一种混合式船舶脱硫系统的余热发电系统及方法与流程

1.本发明涉及节能减排技术领域，尤其涉及一种混合式船舶脱硫系统的余热发电系统及方法。


背景技术：

2.船舶是一种高能耗的运输工具，同时船舶运行也伴随着严重的环境污染问题。柴油机燃料余热的利用、促使低硫排放是抵抗环境污染的重要手段，为了利用柴油机燃料余热，国内船舶依赖进口，船舶制造成本提高，影响船舶制造业竞争力，为了满足低硫排放的要求，绝大多数船舶装配了船舶脱硫系统。传统余热利用系统装配方法会使脱硫系统背压过高，影响船舶脱硫效果。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种混合式船舶脱硫系统的余热发电系统及方法。
4.为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种混合式船舶脱硫系统的余热发电系统，它包括脱硫塔，脱硫塔包括相互连通的进烟喉道和主塔体，进烟喉道内设有预降温喷淋装置，进烟喉道的下端出口连通有蒸发器，蒸发器位于循环发电系统内，蒸发器连通有预热器，预热器的一端连通预降温喷淋装置，预热器的另一端连通有一号管路；主塔体内设有脱硫喷淋装置，脱硫喷淋装置上连通有二号管路，一号管路和二号管路共同通过三号管路向外连通有提供的冷源的海水泵；主塔体的下端出口通过四号管路连通有水循环处理系统，水处理系统通过五号管路连通三号管路。
5.进一步地，循环发电系统包括蒸发器、膨胀发电机、冷凝器以及工质泵，蒸发器连通工质泵，工质泵连通储液罐，储液罐连通冷凝器，冷凝器连通膨胀发电机，冷凝器上连通海水泵。
6.进一步地，进烟喉道上设有进气口，主塔体上设有出气口。
7.进一步地，水循环处理系统包括循环柜、循环泵、水处理装置、储存柜以及残渣柜，循环柜上连通循环泵，循环泵通过五号管路连通三号管路，循环泵连通水处理装置，水处理装置通过一号三通阀分别连通循环柜和储存柜，水处理装置连通残渣柜。
8.进一步地，二号管路和三号管路上接入水冷器，水冷器位于二号管路的入水口处设置有二号三通阀，水冷器位于三号管路的入水口处设置有三号三通阀，三号三通阀位于海水泵和二号三通阀之间。
9.进一步地，四号管路上设置有四号三通阀，四号三通阀同时连接在经蒸发器和预热器后输出的管路一端。
10.进一步地，三号三通阀位于海水泵和循环泵之间。
11.一种混合式船舶脱硫系统的余热发电系统的发电方法，从脱硫塔进气喉道下端排出的预降温喷淋废水进入蒸发器，利用热交换将经工质泵泵入蒸发器的液态有机工质加热
汽化，气态有机工质进入膨胀发电机，膨胀发电机将自身压力能和热能转化成机械能，做功后工质气体的温度压力降低，呈气液两相状态，驱动发电机将机械能转换成电能，做功后的工质在冷凝器中与海水泵提供的海水进行热交换，全部冷凝成全液相，进入储液罐，冷凝后的液态工质由工质泵再次泵入蒸发器进行下一个做功循环；在蒸发器内进行热交换后的预降温喷淋废水进入预热器进行热交换，将预降温喷淋水预热，达到更好的脱硫喷淋效果。
12.进一步地，脱硫系统具有开式运行模式：通过控制二号三通阀、二号三通阀和二号三通阀，控制海水流向，使水冷器和水循环处理系统不接入混合式船舶脱硫系统；利用海水泵将海水抽入预降温喷淋装置和脱硫喷淋装置，预降温喷淋水在对废气预降温的过程中吸收大量热量，从脱硫塔塔体进气喉道下端排出，流入蒸发器，经热交换，温度降低，流入预热器，对被海水泵泵入预降温喷淋装置的喷淋水进行预热，以达到更好的脱硫喷淋效果，经余热利用的预降温喷淋废水通过四号三通阀直接排放。
13.进一步地，脱硫系统具有闭式运行模式：通过控制二号三通阀、二号三通阀和二号三通阀，控制海水流向，使水冷器和水循环处理系统接入混合式船舶脱硫系统；利用海水泵将海水抽入水冷器，循环泵从循环柜抽出的循环水经二号三通阀控制流入水冷器，与海水进行预降温后流入脱硫喷淋装置；预降温喷淋水在对废气预降温的过程中吸收大量热量，从塔体进气喉道下端排出，流入蒸发器，经热交换、降温流入预热器，对被循环泵泵入预降温喷淋装置的循环喷淋水进行预热，以达到更好的脱硫喷淋效果；经余热利用的预降温喷淋水通过四号三通阀控制流向，流入循环柜；循环柜内的循环水，经循环泵泵入脱硫喷淋装置、预降温喷淋装置和水处理装置，水处理装置处理过的喷淋水再次流入循环柜以进行循环利用。
14.本发明公开了一种混合式船舶脱硫系统的余热发电系统及方法，本专利通过将混合式脱硫系统中预降温洗涤水接入余热发电系统，实现船舶同时装配余热发电系统及混合式脱硫系统，有效节约燃油成本，提高能量利用效率，并且同时满足低硫排放的要求。
附图说明
15.图1为本发明的系统连接关系示意图。
16.图中：1、冷凝器；2、膨胀发电机；3、蒸发器；4、预降温喷淋装置；5、进气口；6、出气口；7、脱硫喷淋装置；8、水冷器；9、二号三通阀；10、海水泵；11、三号三通阀；12、四号三通阀；13、循环泵；14、循环柜；15、水处理装置；16、残渣柜；17、储存柜阀；18、预热器；19、工质泵；20、储液罐；21、脱硫塔；22、进烟喉道；23、主塔体；24、一号管路；25、三号管路；26、四号管路；27、五号管路；28、一号三通阀；29、二号管路。
具体实施方式
17.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
18.如图1所示的混合式船舶脱硫系统的余热发电系统，它包括脱硫塔21,其特征在于：脱硫塔21包括相互连通的进烟喉道22和主塔体23，进烟喉道22上设有进气口5，主塔体23上设有出气口6。进烟喉道22内设有预降温喷淋装置4，进烟喉道22的下端出口连通有蒸发器3，蒸发器3位于循环发电系统内，蒸发器3连通有预热器18，预热器18的一端连通预降温喷淋装置4，预热器18的另一端连通有一号管路24；主塔体23内设有脱硫喷淋装置7，脱硫
喷淋装置7上连通有二号管路29，一号管路24和二号管路29共同通过三号管路25向外连通有提供的冷源的海水泵10；主塔体23的下端出口通过四号管路26连通有水循环处理系统，水处理系统通过五号管路27连通三号管路25。
19.循环发电系统包括蒸发器3、膨胀发电机2、冷凝器1以及工质泵19，蒸发器3连通工质泵19，工质泵19连通储液罐20，储液罐20连通冷凝器1，冷凝器1连通膨胀发电机2，冷凝器1上连通海水泵10。
20.一种混合式船舶脱硫系统的余热发电系统的发电方法，利用从脱硫塔塔体进气喉道下端排出的预降温喷淋废水余热进行发电，具体的，120℃的预降温喷淋废水进入蒸发器，从脱硫塔21进气喉道下端排出的预降温喷淋废水进入蒸发器3，利用热交换将经工质泵19泵入蒸发器3的液态有机工质加热汽化至90℃，气态有机工质进入膨胀发电机2，膨胀发电机2将自身压力能和热能转化成机械能，做功后工质气体的温度压力降低，呈气液两相状态，驱动发电机将机械能转换成电能，做功后的工质在冷凝器1中与海水泵10提供的海水进行热交换，全部冷凝成全液相，进入储液罐20，冷凝后的液态工质由工质泵19再次泵入蒸发器3进行下一个做功循环；在蒸发器3内进行热交换后的90℃预降温喷淋废水进入预热器18进行热交换，将预降温喷淋水预热至58℃，达到更好的脱硫喷淋效果。
21.废气流向：废气以220℃高温由脱硫塔的进气口5进入脱硫系统，预降温喷淋装置4对其进行初次降温，将废气降至120℃，之后在脱硫塔塔体内经喷淋装置7脱硫处理后从脱硫塔的排气口6排出。
22.本发明的水循环处理系统包括循环柜14、循环泵13、水处理装置15、储存柜17以及残渣柜16，循环柜14上连通循环泵13，循环泵13通过五号管路27连通三号管路25，循环泵13连通水处理装置15，水处理装置15通过一号三通阀28分别连通循环柜14和储存柜17，水处理装置15连通残渣柜16。
23.二号管路29和三号管路上接入水冷器8，水冷器8位于二号管路29的入水口处设置有二号三通阀9，水冷器8位于三号管路25的入水口处设置有三号三通阀11，三号三通阀11位于海水泵10和二号三通阀9之间。
24.四号管路26上设置有四号三通阀12，四号三通阀12同时连接在经蒸发器3和预热器18后输出的管路一端。三号三通阀11位于海水泵10和循环泵13之间。
25.脱硫系统具有开式运行模式：通过控制二号三通阀9、二号三通阀9和二号三通阀9，控制海水流向，使水冷器8和水循环处理系统不接入混合式船舶脱硫系统；利用海水泵10将32℃海水抽入预降温喷淋装置4和脱硫喷淋装置7，预降温喷淋水在对废气预降温的过程中吸收大量热量，升至120℃，从脱硫塔21塔体进气喉道下端排出，流入蒸发器3，经热交换，温度降低，降至90℃，流入预热器18，对被海水泵10泵入预降温喷淋装置4的喷淋水进行预热至58℃，以达到更好的脱硫喷淋效果，经余热利用的预降温喷淋废水通过四号三通阀12直接排放。
26.脱硫系统具有闭式运行模式：通过控制二号三通阀9、二号三通阀9和二号三通阀9，控制海水流向，使水冷器8和水循环处理系统接入混合式船舶脱硫系统；利用海水泵10将32℃海水抽入水冷器8，循环泵13从循环柜14抽出的循环水经二号三通阀9控制流入水冷器，与32℃海水进行预降温后流入脱硫喷淋装置7；预降温喷淋水在对废气预降温的过程中吸收大量热量，升至120℃，从塔体进气喉道下端排出，流入蒸发器3，经热交换、降温至90℃
流入预热器18，对被循环泵13泵入预降温喷淋装置的循环喷淋水进行预热至58℃，以达到更好的脱硫喷淋效果；经余热利用的预降温喷淋水通过四号三通阀12控制流向，流入循环柜14；循环柜内的循环水，经循环泵13泵入脱硫喷淋装置7、预降温喷淋装置4和水处理装置15，水处理装置15处理过的喷淋水再次流入循环柜14以进行循环利用。
27.由此，本专利通过将混合式脱硫系统中预降温洗涤水接入余热发电系统，实现船舶同时装配余热发电系统及混合式脱硫系统，有效节约燃油成本，提高能量利用效率，并且同时满足低硫排放的要求。
28.上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。