一种具有能量回收功能的船舶脱硫系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有能量回收功能的船舶脱硫系统，包括脱硫塔，通过连通管路依次连通的一号低压泵、一号循环水箱、一号高压泵、一号雾化喷嘴组，液力透平以及连通管路；脱硫塔侧壁设有烟气入口，顶部设有烟气出口；一号雾化喷嘴组设置在脱硫塔内；脱硫塔底部为浆液池；浆液池设置有排液口并连接液力透平；一号雾化喷嘴组将喷淋液雾化喷淋，堆积在浆液池后通过排液口排出；一号循环水箱的水位低于浆液池的水位；液力透平与一号低压泵直连；排液口与液力透平之间的连接管路上依次设有加料箱、空压机；空压机向流经的液体中增加空气。在本发明专利技术中，液力透平与一号低压泵之间不需要再连接超越离合器与电机，减少投入。减少投入。减少投入。

【技术实现步骤摘要】
一种具有能量回收功能的船舶脱硫系统


[0001]本专利技术涉及船舶脱硫
，尤其涉及一种具有能量回收功能的船舶脱硫系统。

技术介绍

[0002]船舶排放的尾气中含有较多的有害成分，其中的硫氧化物(SO
x
)和氮氧化物(NO
x
)就是船舶尾气中的主要有害成分。二氧化硫(SO2)是船舶尾气中的一种十分有害的气体，其排放到大气中会危害人类的健康和造成环境的污染。世界上许多国家和组织都对船舶尾气中SO2的排放有着严格的限制。因此，船舶尾气中的SO2必须得到有效的控制和脱除。
[0003]现有的应对措施主要有加装废气净化系统(脱硫系统)。脱硫系统通过采用海水或者NaOH/Mg(OH)2)液等清洗废气中的SO
x
，来减少船上硫化物的排放，是现阶段较为经济的选择。
[0004]例如，公开号为CN113750748A的中国专利文献公开了一种船舶尾气的脱硫系统，包括脱硫塔、海水系统和混合器，海水系统包括海水总管，海水总管上并行连接有脱硫进水单元和冷却海水单元，脱硫塔与脱硫进水单元连接，冷却海水单元包括冷却水进水管道和冷却水排出管道，冷却水排出管道上还连接有混合水管道，混合水管道与混合器连接，脱硫塔的排水口与混合器之间连接有脱硫排水管道，混合器的排水口连接有向舷外排水的稀释排水管道。
[0005]公开号为CN113830958A的中国专利文献公开了一种船舶废水处理装置，用于处理船舶脱硫系统产生的脱硫废水，所述船舶废水处理装置包括：进料单元、过滤单元、分离单元以及废液缓冲单元；所述过滤单元包括自清洗过滤器与陶瓷膜过滤器，且能够进行自动反冲洗；所述分离单元包括加热装置与分离装置，且能够将所述过滤单元过滤后浓缩液形成污泥和分离液，从而容纳于所述废液缓冲单元。。
[0006]现有船用脱硫回收系统通常为应用各类脱硫吸收剂输送至设备喷淋从而达到脱硫手段，然而在喷淋后留有高压液体，直接排放会造成能源浪费、环境污染。在回收装置中一般采用透平、超越离合器、电机和泵直连装置来回收能量并提供动力源，造成预算扩大。
[0007]另一方面，浆液池内部剩余的大量含盐废水，若直排会造成大海污染，需要进一步处理后才能排放。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种具有能量回收功能的船舶脱硫系统，该具有能量回收功能的船舶脱硫系统能降低能源消耗、减少预算。
[0009]本专利技术的技术方案如下：
[0010]一种具有能量回收功能的船舶脱硫系统，包括脱硫塔、一号低压泵、一号循环水箱、一号高压泵、一号雾化喷嘴组、液力透平以及连通管路；
[0011]所述的脱硫塔侧壁设有烟气入口，顶部设有烟气出口；一号雾化喷嘴组设置在烟
气入口与烟气出口之间的脱硫塔内；脱硫塔内烟气入口下方设有浆液池；所述的浆液池设置有排液口，排液口连接液力透平以回收浆液池中废液排出时的能量；
[0012]所述的一号低压泵的进液口与外界连通，一号低压泵、一号循环水箱、一号高压泵、一号雾化喷嘴组通过连通管路依次连通；
[0013]喷淋液通过一号低压泵进入一号循环水箱，再通过一号高压泵提升至一号雾化喷嘴组；一号雾化喷嘴组将喷淋液雾化喷淋，堆积在浆液池后通过排液口排出；
[0014]所述的一号循环水箱的水位低于浆液池的水位；所述的液力透平与一号低压泵直连；
[0015]排液口与液力透平之间的连接管路上设有加料箱；加料箱内装有废水处理药剂，用于处理排液口排出的废液中的污染物；
[0016]加料箱与液力透平之间的连接管路上设有空压机；所述的空压机向流经的液体中增加空气。
[0017]所述的处理药剂为碱液，例如NaOH和/或Mg(OH)2。
[0018]由于一号循环水箱的水位较低，将喷淋液增压至一号循环水箱的一号低压泵所需要能量较小，而液力透平回收的能量远高于一号低压泵所需要的能量，因此将二者直连即可满足要求，二者之间不需要再连接超越离合器与电机，减少投入；另外，在排液口与液力透平之间的连接管路上设置加料箱添加处理药剂对排出液进行处理，为了促进处理药剂与废液的均匀混合，通过空压机向废液中增加空气，在气液两相进入透平中时，透平内部气体和液体互相挤压，增大了透平内部压力，造成所需的堵塞，透平中适当的堵塞可加速气液两相的均匀流动，使加料后的液体在液力透平内部混合均匀，促进废液处理效果。
[0019]在透平内部适当的堵塞可使气液两相均匀混合，但气体过多会挤占液体流道大大降低循环效率，气体过少使混合不均匀无法充分处理废水，优选的，控制空压机向废液中的加气量，使流经液力透平的废液中含气率为 5％
‑
15％；最优选为10％。
[0020]液力透平内的含气率为半径方向下的面平均含气率αg，其计算公式为：
[0021][0022]式中，u
sg
、u
sl
分别为气相、液相的表观速度；D为相对面直径；u
g
、u
l
分别为气相、液相的真实流速；
[0023]相对面直径D定义如下：
[0024][0025]式中：r1为叶轮进口半径，r2为叶轮出口半径，r为叶轮截面的半径。
[0026]可根据空压机与透平的特性曲线交点确定排液口废液的流量，再调整空压机的输气速率，使使流经液力透平的废液中具有合适的含气率。
[0027]优选的，排液口处设有流量控制器，加料箱前设有阀门；根据空压机与透平的特性曲线交点确定排液口废液的流量并通过流量控制器加以控制，由废液流量确定阀门的开度从而控制加药量。
[0028]优选的，在液力透平的叶轮叶片尾部设置竖排尖棘。
[0029]叶轮叶片尾部是指叶片的靠近叶轮出口的一端；竖排尖棘是指尖棘朝向接近于垂直叶片表面。气液两相进入透平后运动会产生一些空泡，设置在叶片尾部的竖排尖棘可破碎气泡，使气液混合充分，提高透平效率。
[0030]进一步优选的，所述的竖排尖棘大小交错排布。
[0031]透平内空泡分布不均匀，接近叶片的空泡可以破碎掉，距离叶片较远的位置则可通过较大的竖排尖棘破碎。故设计为大小交错排布的竖排尖棘，即可充分破碎空泡又可以适当较少材料成本和重量。
[0032]优选的，所述的具有能量回收功能的船舶脱硫系统还包括带有阀门的排放管路，所述的排放管路与所述的液力透平并联。当液力透平处于其他工况时，可通过调节阀门进行废液的排放。
[0033]优选的，所述的具有能量回收功能的船舶脱硫系统还包括通过连通管路依次连通的二号低压泵、二号循环水箱、二号高压泵、二号雾化喷嘴组；所述的二号低压泵的入液口与浆液池连通；所述的二号雾化喷嘴组设置在烟气入口与烟气出口之间的脱硫塔内。
[0034]喷淋洗涤后的废液聚集在浆液池中，通过二号低压泵将废液增压至二号循环水箱，处理后通过二号高压泵增压至二号雾化喷嘴组对烟气进行二次喷淋。
[0035]优选的，所述的二号循环水箱上设有加药口。通过所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有能量回收功能的船舶脱硫系统，其特征在于，包括脱硫塔、一号低压泵、一号循环水箱、一号高压泵、一号雾化喷嘴组、液力透平以及连通管路；所述的脱硫塔侧壁设有烟气入口，顶部设有烟气出口；一号雾化喷嘴组设置在烟气入口与烟气出口之间的脱硫塔内；脱硫塔内烟气入口下方设有浆液池；所述的浆液池设置有排液口，排液口连接液力透平以回收浆液池中废液排出时的能量；所述的一号低压泵的进液口与外界连通，一号低压泵、一号循环水箱、一号高压泵、一号雾化喷嘴组通过连通管路依次连通；喷淋液通过一号低压泵进入一号循环水箱，再通过一号高压泵提升至一号雾化喷嘴组；一号雾化喷嘴组将喷淋液雾化喷淋，堆积在浆液池后通过排液口排出；所述的一号循环水箱的水位低于浆液池的水位；所述的液力透平与一号低压泵直连；排液口与液力透平之间的连接管路上依次设有加料箱、空压机；加料箱用于存储并向排液口排出的废液中添加水处理药剂；所述的空压机向流经的液体中增加空气。2.根据权利要求1所述的具有能量回收功能的船舶脱硫系统，其特征在于，控制空压机向废液中的加气量，使流经液力透...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽清，严迪英，胡佳丽，童俊，宿向辉，朱祖超，曹紫贤，刘海兵，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：