[發明專利]一種適用于船舶廢氣海水脫硫的供氧方法和裝置

有效

• 申請號: 201310020144.9
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103058351A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 徐曉亮;劉光洲;高健;劉雪雷;于林
• 申請（專利權）人: 青島雙瑞海洋環境工程股份有限公司
• 主分類號: C02F1/74
• 分類號: C02F1/74;C02F103/18
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

技術領域

本發明涉及船舶防污染技術領域，特別涉及一種海水脫硫的供氧方法以及實施該方法的裝置。

背景技術

目前大型遠洋船舶多以劣質渣油作為燃料，燃油的平均含硫量為2.7%，有的高達3.5%甚至4.5%。據報道，每年船舶排放SOx達634萬噸，約占世界排放總量的4%，其排放煙氣中的硫氧化物對周邊環境造成了嚴重的污染，因而引起國際海事組織（IMO）的重視。為減少船舶硫氧化物排放造成的大氣污染，MARPL公約附則Ⅵ修正案對硫氧化物（SOx）排放標準進行了嚴格的限制，對船舶廢氣中硫氧化物的排量進行了限制。為達到硫排放指標有兩種控制方法：一是采用低硫燃油，二是進行廢氣脫硫凈化系統。對于大型遠洋船舶，使用低硫燃料每年將增加燃料成本百萬美元以上，且不同地區對船舶進港所用燃油的硫含量要求不同，切換使用硫含量不同的燃油會因相容性不佳而導致燃燒性能不穩定。這些因素都促進了煙氣脫硫凈化系統在船舶上的推廣應用。

考慮船舶特定的條件，主要體現在：可利用空間小、相對燃煤電廠而言廢氣排放量較小且含氧量高（O₂>12%）、不允許大量堆積耗材和副產物等。海水脫硫技術是利用天然純海水作為煙氣中二氧化硫的吸收劑，無需其他任何添加劑，原料來源方便，也不產生任何廢棄物，符合船用柴油機脫硫系統對成本、穩定性等要求，是一種理想的船舶廢氣脫硫控制技術。而在海水脫硫工藝過程中，曝氣池是海水水質恢復系統中的獨立構筑物和關鍵工藝環節。曝氣工藝將海水中亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽，并驅除海水中的CO₂，提高海水的pH值，實現海水水質恢復的目的。然而曝氣所采用的風機和空氣管設備復雜、結構體積大、氧利用率低、運行費用高、鼓風機的噪聲高，而且曝氣池占地面積大，導致海水脫硫裝置過于龐大。由于船舶上可利用空間有限，對設備的安裝尺寸要求嚴格，這直接影響海水脫硫在船舶廢氣排放上應用。因此，如何縮小或省掉曝氣池是決定海水脫硫能否應用于船舶領域的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于船舶廢氣海水脫硫的供氧方法和裝置，解決現有海水脫硫工藝中曝氣池占地面積大、結構復雜、成本較高等技術問題。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種適用于船舶廢氣海水脫硫的供氧方法，其特征在于：利用煙氣自身的壓力將含氧的煙氣通過煙道和進氣主管壓入吸收塔漿液池，利用設在吸收塔漿液池內的多層多根水平設置的進氣支管上的周向噴嘴，在吸收塔漿液池內形成漿液旋流，能夠起到攪拌作用，強化了漿液的擾動；同時利用向下噴嘴噴出夾帶煙氣的漿液向下沖擊后再折流向上延長了煙氣的停留時間，增加了煙氣中氧氣的利用率。

一種實施所述的適用于船舶廢氣海水脫硫的供氧方法的裝置，其特征在于：包括煙道、吸收塔漿液池、進氣主管、進氣支管、周向噴嘴和向下噴嘴，煙道與進氣主管的一端垂直連接，多根進氣主管上下間隔均勻地設置在吸收塔漿液池內部，在進氣主管的兩側連通有多根水平設置的進氣支管，在進氣支管的同一側設有朝向一個圓周方向的周向噴嘴，在進氣支管的下面設有數個向下噴嘴。

所述進氣支管呈機翼狀布置，并與進氣主管形成15~75°夾角；進氣主管兩側的進氣支管分布以進氣主管中心線對稱，同時以進氣主管的水平面的垂直平分線也對稱；在每一進氣支管的水平方向設有若干個均勻分布、并全部朝向順時針圓周方向的周向噴嘴；在每一進氣支管下面設有若干個均勻分布的向下噴嘴；周向噴嘴垂直于進氣支管。

所述進氣主管根據漿液池的高度平行設置2~6根；所述進氣支管則根據吸收塔截面積設置8~16根；噴嘴所述的數量根據進氣支管的直徑設置2~8個。

所述進氣主管和進氣支管采用ERP、PP或類似材質；所述噴嘴采用SiC或其他耐磨、耐腐蝕的材質。

本發明的有益效果是：

1、該供氧方法將氧化所需的煙氣壓縮后噴出造成漿液擾動劇烈，促進氣液兩相混合，形成很大的物料交換表面，使得煙氣中的氧氣在漿液中分布均勻，延長氧化所需要的停留時間，從而最大限度提高氧化效率。

2、由于將氧化過程與吸收過程整合配置，充分利用了煙氣中的過量氧氣，同時漿液池的低pH值也有利于亞硫酸鹽的氧化，大大強化了氧化效果，省掉海水脫硫的曝氣池環節，從而減少了海水脫硫裝置的占地面積，實現其在船舶上的應用。

3、利用煙氣中過量氧來提供氧化動力，不另增加氧化動力裝置，可以取代鼓風機氧化，既降低了噪音，又節約了能耗和運行成本。而且通過氣泡湍流形成漿液的旋流，還可以省去攪拌裝置，進一步簡化系統和節約能耗。

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