CN103638794A - 船用柴油机脱硫填料塔 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供船用柴油机脱硫填料塔，包括填料塔体，填料塔体的上方设置废气出口，填料塔体的下方设置废液出口，填料塔体侧壁的下端部设置进气道接口，进气道接口与进气道相连，进气道采用向下倾斜的方式布置，进气道里安装洗涤液预喷淋装置，洗涤液预喷淋装置位于进气道上方内壁一侧，洗涤液预喷淋装置的喷淋方向为顺着烟道里烟气流通的方向，填料塔体里位于进气道接口上方的位置安装喷淋催化装置，所述的喷淋催化装置包括位于上方的高温喷淋***和位于下方的填料层，喷淋催化装置的上方依次安装除雾器和清洗***。本发明有效地减少了废气的流通阻力，并使SOx气体吸收率提高至98%以上。

Description

船用柴油机脱硫填料塔
技术领域
本发明涉及的是一种柴油机排放装置，具体地说是船舶柴油机排放装置。
背景技术
随着船运业的日益发达，船用柴油机燃烧所产生的废气对环境的危害也越来越严重，SOx是其中对环境危害较大的成分。船舶排放的SOx来源于燃油所含的硫。为此，国际海事组织IMO对船舶燃油硫含量进行了严格的限制。目前脱硫方法有许多，主要分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫，其中以燃烧后脱硫方法最为经济适用。废气洗涤脱硫填料塔是燃烧后脱硫最常用的一种方法。填料塔作为一种传质设备具有效率高、压降低、持液量小、构造简单、安装容易、投资少等优点广泛用于吸收分离操作。近年来，对填料塔进行了大量的研究，取得了突破性进展。目前应用的规整填料最大直径可达14～20m，突破了以往仅限于小塔的传统观念。因此，填料塔可用于船舶柴油机废气洗涤脱硫闭式循环。
二冲程船舶柴油机废气的平均温度为280℃左右，经余热锅炉后废气温度一般能降到180℃。研究表明，填料塔脱硫技术的脱硫效率随着入口废气温度的升高而降低，在温度高于197℃时脱硫效率为零。而在25℃～100℃之间，脱硫效率可达98%以上。船用动力装置燃烧后废气中SO2占SOx的95%，SO3的含量仅占5%，而SO3的溶解度远大于SO2，且SOx与脱硫填料塔内的吸收液反应后生成的SO4 2-比SO3 2-稳定。因此，对进入填料塔之前的废气进行洗涤液预喷淋降低其温度，并与将废气中的SO2催化转化成SO3，可以有效地提高脱硫填料塔的吸收效率。
在申请号为201110177092.7的专利《海水脱硫装置的预处理装置》中提出了一种洗涤脱硫填料塔进气道预喷淋装置，该脱硫填料塔进气道采用垂直设计，而预喷淋装置则安装于进气道的垂直部分。虽然所述的预喷淋装置可以对废气进行洗涤，但是由于填料塔烟气道的垂直设计，大大增加了废气的阻力。
在申请号为201010137474.2的专利《一种海水脱硫工艺的催化剂填料及其填料床》中提出了一种催化剂填料由三层蜂窝环状结构构成，包括中间层蜂窝环，上表层蜂窝环和下表层蜂窝环。所述的催化剂填料仅给出了洗涤脱硫填料塔中填料的结构，并未指出表层用何种催化剂，而催化剂填料的核心是催化剂。
发明内容
本发明的目的在于提供能使SOx的吸收率达98%以上，并能同时去除船舶柴油机废气中的颗粒物和油污，有效解决填料塔设备堵塞问题的船用柴油机脱硫填料塔。
本发明的目的是这样实现的：
本发明船用柴油机脱硫填料塔，其特征是：包括填料塔体，填料塔体的上方设置废气出口，填料塔体的下方设置废液出口，填料塔体侧壁的下端部设置进气道接口，进气道接口与进气道相连，进气道采用向下倾斜的方式布置，进气道里安装洗涤液预喷淋装置，洗涤液预喷淋装置位于进气道上方内壁一侧，洗涤液预喷淋装置的喷淋方向为顺着烟道里烟气流通的方向，填料塔体里位于进气道接口上方的位置安装喷淋催化装置，所述的喷淋催化装置包括位于上方的高温喷淋***和位于下方的填料层，喷淋催化装置的上方依次安装除雾器和清洗***。
本发明还可以包括：
1、所述的填料层表面负载有CrO3-SnO2催化剂。
2、所述的喷淋催化装置包括两组，两组喷淋催化装置自上而下依次排列，每组喷淋催化装置的填料层各通过一个支撑栅板固定在进气道内壁上。
3、所述的洗涤液预喷淋装置采用喷头式液体喷淋器，喷洒的洗涤液为温度25℃～50℃的碱性溶液。
本发明的优势在于：本发明的洗涤液预喷淋装置可使船舶柴油机废气温度冷却至60～70℃，使脱硫填料塔的SOx气体吸收率提高至98%以上。除了有降低废气温度及增加废气中SOx吸收效率的效果之外，在进气道增设洗涤液预喷淋装置还可对废气进行洗涤，除去废气中的部分颗粒物，以免这些颗粒物进入填料塔内堵塞设备。在脱硫填料塔的填料层使用表面负载有CrO3-SnO2催化剂的填料可将废气中的SO2催化氧化成SO3气体，有效避免了SO2气体与碱性洗涤液反应后生成的SO3 2-不稳定的缺点。本发明可以增加填料塔的脱硫效率、降低能耗和防止设备堵塞。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1，本发明包括进气道1、洗涤液预喷淋装置2、支撑栅板3、填料层4、高温喷淋***5、除雾器6、清洗***7、废气出口8、废液出口9、填料塔体10，在填料塔10的进气道1内增设洗涤液预喷淋装置2，填料塔10的进气道1采用向下倾斜布置。洗涤液预喷淋装置2采用喷头式液体喷淋器。喷头式液体喷淋器安装在进气道的上端，填料塔10的进气道1采取向下倾斜设置。喷头式液体喷淋器的喷淋方向顺着烟道方向，喷淋的洗涤液自上而下与废气充分接触后，废液流入填料塔10底部的废液池内。喷头式液体喷淋器内喷淋的吸收液温度为25℃～50℃的碱性溶液。废气经废气进气道1的洗涤液预喷淋装置2，由装置2喷淋的碱性溶液洗涤冷却后，温度可降至60～75℃，同时可吸收废气中的一部分SO2气体和除去废气中的部分颗粒物体和油污。在填料塔10的填料层4使用表面负载有CrO3-SnO2催化剂的填料。表面负载有CrO3-SnO2催化剂的填料可将废气中的SO2气体催化转化成SO3气体。

Claims (5)

1.船用柴油机脱硫填料塔，其特征是：包括填料塔体，填料塔体的上方设置废气出口，填料塔体的下方设置废液出口，填料塔体侧壁的下端部设置进气道接口，进气道接口与进气道相连，进气道采用向下倾斜的方式布置，进气道里安装洗涤液预喷淋装置，洗涤液预喷淋装置位于进气道上方内壁一侧，洗涤液预喷淋装置的喷淋方向为顺着烟道里烟气流通的方向，填料塔体里位于进气道接口上方的位置安装喷淋催化装置，所述的喷淋催化装置包括位于上方的高温喷淋***和位于下方的填料层，喷淋催化装置的上方依次安装除雾器和清洗***。
2.根据权利要求1所述的船用柴油机脱硫填料塔，其特征是：所述的填料层表面负载有CrO3-SnO2催化剂。
3.根据权利要求1或2所述的船用柴油机脱硫填料塔，其特征是：所述的喷淋催化装置包括两组，两组喷淋催化装置自上而下依次排列，每组喷淋催化装置的填料层各通过一个支撑栅板固定在进气道内壁上。
4.根据权利要求1或2所述的船用柴油机脱硫填料塔，其特征是：所述的洗涤液预喷淋装置采用喷头式液体喷淋器，喷洒的洗涤液为温度25℃～50℃的碱性溶液。
5.根据权利要求3所述的船用柴油机脱硫填料塔，其特征是：所述的洗涤液预喷淋装置采用喷头式液体喷淋器，喷洒的洗涤液为温度25℃～50℃的碱性溶液。
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