CN105585060B - 用于支路电解法船舶压载水处理***的紧凑型除氢装置 - Google Patents

用于支路电解法船舶压载水处理***的紧凑型除氢装置 Download PDF

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Abstract

一种用于支路电解法船舶压载水处理***的紧凑型除氢装置，包括旋流分离器，在其旋流分离器主体的顶端设有稀释氢气出口和稀释空气入口；该旋流分离器主体的下部为圆锥体，其底端设有电解液出口；在旋流分离器主体上部设有介质入口，其特征在于，所述的旋流分离器主体的下部侵入一集液罐内；在该集液罐的底部设有连接有加药泵的压载总管接口。本发明的优点是：试验证明：在实际运行流量为70%‑130%额定流量时，该除氢装置的分离效率能够达到90%以上，且运行稳定可靠，顶部出气口喷水问题得以解决，完全符合支路压载水处理***工艺过程要求。

Description

用于支路电解法船舶压载水处理***的紧凑型除氢装置
技术领域
本发明涉及一种用于支路电解法船舶压载水处理***的氢气脱除装置。
背景技术
电解法船舶压载水处理装置安装于船舶机舱内，安装空间小，且为了保证船舶安全，压载水除氢装置必须有较高的分离效率。进入除氢装置的气液两相流状态会因为水质和温度的不同而发生较大变化，这对除氢装置的性能提出了更加苛刻的要求。分离出的氢气需要通风进行稀释，所以必须保证旋流分离器顶部出气口不能有液体溢出。
传统的陆地用于电解海水过程的除氢装置，主要采用重力沉降的方法，体积大，无法满足船舶机舱安装空间的要求。有的支路电解法船舶压载水***为了减小体积也安装了旋流分离器，主要结构如图1所示，在旋流分离器主体16的顶端设有稀释氢气出口8和稀释空气入口7。旋流分离器主体16的下部为圆锥体，其底端设有电解液出口11，并通过管道与加药泵6的入口连接。在旋流分离器主体16上部设有介质入口5。存在缺点是，当流量较大时，该旋流分离器顶部会出现喷水问题，导致设备无法正常运行；且由于旋流分离器底部出口直接连接至加药泵6的入口，导致内部液体形成短路流，致使分离效率较低。
发明内容
本发明旨在提供一种用于支路电解法船舶压载水处理***的紧凑型除氢装置，以解决现有技术存在的当流量较大时，顶部会出现喷水问题，导致设备无法正常运行；内部液体形成短路流，分离效率较低的问题。
本发明的技术方案是：一种用于支路电解法船舶压载水处理***的紧凑型除氢装置，包括旋流分离器，在其旋流分离器主体的顶端设有稀释氢气出口和稀释空气入口；该旋流分离器主体的下部为圆锥体，其底端设有电解液出口；在旋流分离器主体上部设有切向的介质入口，其特征在于，所述的旋流分离器主体的下部侵入一集液罐内；在该集液罐的底部连接加药泵,加药泵的出口连接至压载总管路。
在所述的旋流分离器主体顶端设有液体回流帽，该液体回流帽的外周围绕在旋流分离器主体上部的周围，并与旋流分离器主体之间留有空间；该液体回流帽外周向下延伸至集液罐内；在该液体回流帽的顶端中央设有氢气出口，并与所述的稀释氢气出口的下端连接，在该氢气出口内装有汽水分离阀；在所述的旋流分离器主体的顶端设有排气组件。
所述的排气组件由排气管和顶部挡板组成,排气管轴向穿过连接在顶部挡板的中央，该排气管的顶端封闭；该顶部挡板的周边连接在旋流分离器主体的顶端，在该排气管和顶部挡板上分别设有多个排气孔。
所述该排气管上的排气孔沿圆周均布数排；所述的顶部挡板上排气孔沿圆周均布在外沿。
在所述的旋流分离器主体底端的电解液出口设有竖直向上的直管段，该直管段的顶端高于该旋流分离器主体的底端。
在所述的集液罐侧面装有液位计。
在所述的稀释空气入口与集液罐之间通过管道连接，该管道上安装汽水分离器。
本发明的优点是：试验证明：在实际运行流量为70%-130%额定流量时，该除氢装置的分离效率能够达到90%以上，且运行稳定可靠，顶部出气口喷水问题得以解决，完全符合支路压载水处理***工艺过程要求。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本发明的整体结构示意图；
图3是图2中旋流分离器的结构示意图；
图4是图3的A-A剖视图；
图5是图2中旋流分离器顶部的局部放大图；
图6是图5的俯视图。
附图标记说明：1—旋流分离器；2—集液罐；3—汽水分离阀；4—液位计；5—介质入口；6—加药泵；7—稀释空气入口；8—稀释氢气出口；9—压载总管接口；11—电解液出口；12—氢气出口；13—汽水分离阀；15—液体回流帽；16—旋流分离器主体；17—排气管；18—顶部挡板,19—径向排气孔；20—轴向排气孔；21—直管段；H—直管段高度。
具体实施方式
参见图1～图6，本发明一种用于支路电解法船舶压载水处理***的紧凑型除氢装置，包括旋流分离器1和集液罐2，在其旋流分离器主体16的顶端设有稀释氢气出口8和稀释空气入口7；该旋流分离器主体16的下部为圆锥体，其底端设有电解液出口11；在旋流分离器主体16上部设有切向的介质入口5。所述的旋流分离器主体16的下部侵入一集液罐2内；在该集液罐2的底部设有连接有加药泵6的压载总管接口9。
在所述的集液罐2侧面装有液位计4，在所述的稀释空气入口7与集液罐2之间通过管道连接有汽水分离器（阀）3。
在所述的旋流分离器主体16顶端与稀释氢气出口8之间装有一液体回流帽15，该液体回流帽15的外周围绕在旋流分离器主体16上部的周围，并与旋流分离器主体16之间留有空间；该液体回流帽15外周向下延伸并与集液罐2的顶端连接；在该液体回流帽15的顶端中央设有氢气出口12，并与所述的稀释氢气出口8的下端连接，在该氢气出口12内装有汽水分离阀13；在所述的旋流分离器主体16的顶端设有排气组件。
所述的排气组件由排气管17和顶部挡板18组成,排气管17轴向穿过连接在顶部挡板18的中央，该排气管17的顶端封闭；该顶部挡板18的周边连接在旋流分离器主体16的顶端，在该排气管17和顶部挡板18上分别设有多个排气孔19和20。
所述该排气管17上的排气孔19沿圆周均布数排；所述的顶部挡板18上排气孔20沿圆周均布在外沿。
在所述的旋流分离器主体16底端管道设有向上弯曲的电解液出口11，该电解液出口11向上的顶端高于该旋流分离器主体16的底端。
使用本发明时，含有氢气的电解液通过切向的介质入口5进入旋流分离器1，在离心力作用下将氢气从电解液中分离出来，分离出的氢气会夹带部分液体通过旋流分离器1顶部排气组件排出，在惯性作用下液体会甩至液体回流帽15的边壁，最终通过重力作用流入集液罐2内，氢气则向上经过汽水分离阀13排出至稀释管线，排出的氢气被稀释空气入口7进入的空气稀释至安全浓度后排至船舶上甲板；大部分电解液通过旋流分离器1底部的电解液出口11和直管段21流入集液罐2，集液罐2中的电解液通过加药泵6打入压载总管。使用过程中通过调节加药泵6频率控制集液罐2的液位。
本发明主要由旋流分离器1和集液罐2组成，旋流分离器1下半本体置于集液罐2内部，结构紧凑，安装体积小；通过在旋流分离器1顶部增设顶部排气组件、液体回流帽15，有效的防止了旋流分离器出气口喷水问题；旋流分离器1的底部出液口的直管段21保持高度为H的水柱，保证旋流分离器1底部出液口一定的阻力特性，确保在低流量时旋流分离器1内部流体的旋转效果，提高分离效率；旋流分离器1的顶部设置液体回流帽15，使从旋流分离器1顶部排气管线溢出的液体能够通过液体回流帽15回流至集液罐2中，防止在正常操作下旋流分离器1内部液体液位过高导致分离出的氢气难以排出；液体回流帽15的顶部和集液罐2的顶部分别设有汽水分离阀13和3，防止操作不当或者控制失时电解液外溢。
具体应用实例：
1、某7800DWT沥青船，压载泵处理量为2×250m3/h，采用支路电解法对压载水进行处理，电解产生的氢气通过应用该发明的除氢装置，除氢效率满足要求，并且长周期稳定运行。
2、某57000DWT改装船，压载泵处理量为2×550m3/h，采用支路电解法对压载水进行处理，电解产生的氢气通过应用该发明的除氢装置，除氢效率满足要求，并且长周期稳定运行。

Claims (4)

1.一种用于支路电解法船舶压载水处理***的紧凑型除氢装置，包括旋流分离器，在其旋流分离器主体的顶端设有稀释氢气出口和稀释空气入口；该旋流分离器主体的下部为圆锥体，其底端设有电解液出口；在旋流分离器主体上部设有切向的介质入口，其特征在于，所述的旋流分离器主体的下部侵入一集液罐内；在该集液罐的底部连接加药泵,加药泵的出口连接至压载总管路；
在所述的旋流分离器主体顶端设有液体回流帽，该液体回流帽的外周围绕在旋流分离器主体上部的周围，并与旋流分离器主体之间留有空间；该液体回流帽外周向下延伸至集液罐内；在该液体回流帽的顶端中央设有氢气出口，并与所述的稀释氢气出口的下端连接，在该氢气出口内装有汽水分离阀；在所述的旋流分离器主体的顶端设有排气组件；
所述的排气组件由排气管和顶部挡板组成,排气管轴向穿过连接在顶部挡板的中央，该排气管的顶端封闭；该顶部挡板的周边连接在旋流分离器主体的顶端，在该排气管和顶部挡板上分别设有多个排气孔；
在所述的旋流分离器主体底端的电解液出口设有竖直向上的直管段，该直管段的顶端高于该旋流分离器主体的底端。
2.根据权利要求1所述的用于支路电解法船舶压载水处理***的紧凑型除氢装置，其特征在于，所述该排气管上的排气孔沿圆周均布数排；所述的顶部挡板上排气孔沿圆周均布在外沿。
3.根据权利要求1所述的用于支路电解法船舶压载水处理***的紧凑型除氢装置，其特征在于，在所述的集液罐侧面装有液位计。
4.根据权利要求1所述的用于支路电解法船舶压载水处理***的紧凑型除氢装置，其特征在于，在所述的稀释空气入口与集液罐之间通过管道连接，该管道上安装汽水分离器。
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