專利名稱：鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到鎂法和海水法脫硫的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
船用燃料油已執(zhí)行極為嚴(yán)格的硫含量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)允許船只使用經(jīng)批準(zhǔn)的減排技 術(shù)，條件是Sh排放等于或低于燃燒0. 10%的低硫燃油。采用含硫低的燃料油將大幅提高 船舶營運(yùn)成本，所以煙氣脫硫成為應(yīng)對新標(biāo)準(zhǔn)最為切實(shí)可行的選擇。相對于干法和半干法，濕法脫硫以其成熟的技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。目前最為成功的 達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的脫硫技術(shù)為化學(xué)法，包括鈣法、鎂法和海水法脫硫。由于海水法受到地理位 置、脫硫副產(chǎn)品處理、脫硫劑來源及價(jià)格等因素的影響，常常應(yīng)用在區(qū)域性較強(qiáng)、煙氣量相 對較小或工藝要求較簡單的脫硫工程中；石灰(石)_石膏法技術(shù)成熟、價(jià)格便宜、脫硫效率 高，故應(yīng)用較多，但其運(yùn)行費(fèi)用高、二次污染嚴(yán)重、易造成管道結(jié)垢堵塞；鎂法脫硫具有系統(tǒng) 簡單、運(yùn)行安全、可靠性高、運(yùn)行費(fèi)用低、脫硫效率高、適用范圍廣、不易結(jié)垢、無二次污染、 副產(chǎn)品利用價(jià)值相對較高等優(yōu)勢，近些年有逐步取代鈣法脫硫的趨勢。船舶脫硫指標(biāo)嚴(yán)格于一般工業(yè)脫硫，又受到船上特定環(huán)境的限制，船用脫硫研發(fā) 應(yīng)用技術(shù)和工藝?yán)щy很大，至今在國內(nèi)外尚屬空白。采取何種方法脫硫必須依據(jù)具體工況 和要求達(dá)到的脫硫指標(biāo)而定。對于特定的船上脫硫來說，如果使用現(xiàn)用的燃料油(含硫小 于4. 5% m/m)，為達(dá)到含硫1. 00% m/m對應(yīng)當(dāng)量，要求脫硫效率至少達(dá)到70-80% ；為達(dá)到 含硫0. 10% m/m對應(yīng)當(dāng)量，要求脫硫效率至少達(dá)到97%。因?yàn)殁}法脫硫效率在95%以下， 鎂法脫硫效率能達(dá)到99%，所以只有鎂法脫硫能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的Sh排放濃度值。同時(shí) 考慮船上空間有限，不允許裝置占大量體積、耗材或副產(chǎn)物大量堆積，所以單純的海水法和 鈣法脫硫均不可取，只能采用鎂基脫硫中的拋棄法。鎂基脫硫同時(shí)具有無二次污染、占用體 積小、不結(jié)垢、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，綜上，鎂基脫硫技術(shù)對船用脫硫來說是最為切實(shí)可行的。 再者，考慮船舶工況，船上海水獲取易淡水獲取難，提出鎂基-海水法脫硫技術(shù)用于船舶脫 硫。海水法作為一種輔助方法，在船舶運(yùn)行于淡水區(qū)時(shí)僅采用鎂基脫硫，結(jié)合海水法以避 免處理裝置受海水腐蝕。鎂基-海水法脫硫技術(shù)是適用于船舶特定工況的一種有效脫硫技 術(shù)，然而國內(nèi)外這種船舶脫硫技術(shù)屬于空白。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)鎂基-海水法脫硫技術(shù)應(yīng)用于船舶煙氣高效脫硫，本發(fā)明提供一種能夠長 期可靠、達(dá)標(biāo)運(yùn)行的鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)，為我國應(yīng)對IMO要求執(zhí)行的船用油硫含量 新標(biāo)準(zhǔn)做好堅(jiān)實(shí)的技術(shù)準(zhǔn)備。本發(fā)明的原理是船舶煙氣在風(fēng)機(jī)驅(qū)動下經(jīng)海水噴霧冷卻，煙氣溫度降至100°C 以下，通過多級Mg(OH)2漿料噴霧與煙氣中的SO2反應(yīng)，降低煙氣中SO2濃度至達(dá)標(biāo)排放。反 應(yīng)產(chǎn)物MgSO3隨噴霧液降至漿料池，通過氧化形成MgSO4,隨排水排放。按照一定流量注入 制備的Mg (OH) 2漿料，調(diào)節(jié)漿料液pH值，保證高效脫硫，按照一定流量補(bǔ)充新水、排放反應(yīng)后噴霧液，保持漿料池液位恒定。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)主要包括脫硫塔、海水冷卻噴霧單元、 漿料罐、多級噴淋裝置、海水，在所述的脫硫塔下部設(shè)有漿料池，漿料池上部為多級噴淋裝 置，通過氧化風(fēng)機(jī)向漿料池中通入氧氣，通過海水泵向漿料池中通入海水，漿料池底部設(shè)有 排出泵；所述的漿料罐的上部設(shè)有蒸汽、氧化鎂粉、海水管道，其中蒸汽管道上設(shè)有電動蒸 汽閥，海水管道上設(shè)有海水流量計(jì)，漿料罐中設(shè)有攪拌器，漿料罐下端出料管道設(shè)有變頻管 道泵，出料管道上還設(shè)有漿料流量計(jì)并連接到多級噴淋裝置；多級噴淋裝置還通過噴淋泵 連接到漿料池；鍋爐煙氣經(jīng)過依次設(shè)有電動蝶閥、變頻風(fēng)機(jī)、煙氣流量計(jì)的排煙管道進(jìn)入海 水冷卻噴霧單元，海水冷卻噴霧單元順鍋爐煙氣通風(fēng)方向噴霧，經(jīng)冷卻的鍋爐煙氣進(jìn)入脫 硫塔；脫硫塔頂部設(shè)有除霧網(wǎng)和新水噴淋裝置，處理后煙氣從脫硫塔的排煙口進(jìn)入煙囪并 排出，排煙口側(cè)壁設(shè)有分析儀探頭；漿料池中還設(shè)有PH計(jì)，浮子式液位計(jì)。通過Mg(OH)2漿料多級噴淋裝置、漿料pH調(diào)控、給排水控制，研制而成本鎂基-海 水法船用脫硫系統(tǒng)，并通過濃度測定確定對應(yīng)的優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)裝置長期可靠、達(dá) 標(biāo)運(yùn)行。從主煙道引出鍋爐煙氣，通過電動蝶閥和變頻風(fēng)機(jī)聯(lián)動控制引風(fēng)，通過煙氣流量 計(jì)顯示引風(fēng)風(fēng)量；待處理鍋爐煙氣由變頻風(fēng)機(jī)出口進(jìn)入海水噴霧冷卻單元，順鍋爐煙氣通 風(fēng)方向噴霧，冷卻煙氣溫度至100°c以下，輔助起到脫硫作用，且助鍋爐煙氣引風(fēng)，冷卻液和 經(jīng)冷卻的鍋爐煙氣一同進(jìn)入脫硫塔。脫硫塔設(shè)有多級噴淋裝置和液位恒定在Im左右的漿 料池，氧化風(fēng)機(jī)向漿料池中提供氧氣。采用噴淋泵抽取漿料池中漿料循環(huán)冷卻噴淋、循環(huán)反 應(yīng)噴淋，形成冷卻液和噴霧液在重力作用下降落至漿料池，鍋爐煙氣氣流向上最終經(jīng)排煙 口除霧網(wǎng)去霧排到大氣中。漿料罐中按比例投入海水和氧化鎂粉，經(jīng)電機(jī)攪拌和蒸汽恒溫 加熱，熟化后通過變頻管道泵從漿料罐下端出料口分多路向各噴淋管道定量提供漿料，采 用閥門和漿料流量計(jì)準(zhǔn)確控制漿料供給量。隨反應(yīng)進(jìn)行，漿料池中漿料PH逐漸下降，為保 證高效脫硫，確定6. 5-11之間的漿料pH變化范圍，配備pH計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)漿料池 液位因煙氣冷卻過程中的蒸發(fā)作用而逐漸降低，在側(cè)壁安裝浮子式液位計(jì)反映冷卻過程中 的蒸發(fā)水量。漿料池外壁連接排出泵和海水泵，根據(jù)漿料PH變化情況和應(yīng)用要求，控制排 出泵流量和頻率排出反應(yīng)后廢液，并進(jìn)一步調(diào)控海水泵，按一定流量和頻率補(bǔ)充新鮮海水， 保持漿料池液位恒定在Im左右，兼具調(diào)節(jié)漿料pH的功能。脫硫塔頂部設(shè)有除霧網(wǎng)和新水 噴淋裝置，通過煙氣流量測定控制新水噴淋裝置的開啟以及時(shí)清洗除霧網(wǎng)，同時(shí)起到補(bǔ)充 新水的作用。排煙口側(cè)壁設(shè)有SA分析儀探頭，用于濃度測定。根據(jù)排放的濃度值 改變漿料多級噴淋裝置反應(yīng)級數(shù)，通過變頻噴淋泵調(diào)節(jié)噴霧液流量，保持SA濃度至達(dá)標(biāo)排 放。本發(fā)明的有益效果是實(shí)現(xiàn)了鎂基-海水法脫硫技術(shù)應(yīng)用于船舶煙氣高效脫硫， 能夠長期可靠、達(dá)標(biāo)運(yùn)行，為我國應(yīng)對IMO要求執(zhí)行的船用油硫含量新標(biāo)準(zhǔn)做好堅(jiān)實(shí)的技 術(shù)準(zhǔn)備。


下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。圖1為本發(fā)明系統(tǒng)原理圖。
圖中，1、脫硫塔，2、漿料罐，3、煙囪，4、漿料池，5、海水，6、蒸汽，7、氧化鎂粉，8、海 水泵，9、海水流量計(jì)，10、電動閥，11、電動蒸汽閥，12、變頻管道泵，13、漿料流量計(jì)，14、噴淋 泵，15、排出泵，16、廢液，17、氧化風(fēng)機(jī)，18、鍋爐煙氣，19、電動蝶閥，20、變頻風(fēng)機(jī)，21、煙氣
流量計(jì)，22、處理后氣體。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例具體說明本發(fā)明。在某集裝箱船上實(shí)船進(jìn)行本發(fā)明系統(tǒng)使用前后脫硫效果測試，使用含硫0. 71 0. 93% m/m燃料油，正常海上航行，主機(jī)排放廢氣風(fēng)量約50000m7h。采用440V、60Hz三相交 流船電供電本系統(tǒng)，引風(fēng)風(fēng)量小于10000m3/h，引風(fēng)風(fēng)機(jī)功率為10 30kW可調(diào)，漿料變頻管 道泵功率小于3kW可調(diào)，壓強(qiáng)3. 5 4. Oatm,漿料供給流量為0. 1 1. 0m3/h可調(diào)(Mg (OH) 2 漿料濃度小于25% )。循環(huán)噴淋泵功率為10 30kW可調(diào)，漿料噴淋小于100m3/h可調(diào)。在 10小時(shí)內(nèi)，持續(xù)運(yùn)行測試結(jié)果見下表。
權(quán)利要求
1. 一種鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)，其特征在于主要包括脫硫塔(1)、海水冷卻噴霧 單元、漿料罐O)、多級噴淋裝置、海水(5)，在所述的脫硫塔(1)下部設(shè)有漿料池，漿 料池(4)上部為多級噴淋裝置，通過氧化風(fēng)機(jī)(17)向漿料池中通入氧氣，通過海水泵 (8)向漿料池(4)中通入海水，漿料池(4)底部設(shè)有排出泵(1 ；所述的漿料罐( 的上部 設(shè)有蒸汽(6)、氧化鎂粉(7)、海水管道，其中蒸汽管道上設(shè)有電動蒸汽閥(11)，海水管道上 設(shè)有海水流量計(jì)(9)，漿料罐O)中設(shè)有攪拌器，漿料罐( 下端出料管道設(shè)有變頻管道泵 (12)，出料管道上還設(shè)有漿料流量計(jì)(1 并連接到多級噴淋裝置；多級噴淋裝置還通過噴 淋泵(14)連接到漿料池(4)；鍋爐煙氣(18)經(jīng)過依次設(shè)有電動蝶閥(19)、變頻風(fēng)機(jī)00)、 煙氣流量計(jì)的排煙管道進(jìn)入海水冷卻噴霧單元，海水冷卻噴霧單元順鍋爐煙氣通風(fēng) 方向噴霧，經(jīng)冷卻的鍋爐煙氣進(jìn)入脫硫塔(1)；脫硫塔(1)頂部設(shè)有除霧網(wǎng)和新水噴淋裝 置，處理后煙氣0 從脫硫塔的排煙口進(jìn)入煙囪( 并排出，排煙口側(cè)壁設(shè)有S02分析儀 探頭；漿料池(4)中還設(shè)有pH計(jì)，浮子式液位計(jì)。
全文摘要
一種鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)，主要包括脫硫塔、海水冷卻噴霧單元、漿料罐、多級噴淋裝置、海水，船舶鍋爐煙氣在風(fēng)機(jī)驅(qū)動下經(jīng)海水噴霧冷卻，鍋爐煙氣溫度降至100℃以下，通過多級噴淋裝置的Mg(OH)2漿料噴霧與鍋爐煙氣中的SO2反應(yīng)，降低鍋爐煙氣中SO2濃度至達(dá)標(biāo)排放。反應(yīng)產(chǎn)物MgSO3隨噴霧液降至漿料池，通過氧化形成MgSO4，隨排水排放。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鎂基-海水法脫硫技術(shù)應(yīng)用于船舶煙氣高效脫硫，能夠長期可靠、達(dá)標(biāo)運(yùn)行，為我國應(yīng)對IMO要求執(zhí)行的船用油硫含量新標(biāo)準(zhǔn)做好堅(jiān)實(shí)的技術(shù)準(zhǔn)備。
文檔編號B01D53/50GK102120138SQ20111003956
公開日2011年7月13日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者劉爽, 唐曉佳, 朱益民, 李鐵, 郝陽 申請人:大連海事大學(xué)