一种船用柴油机的尾排气及余热的联合处理系统 |
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| 申请号 | CN202110921954.6 | 申请日 | 2021-08-12 | 公开(公告)号 | CN113769552B | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 安庆中船柴油机有限公司; | 发明人 | 昌涛; 王涛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种船用柴油机的尾排气及余热的联合处理系统，包括： 温度 流量调节装置、 电解 脱硫 脱硝系统、温差发电系统；温度流量调节装置将输入的柴油机废气和 海 水 换热、稳流，得到降温废气、升温 海水 ，电解脱硫脱硝系统包括将所述升温海 水电 解以得到脱硝溶液、脱硫溶液的电解防污装置，利用所述脱硝溶液将所述降温废气进行脱硝的脱硝装置，以及利用所述脱硫溶液将所述降温废气进行脱硫处理的脱硫装置。本发明将升温和稳流后的海水再经电解能够提高脱硫溶液和脱硝溶液对废气脱硫脱硝的效率，废气 净化 效果更好；且将降温废气和升温的脱硫脱硝溶液分别作为温差发电的高温热源和低温热源，温差可以控制在合适温度，发电效率更高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种船用柴油机的尾排气及余热的联合处理系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种船用柴油机的尾排气及余热的联合处理系统技术领域[0001] 本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种船用柴油机的尾排气及余热的联合处理系统。 背景技术[0002] 据统计，在全球范围内，由船舶柴油机废气排放所造成的大气污染约占整个大气污染的5～10％，而在港口城市甚至高达30～40％；随着全球海运量的不断增长，这无疑将显著增加沿海城市环境污染比重。 [0004] 该种废气处理系统优点在于：船舶在海洋中运行，使用的是取之不尽的海水，不用担心长期使用造成海域海水碱度降低的情况； 发明内容[0006] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种船用柴油机的尾排气及余热的联合处理系统。 [0007] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的： [0008] 一种船用柴油机的尾排气及余热的联合处理系统，包括： [0009] 温度流量调节装置，用于将输入的柴油机废气和海水换热、稳流，得到降温废气、升温海水； [0010] 电解脱硫脱硝系统，包括将所述升温海水电解以得到脱硝溶液、脱硫溶液的电解防污装置，利用所述脱硝溶液将所述降温废气进行脱硝的脱硝装置，以及利用所述脱硫溶液将所述降温废气进行脱硫处理的脱硫装置； [0011] 温差发电系统，其可拆卸安装于脱硝装置、脱硫装置上，利用脱硝溶液/脱硫溶液作为低温热源，降温废气作为高温热源，由温差发电系统进行温差发电。 [0012] 作为本发明的进一步优化方案，所述温度流量调节装置包括管式换热器和安装于管式换热器的换热管内的若干稳流装置，所述管式换热器上分别设有用于连接海水进管和海水出管的冷端端口，以及用于连接柴油机废气进管和柴油机废气出管的热端端口，所述海水进管通过水泵连接海水，所述海水出管连接电解防污装置，所述柴油机废气进管连接柴油机废气口，所述柴油机废气出管连接脱硝装置。 [0013] 作为本发明的进一步优化方案，所述稳流装置包括稳流锥体和伞状支架，所述稳流锥体尖端与海水流动方向相反，所述稳流锥体另一端通过伞状支架与换热管内壁固定连接。 [0014] 作为本发明的进一步优化方案，所述电解防污装置包括电解池、脱硝溶液管道、脱硫溶液管道以及设置于脱硝溶液管道和脱硫溶液管道上的抽取泵，所述脱硝溶液管道、脱硫溶液管道分别连接脱硝装置、脱硫装置。 [0016] 所述净化腔和喷淋腔之间通过隔板分隔，所述脱硝装置的净化腔连接柴油机废气出管，所述脱硝装置的喷淋腔通过一号排气管道与脱硫装置的净化腔连接，所述脱硫装置的的喷淋腔通过二号排气管道连接活性炭过滤器； [0017] 所述脱硝装置、脱硫装置的喷淋腔均连接废液出管。 [0018] 作为本发明的进一步优化方案，所述净化组件包括呈矩形阵列分布的若干倒置的滤袋，所述滤袋底端对应的隔板上开设有通孔，所述滤袋顶端与净化腔顶端面固定连接，底端与隔板固定连接。 [0019] 作为本发明的进一步优化方案，所述喷淋组件包括呈矩形阵列分布的若干导向管、安装于每个导向管外壁的喷淋头、以及连接若干喷淋头的异形进液管，所述异形进液管与脱硝溶液管道或脱硫溶液管道连接，若干导向管与若干滤袋一一对应，所述导向管顶端与与隔板固定连接，底端与喷淋腔底端面之间留有间距。 [0021] 作为本发明的进一步优化方案，所述机体顶部和底部均固定设有箱体，所述箱体一侧面设置有开口，所述箱体与机体连接处均由导热板制成，所述温差发电系统包括温差发电板、高温热源端、低温热源端，所述低温热源端、高温热源端分别设置于温差发电板的底端和顶端，且呈C型分布，所述低温热源端、高温热源端分别从开口处插入两个箱体内，所述高温热源端通过箱体获取净化腔内降温废气热量，所述低温热源端通过箱体获取喷淋腔内脱硝溶液/脱硫溶液热量。 [0022] 作为本发明的进一步优化方案，所述温差发电板外侧壁固定设有把手，所述低温热源端底部一侧设置有滚轮。 [0023] 本发明的有益效果在于： [0024] 1)本发明通过利用管式换热器和其内部的稳流装置能够将高温废气和低温海水之间进行换热和稳流，升温和稳流后的海水再经电解能够提高脱硫溶液和脱硝溶液对废气脱硫脱硝的效率，废气净化效果更好； [0026] 图1是本发明的整体系统流程图； [0027] 图2是本发明的稳流装置剖面结构示意图； [0028] 图3是本发明的脱硝装置/脱硫装置剖面结构示意图； [0029] 图4是本发明的温差发电系统剖面结构示意图； [0030] 图中：1、温度流量调节装置；11、管式换热器；12、稳流装置；121、稳流锥体；122、伞状支架；13、海水进管；14、海水出管；15、柴油机废气进管；16、柴油机废气出管；17、水泵；2、电解脱硫脱硝系统；21、电解防污装置；211、电解池；212、脱硝溶液管道；213、脱硫溶液管道；214、抽取泵；22、脱硝装置；221、净化腔；222、喷淋腔；223、净化组件；224、喷淋组件；2241、导向管；2242、喷淋头；2243、异形进液管；225、隔板；226、机体；23、脱硫装置；3、温差发电系统；31、温差发电板；32、高温热源端；33、低温热源端；34、把手；35、滚轮；4、一号排气管道；5、二号排气管道；6、活性炭过滤器；7、废液出管；8、通孔；9、箱体；10、开口。 具体实施方式[0031] 下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。 [0032] 实施例1 [0033] 如图1‑4所示，一种船用柴油机的尾排气及余热的联合处理系统，包括：温度流量调节装置1、电解脱硫脱硝系统2、温差发电系统3； [0034] 所述温度流量调节装置1用于将输入的柴油机废气和海水换热、稳流，得到降温废气、升温海水；所述温度流量调节装置1包括管式换热器11和安装于管式换热器11的换热管内的若干稳流装置12，所述管式换热器11上分别设有用于连接海水进管13和海水出管14的冷端端口，以及用于连接柴油机废气进管15和柴油机废气出管16的热端端口，所述海水进管13通过水泵17连接海水，所述海水出管14连接电解防污装置21，所述柴油机废气进管15连接柴油机废气口，所述柴油机废气出管16连接脱硝装置22；其中， [0035] 所述稳流装置12包括稳流锥体121和伞状支架122，所述稳流锥体121尖端与海水流动方向相反，所述稳流锥体121另一端通过伞状支架122与换热管内壁固定连接； [0036] 需要说明的是，在柴油机的高温废气从柴油机废气口和柴油机废气进管15输出至管式换热器11时，同时低温海水经水泵17抽取并经海水进管13输送至管式换热器11内，通过水泵17控制海水泵17入速度，高温废气和低温海水于管式换热器11内进行换热，海水在换热管中输送时遇到稳流锥体121分散压力，再从伞状支架122的空隙中排出，海水得以稳流，且海水升温后温度保持在13.5℃左右为宜，高温废气降温至中高温，所得升温海水经海水出管14输出至电解防污装置21，降温废气经柴油机废气出管16输出至脱硝装置22。 [0037] 所述电解脱硫脱硝系统2包括将所述升温海水电解以得到脱硝溶液、脱硫溶液的电解防污装置21，利用所述脱硝溶液将所述降温废气进行脱硝的脱硝装置22，以及利用所述脱硫溶液将所述降温废气进行脱硫处理的脱硫装置23；其中， [0038] 所述电解防污装置21包括电解池211、脱硝溶液管道212、脱硫溶液管道213以及设置于脱硝溶液管道212和脱硫溶液管道213上的抽取泵214，所述脱硝溶液管道212、脱硫溶液管道213分别连接脱硝装置22、脱硫装置23； [0039] 所述脱硝装置22、脱硫装置23均包括机体226，上下设置于机体226内的净化腔221和喷淋腔222，设置于净化腔221内的净化组件223，以及设置于喷淋腔222内的喷淋组件224；所述净化腔221和喷淋腔222之间通过隔板225分隔，所述脱硝装置22的净化腔221连接柴油机废气出管16，所述脱硝装置22的喷淋腔222通过一号排气管道4与脱硫装置23的净化腔221连接，所述脱硫装置23的的喷淋腔222通过二号排气管道5连接活性炭过滤器6；所述脱硝装置22、脱硫装置23的喷淋腔222均连接废液出管7； [0040] 所述净化组件223包括呈矩形阵列分布的若干倒置的滤袋，所述滤袋底端对应的隔板225上开设有通孔8，所述滤袋顶端与净化腔221顶端面固定连接，底端与隔板225固定连接； [0041] 所述喷淋组件224包括呈矩形阵列分布的若干导向管2241、安装于每个导向管2241外壁的喷淋头2242、以及连接若干喷淋头2242的异形进液管2243，所述异形进液管 2243与脱硝溶液管道212或脱硫溶液管道213连接，若干导向管2241与若干滤袋一一对应，所述导向管2241顶端与与隔板225固定连接，底端与喷淋腔222底端面之间留有间距；所述喷淋头2242包括环形管和均匀安装于环形管下表面的若干喷嘴，所述环形管与异形进液管 2243固定连接； [0042] 需要说明的是，升温且稳流后的海水进入电解防污装置21中时，经电解能够最大化产生有效氯，在后续脱氯装置中对废气的脱硫效率才更高； [0044] 于此同时，经换热器换热后的中高温废气输送至脱硝装置22中，先经过净化腔221内的滤袋过滤杂质，接着经通孔8和导向管2241进入喷淋腔222内，在导向管2241底端出口四散喷出，此时脱硝溶液经异形进液管2243输送至环形管，并经其底部的喷嘴四散喷出，能够充分与中高温废气接触，实现废气的脱硝，脱硝后产生的废液从废液出管7排出； [0045] 脱硝后的废气经一号排气管道4排出至脱硫装置23的净化腔221，再次通过滤袋过滤杂质，接着经通孔8和导向管2241进入喷淋腔222内，在导向管2241底端出口四散喷出，此时脱硫溶液经异形进液管2243输送至环形管，并经其底部的喷嘴四散喷出，能够充分与中高温废气接触，实现废气的脱硫，脱硫后产生的废液从废液出管7排出； [0046] 脱硫后的废气经二号排气管道5排出至活性炭过滤器6中再次过滤后，排出至大气中。 [0047] 所述温差发电系统3可拆卸安装于脱硝装置22、脱硫装置23上，利用脱硝溶液/脱硫溶液作为低温热源，降温废气作为高温热源，由温差发电系统3进行温差发电； [0048] 所述机体226顶部和底部均固定设有箱体9，所述箱体9一侧面设置有开口10，所述箱体9与机体226连接处均由导热板制成； [0049] 所述温差发电系统3包括温差发电板31、高温热源端32、低温热源端33，所述低温热源端33、高温热源端32分别设置于温差发电板31的底端和顶端，且呈C型分布，所述低温热源端33、高温热源端32分别从开口10处插入两个箱体9内，所述高温热源端32通过箱体9获取净化腔221内降温废气热量，所述低温热源端33通过箱体9获取喷淋腔222内脱硝溶液/脱硫溶液热量； [0050] 所述温差发电板31外侧壁固定设有把手34，所述低温热源端33底部一侧设置有滚轮35。 [0051] 需要说明的是，在中高温废气和脱硝溶液、脱硫溶液输送至脱硝装置22和脱硫装置23内时，由于降温后的中高温废气均先进入净化腔221，再向下流动与底部喷淋腔222内由升温海水电解所得的脱硝溶液、脱硫溶液接触，因此净化腔221上方温度与喷淋腔222底部温度形成温差，降温废气和升温的脱硫脱硝溶液之间温差可以控制在60℃‑180℃左右，该温度被导热板导出至高温热源端32、低温热源端33，温差发电板31利用顶端和底端的势能差异进行发电，发电效率更高，可以供整个系统使用以及船舶使用； [0052] 在温差发电系统3维修时，可以通过拉动把手34，直接将温差发电板31、高温热源端32、低温热源端33向外侧拉动，高温热源端32、低温热源端33逐渐脱离箱体9，温差发电系统3底部由滚轮35支撑，可以方便拆卸、安装和转移。 |
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