式废气洗涤脱硫设备，其特征是:所述喷淋层为一级或多级喷淋层。
【文档编号】B01D53/50GK204170623SQ201420613663
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】周松, 朱元清, 张贺付, 杨军, 刘佃涛 申请人:哈尔滨工程大学