[发明专利]船舶柴油机尾气海水脱硫装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶柴油机尾气海水脱硫方法及装置，尤其是指一种并联独立直管错流式喷淋-湍流球船舶柴油机尾气海水脱硫方法及装置，以实现对船舶柴油机尾气中硫氧化物的去除。

背景技术

船用燃油中含有0.1%～7%的硫，由于含硫量较低，柴油机烟气中硫氧化物浓度很低；但通常船舶航行距离长，消耗燃油总量大，所以船舶排放硫氧化物的总量巨大。为防止船舶运行而造成硫氧化物排放对大气的污染，国际海事组织（IMO）制定了MARPOL公约附则Ⅵ（防止船舶造成大气污染规则），其中规定了船舶必须采取措施将硫氧化物的总排放量减少至6.0g／(kw·h)或以下。船舶柴油机尾气硫氧化物排放如果超标，其航行将受到MARPOL73/78公约限值，造成巨额的经济损失。为减少船舶运行过程中硫氧化物的排放，满足公约日益严格的要求，对船舶柴油机尾气进行脱硫势在必行。

现有技术中，在船舶上安装尾气脱硫装置是保障硫氧化物排放达标的主要手段。海水脱硫工艺主要利用海水的碱性对硫氧化物进行吸收固定，具有建设和运行成本相对较低、不产生固体废物和污泥、脱硫塔不易堵塞结垢、压力损失较小、运行稳定等优点，技术特点符合船用脱硫装置的基本要求。

海水脱硫所需的主要设备为吸收塔，目前船用海水吸收塔多采用喷淋塔和固定填料的填料塔结构，采用两相逆流的气液接触方式，这一点目前多项专利均有记载，包括发明专利第201110177073.4号《船用尾排气处理系统的海水脱硫装置》、发明专利第200810048002.2号《海船排烟脱硫方法及装置》、以及发明专利第200710012371.1号《对船舶尾气进行海水洗涤处理的装置及方法》。由于喷淋塔结构的吸收塔内气液传质速率低，海水易发生壁流造成气液接触不充分而损失脱硫效率，需要气、液两相在脱硫装置内停留较长时间，因而塔高巨大不易装船；另外固定填料的填料塔运行时压力损失大，运行能耗高，同样易发生壁流现象。此二类脱硫装置液气比均较大，为获得95%脱硫效率时，板式喷淋塔液气比为10L/m³，填料塔液气比为5.55L/m³。综上所述，脱硫塔高度过大、压力损失大、液气比大等缺陷限制了海水脱硫装置在船舶柴油机尾气脱硫中的应用。

克服上述缺陷的通行做法是对作为硫氧化物吸收剂的海水进行改质，这种技术方案目前也有多项专利已经记载，包括发明专利CN201210211165.4号《用于船用燃机尾气处理的电解法海水脱硫方法和装置》，和发明专利CN201110039565.7号《镁基-海水法船用脱硫系统》。但是，海水在改质的过程中需要使用额外的设备或碱性添加剂，操作相对复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种船舶柴油机尾气海水脱硫装置，对喷淋方式进行独立直管式优化，可在不增加设备和操作的前提下减小脱硫装置高度、压力损失和气液比，有效提高脱硫效率。

为实现上述目的，本发明提供一种船舶柴油机尾气海水脱硫装置，其包含外壳，安装在外壳底部的气流入口法兰，安装在外壳内部且位于气流入口法兰上方的尾液收集槽，安装在外壳内部且位于尾液收集槽上方的尾液分离器，安装在外壳内部且位于尾液分离器上方的气流均布器，安装在外壳内部且位于气流均布器上方的湍流球层，安装在外壳内部且位于湍流球层上方的并联独立直管错流式喷淋装置，安装在外壳内部且位于并联独立直管错流式喷淋装置上方的除湿装置，以及安装在除湿装置上方且位于外壳顶部的气流出口法兰。

所述气流入口法兰与气流出口法兰分别与船舶排气管法兰连接，将海水脱硫装置接入船舶排气管中。

所述尾液分离器采用旋流式尾液分离器，通过支架固定安装在外壳的内壁上。

所述湍流球层的底部安装有下格栅，该下格栅位于气流均布器与湍流球层之间；所述湍流球层的顶部安装有上格栅，该上格栅位于湍流球层与并联独立直管错流式喷淋装置之间。

所述并联独立直管错流式喷淋装置包含：若干并联的独立直管，分别在海水脱硫装置的外壳内沿径向垂直设置，且在该海水脱硫装置的径向截面内均匀分布；若干海水管，上下间隔分布，每根海水管垂直穿过外壳引入海水脱硫装置内部、且分别垂直穿过每个独立直管引入各独立直管内部；若干喷头，其分别安装在每个独立直管内部的每根海水管上，形成若干级喷淋装置。

在每根海水管位于外壳外部的一端上安装有海水管法兰，其与海水供给系统相连接。

所述喷头垂直于海水管向下安装，且位于各独立直管的横截面圆心处；所述喷头的喷淋角α的角度范围为15°～180°，由该喷头喷出的海水在独立直管内部形成空心锥体或实心锥体的海水水幕。