[发明专利]一种船舶烟气冷凝旋流净化装置及方法

说明书

本发明属于环保技术领域，具体为一种船舶烟气冷凝旋流净化装置及方法。本发明装置包括：冷凝器，旋风分离器，沉淀罐，液位计，防腐泵，油水聚结分离器；船舶柴油机燃烧产生的高温烟气经烟囱排出后进入冷凝器，使烟气中的水蒸气、未燃油和VOCs以碳烟为凝结核冷凝析出形成液滴，包裹碳烟的液滴进入旋风分离器；冷凝长大的液滴或油滴在旋风分离器中被分离后进入沉淀罐，碳烟及其他颗粒物沉淀在罐体底部，油水混合液体由防腐泵抽入油水聚结分离器，分离的油分从油水聚结分离器出油口流出，净化的水分从油水聚结分离器底部流出。本发明具有净化工艺稳定，净化效率高的特点。该装置占地面积小，投资费用低，维护简便，十分适合船舶烟气净化。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种船舶烟气冷凝旋流净化装置及方法。

背景技术

船舶烟气是继工业固定源，汽车移动源之后的第三大污染源。特别是远洋船舶以燃烧重油为主，重油中含硫量高达3.2%，导致船舶外排烟气中含有大量的硫化物、氮氧化物和VOCs等二次气溶胶前体物，这些污染物不仅污染空气形成酸雨，还经大气化学反应后形成颗粒物，加剧雾霾天气。

目前国内没有相应的船舶烟气排放标准，船舶柴油机烟气大多直接排空，仅有少数的远洋船舶上有脱硫、脱硝和去除VOCs的装置。但这些装置主要是将改造后的工业脱硫脱销装置直接用于远洋船舶烟气处理，设备体积大，造价昂贵，维护成本高。

船舶外排烟气中含有大量的硫化物、氮氧化物和VOCs，当烟气温度降低到沸点温度以下时，这些有害气体以烟气中的碳烟等颗粒物为凝结核冷凝析出形成液滴，随着液滴在旋风分离器中碰撞聚并长大，更加容易被分离出来，使烟气净化。

发明内容

为了减少船舶烟气对环境影响，高效经济的解决船舶烟气造成的大气污染，同时克服现有船舶烟气净化设备体积大、初期投资大和维护成本高等问题，本发明提供了一种船舶烟气冷凝旋流净化装置及方法。

本发明提供的船舶烟气冷凝旋流净化装置，参见如图1所示，其结构包括：

与船舶烟囱相连的冷凝器，用于烟囱外排高温烟气的换热降温；

与冷凝器相连的旋风分离器，用于冷凝液滴和颗粒物的离心分离；

与旋风分离器相连的沉淀罐，用于旋风分离器底流口流出物的收集沉淀；

安装在沉淀罐（侧壁）中的液位计，用于测量沉淀罐中油水混合物液面高度；

与沉淀罐相连的防腐泵，用于抽取沉淀罐中的油水混合物至油水聚结分离器；

与防腐泵相连的油水聚结分离器，用于油水混合液的净化除油。

本发明中，所述冷凝器结构，包括中心处的冷凝器管程和冷凝器壳程，管程内设置有外旋流板混合器（一般可间隔地设置2~4个），使流经的烟气形成紊流，将烟气混合均匀，管程外的金属翅片，用于提高散热效率；参见图2所示。其中，旋流板混合器结构如图3所示，由叶片、罩筒和盲板组成；叶片有若干片（通常为10-20片），其一端以一定角度间隔放射性地分布于中心处的盲板上，整体置于罩筒内。旋流板混合器，允许高速气流通过，烟气通过旋流板混合器时由变轴流为旋流，可促进烟气侧扰动，增加换热效率，还可对烟气中冷凝析出的液滴起到初步分离的作用。

本发明中，所述旋风分离器，为柱锥式旋风分离器，其包括柱体段和锥形端两部分，烟气由柱体段切向进入，并向下做旋转运动，受较大离心力的固体颗粒或液滴甩向边壁面被分离出来，净化的烟气经内旋流从排气管流出。

本发明中，所述油水聚结分离器，其结构为：外部为不锈钢容器罐，内部为由亲油材料组成的分离芯（即滤芯）；当油水混合经过滤芯时，水中的油分被亲油材料吸附捕集，因为油的密度比水小，被捕集的油分上浮到分离器的顶部流出，净化的水从容器罐底部流出。

本发明中，所述沉淀罐，其底部设有流出口，用于将沉淀罐底部沉淀物从流出口排出。