一种节能便于维修的洗涤塔以及废气脱硫处理方法与流程

1.本发明涉及船舶洗涤塔领域，尤其是涉及一种节能便于维修的洗涤塔以及废气脱硫处理方法。


背景技术：

2.为了减少船舶尾气中so2对大气环境的影响，imo第70届海洋环境保护委员会会议决定，自2020年1月1日起执行更高的含硫量标准的规定，即全球船用燃油硫含量应不超过0.5％，欧洲排放控制区域(eca)不超过0.1％。目前有三种措施可以履行imo对硫排放的要求：使用低硫燃油、使用液化天然气(lng)、船舶废气脱硫技术。
3.在船舶废气脱硫技术方面，核心设备洗涤塔主要分为u型塔与i型塔，其中u型塔更适合与有足够安装空间的大型船舶，i型塔更适合与安装空间有限的小型船舶。同时，u型塔有喷淋塔、填料塔，而i型塔通常为喷淋塔。
4.目前，为保证脱硫效率，市面上的i型塔通常高度较高，设置多层喷淋与非常密集的喷嘴布置，系统运行的能耗较高、压降较大。而对于小型船舶来说，尤其是船龄较大的，压降过大将影响发动机的正常工作，能耗过高则影响原船的供电系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种增加船舶废气脱硫处理的节能性，提高废气脱硫效果的节能便于维修的洗涤塔以及废气脱硫处理方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种节能便于维修的洗涤塔，包括塔体、设于所述塔体底部的废气入口、设于所述塔体上的废气出口，所述塔体内设有多个喷嘴，用于喷出浆液对废气进行脱硫处理，所述废气入口与所述多个喷嘴之间还设有挡水旋流器，所述挡水旋流器用于阻挡浆液进入废气入口以及用于使废气产生旋流。
7.进一步的，所述挡水旋流器包括设于所述塔体内的挡水帽、设于所述挡水帽周侧的旋流片；所述挡水帽设置在所述废气入口出气端的上方。
8.进一步的，所述多个喷嘴沿塔体的高度方向呈螺旋状分布。
9.进一步的，所述喷嘴的喷射方向相对于所述塔体的内壁呈倾斜向下。
10.进一步的，所述喷嘴的喷射方向与所述塔体的横截面的中心线之间具有倾斜角度。
11.进一步的，相邻两喷嘴的喷射射程相交，且至少覆盖所述塔体的中轴线。
12.进一步的，所述挡水旋流器与所述多个喷嘴之间具有降温喷淋层，用于降低废气的温度。
13.进一步的，所述降温喷淋层包括喷淋管、设于所述喷淋管上的降温喷嘴。
14.本发明还公开了一种废气脱硫处理方法，包括以下步骤：自下而上往洗涤塔内输入废气；废气向上漂浮的过程中经由挡水旋流器形成废气旋流；废气旋流依次经过多层脱硫处理层被倾斜向下喷射的浆液浇淋进行脱硫处理；随后得到脱硫废气。
15.其中，至少一浆液自所述洗涤塔的不同高度以及不同方位倾斜向下喷射并集中于所述洗涤塔的中轴线，形成浆液喷淋区域，所述废气旋流置于所述浆液喷淋区域内被环绕式喷淋。
16.本发明在对船舶废气进行脱硫处理时，船舶废气从废气入口进入，并在废气往上漂浮的过程中，废气会经过挡水旋流器的位置，并通过挡水旋流器对废气进行旋转，使得废气在继续上升的过程中产生旋流，进而使得废气呈旋流状上升以减小废气的上升速度，同时由于废气呈旋流状上升，增加了废气上升过程中的横向面积，使得废气可以充分的和喷嘴喷出的脱硫浆液进行反应，进而增加废气的脱硫处理效果，并且由于废气减少了上升的速度，不仅增加了废气脱离处理的时间，同时也无需将喷嘴密集放置以及将洗涤塔建造的较高，即可达到相同的脱硫效果，保证了本方案中洗涤塔的节能性；另外，由于喷嘴需要对废气喷出脱硫浆液以保证废气得到脱硫处理，因此脱硫浆液在喷淋出后存在进入废气入口的可能性，此时由于挡水旋流器在对废气进行旋流的过程中还可以对浆液进行阻挡，使得浆液不会进入到废气入口内，进而避免了浆液沿着废气入口倒灌至主机的情况。
附图说明
17.图1是本发明的结构示意图。
18.图2是本发明中挡水旋流器的侧面示意图。
19.图3是本发明图1中沿a-a线的剖面图。
20.图4是本发明中多个喷嘴沿螺旋状的分布示意图。
21.图5是本发明图1沿b-b线的剖面图。
22.附图标记：1、废气入口；2、排水口；3、溢流口；4、挡水旋流器；5、喷嘴；6、除雾器；7、废气出口；8、除雾器冲洗水管；9、支座；10、降温喷淋层；11、挡水帽；12、旋流片。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
25.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
26.如图1-5所述，本发明提供了一种节能便于维修的洗涤塔，包括塔体、设于所述塔体底部的废气入口1、设于所述塔体上的废气出口7，所述塔体内设有多个喷嘴5，用于喷出浆液对废气进行脱硫处理，所述废气入口1与所述多个喷嘴5之间还设有挡水旋流器4，所述
挡水旋流器4用于阻挡浆液进入废气入口1以及用于使废气产生旋流。
27.在对船舶废气进行脱硫处理时，船舶废气从废气入口进入，并在废气往上漂浮的过程中，废气会经过挡水旋流器的位置，并通过挡水旋流器对废气进行旋转，使得废气在继续上升的过程中产生旋流，进而使得废气呈旋流状上升以减小废气的上升速度，同时由于废气呈旋流状上升，增加了废气上升过程中的横向面积，使得废气可以充分的和喷嘴喷出的脱硫浆液进行反应，进而增加废气的脱硫处理效果，并且由于废气减少了上升的速度，不仅增加了废气脱离处理的时间，同时也无需将喷嘴密集放置以及将洗涤塔建造的较高，即可达到相同的脱硫效果，保证了本方案中洗涤塔的节能性；另外，由于喷嘴需要对废气喷出脱硫浆液以保证废气得到脱硫处理，因此脱硫浆液在喷淋出后存在进入废气入口的可能性，此时由于挡水旋流器在对废气进行旋流的过程中还可以对浆液进行阻挡，使得浆液不会进入到废气入口内，进而避免了浆液沿着废气入口倒灌至主机的情况。
28.在本方案中，废气入口位于塔体的底部，而废气出口位于塔体的顶部，使得废气自身在上升的过程中，可以由废气入口进入到废气出口处进行排出，无需其余动气驱动装置来对废气进行驱动，减少废气流动过程中的能源消耗；另外在塔体的外侧设有多个支座9，洗涤塔通过支座连接在船舶上，保证洗涤塔自身的稳定性。
29.优选的，所述挡水旋流器4包括设于所述塔体内的挡水帽11、设于所述挡水帽11周侧的旋流片12；所述挡水帽11设置在所述废气入口1出气端的上方。
30.具体的，在废气通过废气入口进入，同时喷嘴喷淋出脱硫浆液后，启动挡水帽相对于塔体进行转动，进而通过挡水帽带动旋流片进行转动，此时由于挡水帽挡住了废气入口出气端的上方，使得挡水帽上侧的喷嘴在喷淋出浆液后，浆液会被挡水帽挡住，避免了浆液倒灌至废气入口的情况，并且挡水帽在转动的过程中还会将浆液向挡水帽的周侧甩开，进一步增加了废气入口的安全性，同时由于挡水帽带动旋流片进行转动，使得废气在上升经过旋流片的位置时，转动状态的旋流片会带动经过的废气进行旋转，进而使得废气形成旋流状，在减少废气上升速度的同时，增加废气与脱硫浆液之间的反应面积。
31.在本方案中，挡水帽内部设有电机，挡水帽通过电机带动进行旋转。
32.在本方案的另一实施例中，挡水帽相对于塔体静止不动，而挡水帽周侧的旋流片相对于重力方向呈倾斜设置，使得废气向上漂浮流经旋流片后自行产生废气旋流，以保证减少废气上升速度。
33.值得一提的是，塔体在挡水旋流器的下侧，位于废气入口的周侧位置，设置有排水口2以及溢流口3，并且溢流口的开设位置高于排水口的位置，当浆液通过挡水旋流器远离废气入口后，浆液会沿着塔体的内壁向下滑落，进而通过排水口进行排出，以保证浆液不会堆积蔓延至废气入口处，同时若是排水口堵塞或浆液过多导致排水口来不及排放等情况时，溢流口可以对满溢的浆液进行二次排放，增加浆液排放的效果。
34.特别的，由于本方案中，排水口、溢流口以及废气入口均处于塔体的底部，使得排水口以及溢流口无需单独进行安装设置，减少了布置空间，更加适应空间较小的船舶进行使用。
35.优选的，所述多个喷嘴5沿塔体的高度方向呈螺旋状分布。
36.具体的，由于废气经过挡水旋流器后形成旋流状向上流动，此时配合呈螺旋状分布的多个喷嘴，使得多个喷嘴喷淋处的浆液也会形成螺旋状分布，进而通过浆液喷淋的分
布角度以及喷淋力度对旋流状的废气进行进一步的推动，保证废气在继续上升的过程中还可以保持旋流状，另外呈螺旋状喷淋的浆液也会更加匹配旋流状的废气，增加废气与脱硫浆液之间的充分反应效果。
37.优选的，所述喷嘴5的喷射方向相对于所述塔体的内壁呈倾斜向下。
38.具体的，由于喷嘴的喷射方向倾斜向下，因此喷淋处的浆液会对上升的废气起到一定的阻挡效果，进而增加对废气的阻力减小废气的上升流速，在本方案的实施例中，喷嘴倾斜向下的角度如图4中角度b所示，优选倾斜向下的角度为0-15
°
。
39.优选的，所述喷嘴5的喷射方向与所述塔体的横截面的中心线之间具有倾斜角度。
40.具体的，在多个喷嘴沿塔体高度方向呈螺旋状分布的同时，有喷嘴的喷射方向与塔体横截面的中心线之间具有倾斜角度，使得多个喷嘴喷淋出浆液后，更容易形成螺旋状的浆液喷淋分布结构，进而保证浆液对废气旋流状态的推动，以及浆液与废气之间的充分反应。
41.特别的，由于螺旋状的浆液喷淋配合旋流状的废气上升形态，在保证浆液与废气之间的充分反应的基础上，还可以减少达到所需脱硫效率的喷淋浆液量，降低水泵的运行功率，进一步增加节能性。
42.在本方案中，喷嘴喷射方向与塔体横截面的中心线之间的倾斜角度如图5中的角度a所示，优选倾斜角度为15-45
°
。
43.值得一提的是，喷嘴沿塔体的周向分布数量可以根据具体的船舶大小规格来设定不同的数量，同时在同一个喷嘴安装的位置，也可以根据实际需求安装多个喷嘴，以保证喷嘴的使用效果，另外在当同一个喷嘴安装位置上安装有多个喷嘴时，统一安装位置中的一部分喷嘴呈水平设置，另一部分喷嘴呈倾斜向下45
°
进行设置，并通过水平设置的喷嘴进行覆盖塔体的横向截面，而倾斜向下设置的喷嘴则用于起到推动废气进行旋流的作用。
44.优选的，相邻两喷嘴5的喷射射程相交，且至少覆盖所述塔体的中轴线；使得相邻两喷嘴进行喷淋浆液时，两喷嘴之间的喷淋范围会有部分重合，保证相邻两喷嘴之间不会出现喷淋间隙，进而保证浆液喷淋对废气的充分覆盖反应。
45.优选的，所述塔体侧壁穿设有多个安装孔，所述多个喷嘴5由塔体的外侧向内侧可拆卸的连接于对应的安装孔内。
46.具体的，本方案中的喷嘴从塔体外侧向塔体内侧穿设安装，使得喷嘴的喷淋方向朝内，而拆卸方向朝外，使得喷嘴出现损坏需要更坏或维修时，维修人员只需从洗涤塔的外侧即可对喷嘴进行拆卸，无需进入塔体内部，增加了喷嘴更换维修过程中的便捷性。
47.特别的，喷嘴在安装至安装孔中时，通过法兰进行安装固定，使得喷嘴与安装孔之间相互密封，并且在需要对喷嘴进行拆卸时，只需将法兰拆卸下来，即可快速完成喷嘴的拆卸。
48.优选的，所述挡水旋流器4与所述多个喷嘴5之间具有降温喷淋层10，用于降低废气的温度。
49.具体的，在废气经过挡水旋流器后，首先会经过降温喷淋层，并通过降温喷淋层喷淋处温度较低的脱硫浆液，进而对废气进行初步的脱硫处理，同时还对处于高温状态下的废气进行降温，以保证后续反应的脱硫效率，另外，塔体及内部零部件均采用耐腐蚀、耐高温的超级不锈钢制作，使得本方案提供的洗涤塔允许废气干烧，即废气未经过降温直接通
过洗涤塔进行处理排放，增加了洗涤塔的使用适应性。
50.优选的，所述降温喷淋层10包括喷淋管、设于所述喷淋管上的降温喷嘴。
51.具体的，在废气经过降温喷淋层时，喷淋管输送温度较低的脱硫浆液，并通过降温喷嘴进行喷淋，以达到降低高温废气的作用。
52.在本方案中，喷淋管的一端连接至洗涤塔的外侧，保证降温浆液的输送，同时喷淋管的形状可布置成直管或环管等形状，并且降温喷嘴也可以安装多个，当喷淋管为直管形状时，多个降温喷嘴交错分布在喷淋管的一侧或两侧，而降温喷嘴的喷射方向可以朝向上侧或下侧。
53.优选的，所述塔体内部靠近废气出口7的一侧设有除雾器6，用于对废气进行除雾。
54.具体的，在废气经过降温喷淋层以及喷嘴的脱硫处理后，通过除雾器对废气进行除雾，随后通过净化后的废气由废气出口向外排出。
55.优选的，所述除雾器6一侧设有除雾器冲洗水管8，用于清洗除雾器6。
56.具体的，由于除雾器长时间使用后会在除雾器的表面结垢，而脱硫处理后的废气需要经过除雾器进行除雾处理，此时若是结垢较多，容易导致脱硫处理后的废气再次被污染，因此通过除雾器冲洗水管对除雾器的表面进行定期的冲洗，以保证除雾器自身的洁净程度，提高废气排放的效果。
57.特别的，本方案提供的洗涤塔适用于海水加氢氧化钠法、海水加氢氧化镁法以及其他的混合法，适用范围广。
58.本发明还公开了一种废气脱硫处理方法，包括以下步骤：自下而上往洗涤塔内输入废气；废气向上漂浮的过程中经由挡水旋流器4形成废气旋流；废气旋流依次经过多层脱硫处理层被倾斜向下喷射的浆液浇淋进行脱硫处理；随后得到脱硫废气。
59.其中，至少一浆液自所述洗涤塔的不同高度以及不同方位倾斜向下喷射并集中于所述洗涤塔的中轴线，形成浆液喷淋区域，所述废气旋流置于所述浆液喷淋区域内被环绕式喷淋。
60.在本方案中，所述多层脱硫处理层包括多个沿塔体的高度方向呈螺旋状分布的喷嘴，每一喷嘴以倾斜向下喷射的方式喷射浆液，其中喷嘴的分布位置以及安装倾斜角度与上述方案中相同。
61.在一些实施例中，所述废气在流经转动的挡水旋流器4时被带动旋转形成废气旋流，本方案中的挡水旋流器结构与上述方案中相同。
62.当废气经过挡水旋流器时，挡水帽11转动并带动旋流片12进行旋转，此时废气向上漂浮经过旋流片的位置，并通过旋转状态下的旋流片带动废气进行旋转，进而使得废气形成旋流并继续向上漂浮。
63.在另一实施例中，挡水帽相对于塔体静止不动，而旋流片相对于高度方向呈倾斜设置，使得废气向上漂浮流经旋流片后自行产生废气旋流。
64.本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。