CN110841424B - 三段式超重力船舶尾气处理装置和工作方法 - Google Patents
三段式超重力船舶尾气处理装置和工作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110841424B CN110841424B CN201911080424.2A CN201911080424A CN110841424B CN 110841424 B CN110841424 B CN 110841424B CN 201911080424 A CN201911080424 A CN 201911080424A CN 110841424 B CN110841424 B CN 110841424B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction chamber
- rotating shaft
- main rod
- exhaust gas
- hollow rotating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 135
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 83
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 45
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 26
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 18
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 16
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 11
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 7
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 abstract description 11
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 15
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 9
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 230000008676 import Effects 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- 206010014561 Emphysema Diseases 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 206010006451 bronchitis Diseases 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1456—Removing acid components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
- B01D47/02—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent by passing the gas or air or vapour over or through a liquid bath
- B01D47/025—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent by passing the gas or air or vapour over or through a liquid bath by contacting gas and liquid with a static flow mixer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/01—Engine exhaust gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
本发明公开了一种三段式超重力船舶尾气处理装置，以超重力反应为基础，在三个反应室中分别通过旋转机构完成船舶尾气的除尘、脱硫、消白过程，微观上气液混合均匀，提高了反应过程中的传质速率，净化效率可达99％，旋转机构上的分布杆结构，强化了气液混合与反应，获得的脱除效率高于叶轮式旋转装置、丝网和填料式旋转装置，该一体化装置体积小，有利于船舶空间的合理利用，运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及船舶尾气处理装置，以及该装置的工作方法。
背景技术
水上运输业的活跃、繁荣是推动我国经济发展的重要因素，但是伴随着经济发展的同时，船舶尾气所造成的环境污染日益严重，已达到不可忽视的程度。目前，船舶的引擎以柴油机为主，燃料以重油为主，重油在柴油机内的不充分燃烧就会产生大量的废渣与硫化物。据不完全统计，全球每年远洋船舶排放的SO2总量约为4.7～6.5Tg，占到人为源排放的8％，如果将这样的尾气直接排入大气，将会造成严重的空气污染。
大气中的SO2浓度过高就会引起支气管炎、肺气肿和眼角膜炎症等多种炎症，国际海事组织(IMO)的海事环境保护委员会(MEPC)要求到2020年之后，新建船舶要严格执行GB15097-2016船舶尾气排放标准，控制区域硫排放要达到0.1％以下。因此，船舶尾气的除尘脱硫已经迫在眉睫。然而，传统的脱硫方法大部分利用喷淋塔式烟气脱硫装置，具有占地面积大、资源浪费严重的弊端。
与此同时，处理后的烟气因为含有大量的水分与较高的温度，所以排入大气时会产生大量的白雾，对周围环境的美化造成严重的影响，也会使水资源浪费。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种船舶尾气处理装置，解决常规反应器对尾气处理不彻底，及处理时间长、效率低、设备体积大、运行成本高的问题，本发明的另一目的是提供这种装置的工作方法。
技术方案：一种三段式超重力船舶尾气处理装置，包括第一反应室、第二反应室、第三反应室、旋转机构、旋转驱动源；各反应室内均设置有旋转机构，旋转机构的空心转轴其一端穿设于反应室壁面并与外部的旋转驱动源连接，另一端与固定于反应室壁面上的密封装置对接，空心转轴位于反应室内的部分，在其壁面上开设有喷淋孔，外壁面上设置有分布杆；各反应室的密封装置上均插入进气管至空心转轴内，第一反应室、第二反应室的密封装置上插入进水管至空心转轴内，海水连入进水管，进气管、进水管位于空心转轴内的部分，在其壁面上对应开设有气孔、水孔，各反应室的上部壁面上均开设有出气口、下壁面上均开设有废液出口，船舶尾气连入第一反应室的进气管，第一反应室的出气口与第二反应室的进气口连通，第二反应室的出气口与第三反应室的进气口连通。
进一步的，与第一反应室中的旋转机构连接的旋转驱动源，其转速为500～2000r/min；与第二反应室中的旋转机构连接的旋转驱动源，其转速为800～20000r/min；与第三反应室中的旋转机构连接的旋转驱动源，其转速为500～3000r/min。以提供超重力反应的基础。
进一步的，第一反应室中，空心转轴的喷淋密度为0.1～0.3，气液流量比为200～1000；第二反应室中，空心转轴的喷淋密度为0.3～0.6，气液流量比为100～200。
进一步的，分布杆包括固定在空心转轴外壁面上的主杆，以及固定在主杆上的针肋。
进一步的，主杆垂直于空心转轴外壁面固定，主杆在空心转轴外壁面上呈矩阵间隔且以长短杆交替设置；针肋垂直于主杆外壁面固定，针肋在主杆外壁面上呈矩阵间隔设置，针肋长度沿主杆长度方向递增或递减或等长设置。
进一步的，第一反应室中的分布杆，主杆在空心转轴外壁面上设置的间隔距离为10～500mm，针肋在长主杆外壁面上设置的间隔距离为5～250mm，在短主杆外壁面上设置的间隔距离为3～150mm；第二反应室中的分布杆，主杆在空心转轴外壁面上设置的间隔距离为5～200mm，针肋在长主杆外壁面上设置的间隔距离为3～100mm，在短主杆外壁面上设置的间隔距离为3～80mm；第三反应室中的分布杆，主杆在空心转轴外壁面上设置的间隔距离为5～230mm，针肋在长主杆外壁面上设置的间隔距离为5～200mm，在短主杆外壁面上设置的间隔距离为3～100mm；
进一步的，主杆在空心转轴外壁面上呈三角形矩阵或矩形矩阵间隔设置，针肋在主杆外壁面上呈三角形矩阵或矩形矩阵间隔设置。
进一步的，旋转机构的空心转轴横向或竖向设置。
进一步的，各反应室内，分布杆之间设置连杆固定支撑，以保证分布杆与空心主轴的连接强度。
上述的三段式超重力船舶尾气处理装置的工作方法，包括以下步骤：
S100：第一反应室内，海水从进水管经水孔进入空心转轴，船舶尾气从进气管经气孔进入空心转轴，在空心转轴中混合，再从空心转轴经喷淋孔进入反应室内，随旋转机构旋转，在超重力环境下经分布杆作用，船舶尾气中的杂质随海水从废液出口排出，初净废气从出气口进入第二反应室；
S200：第二反应室内，海水从进水管经水孔进入空心转轴，初净废气从进气管经气孔进入空心转轴，在空心转轴中混合，再从空心转轴经喷淋孔进入反应室内，随旋转机构旋转，在超重力环境下经分布杆作用，初净废气中的硫化物被海水吸附后从废液出口排出，再净废气从出气口进入第三反应室；
S300：第三反应室内，再净废气从进气管经气孔进入空心转轴，再从空心转轴经喷淋孔进入反应室内，再净废气中携带的水汽，随旋转机构旋转，在超重力环境下经分布杆作用，被甩到反应室壁面上，而后在重力作用下从废液出口排出，净化尾气从出气口排出。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：1、本发明装置以超重力反应为基础，由旋转驱动源带动旋转机构产生的离心加速度可达20～500倍的重力加速度，在此离心力场的作用下，气液相对运动速度增大，相间接触面积大大增加并迅速更新，微观上气液混合均匀，反应过程中的传质速率可提高1～2个数量级，减少了处理时间，可减小设备体积；2、通过本发明装置处理，船舶尾气的除尘、脱硫、消白过程更彻底，尾气排放更加干净，净化效率可达99％；3、旋转机构上的分布杆结构，强化了气液混合与反应，特别是强化了空心转轴附近气液混合与反应，获得的脱除效率高于叶轮式旋转装置至少3～5％，同时比叶轮式旋转装置成本更低，加工和维修更方便，获得的脱除效率高于丝网和填料式旋转装置至少5～10％，解决了丝网和填料式旋转装置在超重力环境下不稳定、易散落等问题；具有分布杆式的旋转机构，避免了被尾气粉尘堵塞的问题，避免了被脱硫过程产生的钙镁沉淀堵塞的问题；4、本发明采用三段式一体化装置，体积小，稳定性更强，不受船舶摇摆和震荡的影响，大大节省了设备占地面积，降低了能耗有利于船舶空间的合理利用；5、本发明装置采用海水作为反应原料，来源丰富，降低了运行成本，减少了后期处理的程序和成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为空心转轴及其上开设的喷淋孔的表面展开局部图；
图3为进气管及其上开设的气孔的表面展开局部图；
图4为进水管及其上开设的水孔的表面展开局部图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种三段式超重力船舶尾气处理装置，如附图1所示，包括第一反应室1、第二反应室2、第三反应室3。
第一反应室1内设置有由空心转轴111、分布杆112构成的旋转机构11，空心转轴111竖向设置(也可以横向设置)，空心转轴111的下端穿设于第一反应室1的壁面，穿设部位设置有轴承和封头，空心转轴111伸出第一反应室1外的一端通过联轴器与旋转驱动源15连接，旋转驱动源15带动空心转轴111在第一反应室1中转动，空心转轴111的上端与固定于第一反应室1壁面上的密封装置14对接，密封装置14可以是填料函，空心转轴111上端内壁面位于密封装置14外壁面外侧，两者之间保持少量间隙，密封装置14既可以对空心转轴111上端密封，又不干涉空心转轴111转动，空心转轴111上端与第一反应室1壁面之间可设置轴承连接，以对空心转轴111上端支撑。空心转轴111位于第一反应室1内的部分，在其壁面上开设有如附图2所示的喷淋孔113，喷淋密度为0.1～0.3。分布杆112包括长主杆1121、短主杆1122、针肋1123；长主杆1121、短主杆1122垂直于空心转轴111外壁面固定，长主杆1121、短主杆1122交替，在外壁面上呈三角形矩阵或矩形矩阵间隔设置，间隔距离为10～500mm；针肋1123垂直于长主杆1121、短主杆1122外壁面固定，在外壁面上呈三角形矩阵或矩形矩阵间隔设置，在长主杆1121外壁面上的间隔距离为5～250mm，在短主杆1122外壁面上的间隔距离为3～150mm；沿长主杆1121、短主杆1122各自的长度方向，针肋1123长度递增或递减或等长设置。分布杆112之间设置连杆16固定支撑。密封装置14上插入进气管12、进水管13至空心转轴111内，进水管13伸出第一反应室1外的一端为海水进口131，海水从海水进口131连入进水管13，进水管13位于空心转轴111内的部分，在其壁面上对应开设有如附图4所示的水孔132，进气管12伸出第一反应室1外的一端为尾气进口121，船舶尾气从尾气进口121连入进气管12，进气管12位于空心转轴111内的部分，在其壁面上开设有如附图3所示的气孔122。第一反应室1的上部壁面上开设有出气口17，下壁面上开设有废液出口18。旋转驱动源15的转速500～2000r/min。
第二反应室2内设置有由空心转轴211、分布杆212构成的旋转机构21，空心转轴211竖向设置(也可以横向设置)，空心转轴211的下端穿设于第二反应室2的壁面，穿设部位设置有轴承和封头，空心转轴211伸出第二反应室2外的一端通过联轴器与旋转驱动源25连接，旋转驱动源25带动空心转轴211在第二反应室2中转动，空心转轴211的上端与固定于第二反应室2壁面上的密封装置24对接，密封装置24可以是填料函，空心转轴211上端内壁面位于密封装置24外壁面外侧，两者之间保持少量间隙，密封装置24既可以对空心转轴211上端密封，又不干涉空心转轴211转动，空心转轴211上端与第二反应室2壁面之间可设置轴承连接，以对空心转轴211上端支撑。空心转轴211位于第二反应室2内的部分，在其壁面上开设有喷淋孔213，喷淋密度为0.3～0.6。分布杆212包括长主杆2121、短主杆2122、针肋2123；长主杆2121、短主杆2122垂直于空心转轴211外壁面固定，长主杆2121、短主杆2122交替，在外壁面上呈三角形矩阵或矩形矩阵间隔设置，间隔距离为5～200mm；针肋2123垂直于长主杆2121、短主杆2122外壁面固定，在外壁面上呈三角形矩阵或矩形矩阵间隔设置，在长主杆2121外壁面上的间隔距离为3～100mm，在短主杆2122外壁面上的间隔距离为3～80mm；沿长主杆2121、短主杆2122各自的长度方向，针肋2123长度递增或递减或等长设置。分布杆212之间设置连杆26固定支撑。密封装置24上插入进气管22、进水管23至空心转轴211内，进水管23伸出第二反应室2外的一端为海水进口231，海水从海水进口231连入进水管23，进水管23位于空心转轴211内的部分，在其壁面上对应开设有水孔232，进气管22伸出第二反应室2外的一端为初净气进口221，进气管22位于空心转轴211内的部分，在其壁面上开设有气孔222。第二反应室2的上部壁面上开设有出气口27，下壁面上开设有废液出口28。旋转驱动源25的转速800～20000r/min。
第三反应室3内设置有由空心转轴311、分布杆312构成的旋转机构31，空心转轴311竖向设置(也可以横向设置)，空心转轴311的下端穿设于第三反应室3的壁面，穿设部位设置有轴承和封头，空心转轴311伸出第三反应室3外的一端通过联轴器与旋转驱动源35连接，旋转驱动源35带动空心转轴311在第三反应室3中转动，空心转轴311的上端与固定于第三反应室3壁面上的密封装置34对接，密封装置34可以是填料函，空心转轴311上端内壁面位于密封装置34外壁面外侧，两者之间保持少量间隙，密封装置34既可以对空心转轴311上端密封，又不干涉空心转轴311转动，空心转轴311上端与第三反应室3壁面之间可设置轴承连接，以对空心转轴311上端支撑。空心转轴311位于第三反应室3内的部分，在其壁面上开设有喷淋孔313。分布杆312包括长主杆3121、短主杆3122、针肋3123；长主杆3121、短主杆3122垂直于空心转轴311外壁面固定，长主杆3121、短主杆3122交替，在外壁面上呈三角形矩阵或矩形矩阵间隔设置，间隔距离为5～230mm；针肋3123垂直于长主杆3121、短主杆3122外壁面固定，在外壁面上呈三角形矩阵或矩形矩阵间隔设置，在长主杆3121外壁面上的间隔距离为5～200mm，在短主杆3122外壁面上的间隔距离为3～100mm；沿长主杆3121、短主杆3122各自的长度方向，针肋3123长度递增或递减或等长设置。分布杆312之间设置连杆36固定支撑。密封装置34上插入进气管32至空心转轴211内，进气管32伸出第三反应室3外的一端为再净气进口321，进气管32位于空心转轴311内的部分，在其壁面上开设有气孔322。第三反应室3的上部壁面上开设有出气口37，下壁面上开设有废液出口38。旋转驱动源35的转速500～3000r/min。
第一反应室1与第二反应室2之间通过的出气口17和初净气进口221连通，第二反应室2与第三反应室3之间通过的出气口27和再净气进口321连通，可设置管道连接形成连通，形成三段式一体化装置。
各旋转驱动源的转速以保证由旋转产生的离心加速度能够提供超重力反应基础，可采用三相异步电机。
本发明的三段式超重力船舶尾气处理装置，其工作方法包括以下步骤：
S100：海水从海水进口131连入进水管13，经水孔132进入空心转轴111，船舶尾气从尾气进口121连入进气管12，经气孔122进入空心转轴111，在空心转轴111中混合，再从空心转轴111经喷淋孔113以雾化形态喷出，进入第一反应室1内，控制海水和船舶尾气的气液流量比为200～1000，在第一反应室1内，旋转机构11在旋转驱动源15的带动下以500～2000r/min的转速转动，带动船舶尾气与海水充分混合，并使二者达到超重力加速度，海水在超重力环境下受到分布杆作用，会被进一步撕裂、拉扯成更细小的液滴，增加其表面积，使海水与船舶尾气的接触更为充分，由于船舶尾气中的杂质与海水、气体的密度差异较大，所以在超重力作用下，船舶尾气中大部分灰尘会被海水吸附，并随之从废液出口18排出第一反应室1，从而达到对船舶尾气除尘的目的，得到的初净废气从出气口17排出第一反应室1。
S200：海水从海水进口231连入进水管23，经水孔232进入空心转轴211，初净废气从初净气进口221连入进气管22，经气孔222进入空心转轴211，在空心转轴211中混合，再从空心转轴211经喷淋孔213以雾化形态喷出，进入第二反应室2内，控制海水和船舶尾气的气液流量比为100～200，在第二反应室2内，旋转机构21在旋转驱动源25的带动下以800～20000r/min的转速转动，带动初净废气与海水充分混合，并使二者达到超重力加速度，海水在超重力环境下受到分布杆作用，会被进一步撕裂、拉扯成更细小的液滴，增加其表面积，使海水与初净废气的接触更为充分，在超重力作用下，初净废气中的硫化物气体被海水吸附，并随之从废液出口28排出第二反应室2，从而达到对船舶尾气脱硫的目的，得到的再净废气从出气口27排出第二反应室2。
S300：再净废气从再净气进口321连入进气管32，经气孔322进入空心转轴311，再从空心转轴311经喷淋孔313进入第三反应室3内，由于再净废气是由船舶尾气从第一反应室、第二反应室与海水接触进行除尘、脱硫后得到的，因此再净废气中携带水汽，在第三反应室3内，旋转机构31在旋转驱动源35的带动下以500～3000r/min的转速转动，带动携带水汽的再净废气达到超重力加速度，海水在超重力环境下受到分布杆作用，以及水与气体的密度差异，在超重力作用下，水会受到更大的离心力而与气体发生脱离，被甩到第三反应室3的壁面上，而后在重力作用下从废液出口38排出第三反应室3，从而达到对再净废气消白的目的，得到的净化尾气从出气口37排出第三反应室3，排入大气。
船舶尾气经过三个反应室的除尘、脱硫、消白的作用，得到的净化尾气基本达到排放标准。
对于旋转机构上分布杆的结构，长主杆、短主杆内侧(即与空心转轴连接的一侧)处气体与海水所获得的加速度，相对于外侧处较小，设置内侧处的针肋长度大于外侧处，均衡内外侧气液混合程度，使海水与气体接触、混合更为充分、均衡。
例如：含硫船舶尾气进气量1500m3/h，其中SO2浓度850mg/m3；第一反应室中，喷淋密度0.25，海水流量1.5m3/h，旋转驱动源转速1500r/min，主杆呈三角形矩阵间隔设置，间隔距离15mm，长主杆长度150mm，短主杆长度90mm，针肋在长主杆呈三角形矩阵间隔设置，间隔距离7mm，针肋长度自长主杆内侧向外侧由15mm向10mm递减，针肋在短主杆呈三角形矩阵间隔设置，间隔距离5mm，针肋长度等长为7mm；第二反应室中，喷淋密度0.5，海水流量15m3/h，旋转驱动源转速15000r/min，主杆呈三角形矩阵间隔设置，间隔距离15mm，长主杆长度300mm，短主杆长度200mm，针肋在长主杆呈三角形矩阵间隔设置，间隔距离7mm，针肋长度自长主杆内侧向外侧由15mm向10mm递减，针肋在短主杆呈三角形矩阵间隔设置，间隔距离5mm，针肋长度等长为8mm；第三反应室中，旋转驱动源转速2500r/min，主杆呈三角形矩阵间隔设置，间隔距离15mm，长主杆长度250mm，短主杆长度150mm，针肋在长主杆呈三角形矩阵间隔设置，间隔距离7mm，针肋长度自长主杆内侧向外侧由15mm向10mm递减，针肋在短主杆呈三角形矩阵间隔设置，间隔距离5mm，针肋长度等长为8mm。在该条件下，脱硫率达到99％。
本发明的优点是：1、本发明装置以超重力反应为基础，由旋转驱动源带动旋转机构产生的离心加速度可达20～500倍的重力加速度，在此离心力场的作用下，气液相对运动速度增大，相间接触面积大大增加并迅速更新，微观上气液混合均匀，反应过程中的传质速率可提高1～2个数量级，减少了处理时间，可减小设备体积；2、通过本发明装置处理，船舶尾气的除尘、脱硫、消白过程更彻底，尾气排放更加干净，净化效率可达99％；3、旋转机构上的分布杆结构，强化了气液混合与反应，特别是强化了空心转轴附近气液混合与反应，获得的脱除效率高于叶轮式旋转装置至少3～5％，同时比叶轮式旋转装置成本更低，加工和维修更方便，获得的脱除效率高于丝网和填料式旋转装置至少5～10％，解决了丝网和填料式旋转装置在超重力环境下不稳定、易散落等问题；具有分布杆式的旋转机构，避免了被尾气粉尘堵塞的问题，避免了被脱硫过程产生的钙镁沉淀堵塞的问题；4、本发明采用三段式一体化装置，体积小，稳定性更强，不受船舶摇摆和震荡的影响，大大节省了设备占地面积，降低了能耗有利于船舶空间的合理利用；5、本发明装置采用海水作为反应原料，来源丰富，降低了运行成本，减少了后期处理的程序和成本。
Claims (10)
1.一种三段式超重力船舶尾气处理装置，其特征在于：包括第一反应室、第二反应室、第三反应室、旋转机构、旋转驱动源；各反应室内均设置有旋转机构，旋转机构的空心转轴其一端穿设于反应室壁面并与外部的旋转驱动源连接，另一端与固定于反应室壁面上的密封装置对接，空心转轴位于反应室内的部分，在其壁面上开设有喷淋孔，外壁面上设置有分布杆；各反应室的密封装置上均插入进气管至空心转轴内，第一反应室、第二反应室的密封装置上插入进水管至空心转轴内，海水连入进水管，进气管、进水管位于空心转轴内的部分，在其壁面上对应开设有气孔、水孔，各反应室的上部壁面上均开设有出气口、下壁面上均开设有废液出口，船舶尾气连入第一反应室的进气管，第一反应室的出气口与第二反应室的进气口连通，第二反应室的出气口与第三反应室的进气口连通。
2.根据权利要求1所述的三段式超重力船舶尾气处理装置，其特征在于：与第一反应室中的旋转机构连接的旋转驱动源，其转速为500～2000r/min；与第二反应室中的旋转机构连接的旋转驱动源，其转速为800～20000r/min；与第三反应室中的旋转机构连接的旋转驱动源，其转速为500～3000r/min。
3.根据权利要求1所述的三段式超重力船舶尾气处理装置，其特征在于：第一反应室中，空心转轴的喷淋密度为0.1～0.3，气液流量比为200～1000；第二反应室中，空心转轴的喷淋密度为0.3～0.6，气液流量比为100～200。
4.根据权利要求1所述的三段式超重力船舶尾气处理装置，其特征在于：分布杆包括固定在空心转轴外壁面上的主杆，以及固定在主杆上的针肋。
5.根据权利要求4所述的三段式超重力船舶尾气处理装置，其特征在于：主杆垂直于空心转轴外壁面固定，主杆在空心转轴外壁面上呈矩阵间隔且以长短杆交替设置；针肋垂直于主杆外壁面固定，针肋在主杆外壁面上呈矩阵间隔设置，针肋长度沿主杆长度方向递增或递减或等长设置。
6.根据权利要求5所述的三段式超重力船舶尾气处理装置，其特征在于：第一反应室中的分布杆，主杆在空心转轴外壁面上设置的间隔距离为10～500mm，针肋在长主杆外壁面上设置的间隔距离为5～250mm，在短主杆外壁面上设置的间隔距离为3～150mm；第二反应室中的分布杆，主杆在空心转轴外壁面上设置的间隔距离为5～200mm，针肋在长主杆外壁面上设置的间隔距离为3～100mm，在短主杆外壁面上设置的间隔距离为3～80mm；第三反应室中的分布杆，主杆在空心转轴外壁面上设置的间隔距离为5～230mm，针肋在长主杆外壁面上设置的间隔距离为5～200mm，在短主杆外壁面上设置的间隔距离为3～100mm。
7.根据权利要求5所述的三段式超重力船舶尾气处理装置，其特征在于：主杆在空心转轴外壁面上呈三角形矩阵或矩形矩阵间隔设置，针肋在主杆外壁面上呈三角形矩阵或矩形矩阵间隔设置。
8.根据权利要求1所述的三段式超重力船舶尾气处理装置，其特征在于：旋转机构的空心转轴横向或竖向设置。
9.根据权利要求1所述的三段式超重力船舶尾气处理装置，其特征在于：各反应室内，分布杆之间设置连杆固定支撑。
10.一种权利要求1所述的三段式超重力船舶尾气处理装置的工作方法，其特征在于包括以下步骤：
S100：第一反应室内，海水从进水管经水孔进入空心转轴，船舶尾气从进气管经气孔进入空心转轴，在空心转轴中混合，再从空心转轴经喷淋孔进入反应室内，随旋转机构旋转，在超重力环境下经分布杆作用，船舶尾气中的杂质随海水从废液出口排出，初净废气从出气口进入第二反应室；
S200：第二反应室内，海水从进水管经水孔进入空心转轴，初净废气从进气管经气孔进入空心转轴，在空心转轴中混合，再从空心转轴经喷淋孔进入反应室内，随旋转机构旋转，在超重力环境下经分布杆作用，初净废气中的硫化物被海水吸附后从废液出口排出，再净废气从出气口进入第三反应室；
S300：第三反应室内，再净废气从进气管经气孔进入空心转轴，再从空心转轴经喷淋孔进入反应室内，再净废气中携带的水汽，随旋转机构旋转，在超重力环境下经分布杆作用，被甩到反应室壁面上，而后在重力作用下从废液出口排出，净化尾气从出气口排出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911080424.2A CN110841424B (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 三段式超重力船舶尾气处理装置和工作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911080424.2A CN110841424B (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 三段式超重力船舶尾气处理装置和工作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110841424A CN110841424A (zh) | 2020-02-28 |
| CN110841424B true CN110841424B (zh) | 2022-02-11 |
Family
ID=69598966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911080424.2A Active CN110841424B (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 三段式超重力船舶尾气处理装置和工作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110841424B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4207084A (en) * | 1977-04-04 | 1980-06-10 | The Bendix Corporation | Single bed separator apparatus |
| WO2005039731A2 (en) * | 2003-10-24 | 2005-05-06 | Cleveland Gas Systems Llc | Spinning impingement multiphase contacting device |
| CN101596400A (zh) * | 2009-07-14 | 2009-12-09 | 薛碧 | 逆顺流水波纹环板填料超重力除尘脱硫机 |
| CN101890284A (zh) * | 2010-07-15 | 2010-11-24 | 胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司 | 从外排烟气中获取co2的方法及装置 |
| CN103801242A (zh) * | 2012-11-03 | 2014-05-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 反应器和利用这种反应器的烷基化反应方法 |
| CN106390827A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-15 | 四川同晟生物医药有限公司 | 一种用于生物医药药品制备的搅拌灌装设备 |
| CN109966889A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 中国石油天然气集团公司 | 一种炼厂气体中硫化氢的脱除工艺 |
| CN110064279A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-07-30 | 互邦达科技（北京）有限公司 | 一种尾气处理装置及其控制方法 |
| CN209500871U (zh) * | 2018-11-29 | 2019-10-18 | 青岛天仁生物制药有限公司 | 一种多功能提取罐 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201132076Y (zh) * | 2007-12-04 | 2008-10-15 | 华南理工大学 | 带平面网板的超重力旋转床 |
| JP4853472B2 (ja) * | 2007-12-21 | 2012-01-11 | 株式会社デンソー | 尿素水ポンプおよび尿素水噴射システム |
| CN102240461A (zh) * | 2011-07-22 | 2011-11-16 | 华南理工大学 | 多级吸收式超重力旋转床 |
| CN102441323B (zh) * | 2011-11-03 | 2013-10-30 | 袁长胜 | 旋流双超重力机 |
| CN104211215A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-17 | 常州大学 | 表面活性催化剂处理冶金废水中高浓度氨氮装置 |
| DK3071309T3 (en) * | 2014-09-09 | 2019-01-14 | Hindustan Petroleum Corp Ltd | Rotating packed bed unit |
| CN206325368U (zh) * | 2016-12-02 | 2017-07-14 | 厦门高鼎环境科技股份有限公司 | 废气净化装置 |
| CN207430007U (zh) * | 2017-11-06 | 2018-06-01 | 青岛泽润电力环保设备有限公司 | 一种用于电力厂的废气处理设备 |
| CN108355852A (zh) * | 2018-04-15 | 2018-08-03 | 袁鹰 | 一种新型喷嘴 |
| CN108543410A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-09-18 | 李明 | 一种废气脱硫脱硝装置 |
| CN208757574U (zh) * | 2018-07-11 | 2019-04-19 | 大唐（北京）水务工程技术有限公司 | 一种自吸搅拌混合装置 |
| CN109316931B (zh) * | 2018-10-15 | 2021-02-19 | 北京化工大学 | 船舶尾气一体化净化装置及其应用 |
| CN109701457B (zh) * | 2019-03-05 | 2020-10-27 | 北京化工大学 | 一种超重力纳微气泡产生装置及反应系统 |
-
2019
- 2019-11-07 CN CN201911080424.2A patent/CN110841424B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4207084A (en) * | 1977-04-04 | 1980-06-10 | The Bendix Corporation | Single bed separator apparatus |
| WO2005039731A2 (en) * | 2003-10-24 | 2005-05-06 | Cleveland Gas Systems Llc | Spinning impingement multiphase contacting device |
| CN101596400A (zh) * | 2009-07-14 | 2009-12-09 | 薛碧 | 逆顺流水波纹环板填料超重力除尘脱硫机 |
| CN101890284A (zh) * | 2010-07-15 | 2010-11-24 | 胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司 | 从外排烟气中获取co2的方法及装置 |
| CN103801242A (zh) * | 2012-11-03 | 2014-05-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 反应器和利用这种反应器的烷基化反应方法 |
| CN106390827A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-15 | 四川同晟生物医药有限公司 | 一种用于生物医药药品制备的搅拌灌装设备 |
| CN109966889A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 中国石油天然气集团公司 | 一种炼厂气体中硫化氢的脱除工艺 |
| CN209500871U (zh) * | 2018-11-29 | 2019-10-18 | 青岛天仁生物制药有限公司 | 一种多功能提取罐 |
| CN110064279A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-07-30 | 互邦达科技（北京）有限公司 | 一种尾气处理装置及其控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 船用SCR系统的设计与数值优化;刘少俊等;《船舶工程》;20150131;第37卷(第1期);58-61页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110841424A (zh) | 2020-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN211885956U (zh) | 一种火力发电厂废气净化装置 | |
| CN105879555B (zh) | 一种船舶低速柴油机废气复合洗涤装置 | |
| CN107921365A (zh) | 用于多个来源的废气洗涤器系统 | |
| CN111036064B (zh) | 船舶尾气处理用脱硫塔及脱硫系统 | |
| CN211987951U (zh) | 一种环保脱硫脱硝除尘设备 | |
| CN108619872A (zh) | 一种烟气脱硫塔和烟气脱硫及废水处理方法 | |
| CN110841424B (zh) | 三段式超重力船舶尾气处理装置和工作方法 | |
| CN108636093A (zh) | 一种船舶尾气处理装置 | |
| CN111715072A (zh) | 一种超重力式柴油机尾气协同净化装置 | |
| CN205435389U (zh) | 一体式海水脱硫脱氮尾气处理装置 | |
| CN110833757A (zh) | 双转子超重力船舶尾气脱硫及曝气一体化装置和工作方法 | |
| CN108479324B (zh) | 一种小型化的船舶脱硫降硝除尘装置 | |
| CN101564641B (zh) | 喷淋优化的液柱塔 | |
| CN107335330B (zh) | 一种气液双向扰动的船用废气洗涤脱硫工艺及系统 | |
| CN103058351B (zh) | 一种适用于船舶废气海水脱硫的供氧方法和装置 | |
| CN203183903U (zh) | 适用于船舶废气海水脱硫的供氧装置 | |
| JP5889229B2 (ja) | 再循環排ガス浄化装置及び再循環排ガス浄化方法 | |
| CN202983515U (zh) | 船舶柴油机尾气海水脱硫装置 | |
| CN106606909B (zh) | 一种超重力舰船烟气净化系统装置及其应用 | |
| CN206129365U (zh) | 环保型船舶湿式排气消音器 | |
| CN110237627A (zh) | 一种船用柴油机尾气降温除尘装置及方法 | |
| CN104162361A (zh) | 一种利用海水吸收净化柴油机尾气中so2的装置及吸收方法 | |
| CN204320010U (zh) | 一种适用于船舶上的烟气脱硫除尘一体化装置 | |
| CN203990255U (zh) | 一种利用海水吸收净化柴油机尾气中so2的装置 | |
| CN211302590U (zh) | 一种紧凑型船用i型洗涤塔 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20241210 Address after: Room 411, 4 / F, building 6, 399 Jianyun Road, Pudong New Area, Shanghai, 201318 Patentee after: Yanger (Shanghai) Ship Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No.2, Mengxi Road, Jingkou District, Zhenjiang City, Jiangsu Province, 212008 Patentee before: JIANGSU University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right |