一種船舶低速柴油機尾氣洗滌及廢水處理復合裝置的制造方法
【專利摘要】本發明的目的在于提供一種船舶低速柴油機尾氣洗滌及廢水處理復合裝置，包括超重力尾氣洗滌系統、廢水處理系統，等離子催化反應器氧化氮氧化物，達到廢氣污染物同時吸收的目的。超重力洗滌塔利用高速旋轉的填料產生幾百至幾千倍于重力加速度的超重力場，使液膜流速比在重力場中提高10倍，與氣體進行逆流、并流或錯流接觸，大大強化了氣液兩相間的微觀混合，極大強化了氣液間的傳質，具有設備體積小、氣相壓降小、安裝維護方便等特點。廢水處理系統采用經典水處理技術和反滲透膜處理技術的配合，達到IMO規定的船舶廢水中多環芳烴、濁度以及硝酸鹽、重金屬等污染物的排放標準。
【專利說明】
一種船舶低速柴油機尾氣洗滌及廢水處理復合裝置
技術領域
[0001]本發明涉及的是一種柴油機尾氣處理裝置，具體地說是船舶柴油機尾氣處理裝置。
【背景技術】
[0002]近年來隨著船舶工業的迅猛發展，其動力裝置排放的NOx，SO2和顆粒物含量進一步增加，對尾氣排放的控制要求也越來越苛刻。船用主、輔機、燃油鍋爐與焚燒爐排放到空氣中的NOx，SO2和顆粒物對人類和環境都會引起很大的危害，我國政府也針對船舶尾氣污染物的排放情況制定了向應法規，并確定了排放控制區內的核心港口區域。
[0003]用來脫除船舶低速機尾氣中硫氧化物和氮氧化物的最優措施通常為濕法洗滌技術和SCR技術，要達到同時脫除硫氧化物和氮氧化物的目的，勢必要將兩種技術結合起來，然而兩種技術的結合意味著兩套裝置的組合，會產生體積過大及復雜的操作問題。濕法洗滌同時脫硫脫硝技術是最適用于船舶的，具有體積小，操做簡單的特點，使用超重力洗滌塔節省船舶空間的優勢更為明顯。洗滌脫硝會增加廢水中的硝酸鹽含量，頂O法規規定洗滌水處理系統應防止硝酸鹽的排放超過清除廢氣中12%N0x所對應的硝酸鹽含量，因而在傳統水處理技術的基礎上研制高效脫除硝酸鹽的水處理措施是十分必要的。
[0004]鑒于排放法規的日益臨近，研制新型高效的尾氣洗滌及廢水處理復合裝置，特別是能與現有船舶動力裝置配套的，船東更能夠接受的處理設備，是解決我國當前及未來遠洋船舶自由進出世界各海域，推動我國航運事業走向世界不可缺少的重要措施。
[0005]現有技術中，主要的船舶尾氣洗滌及廢水處理技術主要有:
[0006]專利“一種船舶內燃機尾氣脫硫脫硝方法(201410756640.5)”，通過洗滌技術結合電暈催化技術，其流程是尾氣先進入水冷塔，在經過脫硫塔脫硫，脫硫后的尾氣經等離子放電催化氧化后，進入脫硝塔，實現同時脫硫脫硝。該方案等離子放電耗能大，且反應容器較多，體積較大，反應后洗滌廢水中的硝酸鹽難以去除。
[0007]專利“一種新型濕式船舶廢氣綜合處理方法及裝置(201510175989.4)”，是通過將尾氣依次經過海水，強氧化性、強酸性溶液和強還原性、強堿性溶液處理，或者同過預氧化器，然后通過洗滌裝置進行脫除，得到潔凈尾氣和廢液，廢液在用海水稀釋后排到大海，方案中提及的各種強氧化還原劑等，成本較高，氧化裝置耗能大，經濟性不適用于船舶，而且處理廢液方式為海水稀釋，不能從根本上解決污染問題。
[0008]專利“一種用于船舶洗滌脫硫系統廢液的處理裝置(201310259855.1)”，是通過利用傳統水處理技術，包括油水分離、化學藥劑、曝氣、浮選等工藝去除洗滌廢水中的浮油、乳化油、顆粒以及重金屬氫氧化物沉淀等，但并不能夠去除洗滌液中的硝酸鹽。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于提供能達到同時高效的脫除的N0x、S02和顆粒物的目的，并能去除洗滌廢水中多環芳烴，硫酸鹽，硝酸鹽，重金屬等污染物，滿足IMO船舶廢水排放標準的一種船舶低速柴油機尾氣洗滌及廢水處理復合裝置。
[0010]本發明的目的是這樣實現的:
[0011 ]本發明一種船舶低速柴油機尾氣洗滌及廢水處理復合裝置，其特征是:包括超重力尾氣洗滌系統、廢水處理系統；
[0012]所述超重力尾氣洗滌系統包括催化氧化反應器、超重力洗滌塔、緩沖箱;所述廢水處理系統包括曝氣池、溶氣罐、氣浮池、活性炭過濾器、反滲透膜反應器、后過濾器、濃鹽水存儲箱、潔凈水存儲箱;發動機排出的廢氣通入催化氧化反應器，催化氧化反應器通過排氣管路連接超重力洗滌塔，超重力洗滌塔下方設置洗滌液出口，洗滌液出口連接緩沖箱，緩沖箱一方面通過設置有第一循環栗的循環管路連接超重力洗滌塔，另一方面通過分流管路連接曝氣池，曝氣池后依次連接氣浮池、活性炭過濾器、反滲透膜反應器、后過濾器、潔凈水存儲箱，水處理加堿箱和加藥箱連接廢水輸送管路，廢水輸送管路連通氣浮池，加壓箱通過輸氣管路分別連通曝氣池、溶氣罐、反滲透膜反應器，溶氣罐通過處理后水輸送管路連通氣浮池，溶氣罐通過溶氣水輸送管路連通氣浮池，氣浮池連接廢渣箱，濃鹽水存儲箱連接反滲透膜反應器。
[0013]本發明還可以包括:
[0014]1、所述超重力洗滌塔包括殼體、除霧器、填料層、電機、液體分布器，殼體的上端設置尾氣出口，洗滌液出口設置在殼體的下端，除霧器、填料層、液體分布器均設置在殼體里，除霧器位于填料層和液體分布器上方，填料層為中空結構，液體分布器位于填料層的中空部分里，電機位于殼體下方，電機通過轉子連接填料層，循環管路連接液體分布器。
[0015]2、所述催化氧化反應器包括臭氧氧化反應器、催化劑氧化器、等離子體氧化器或等離子催化氧化器。
[0016]本發明的優勢在于:本發明提供了一種可用于船舶的高效同時脫除氮氧化物、硫氧化物和顆粒物的系統，特別是可適用于燃用高硫重油船舶低速機的尾氣洗滌及廢水處理復合裝置。在該系統中，催化氧化反應器位于發動機和超重力洗滌塔之間，便于氮氧化物的氧化，達到廢氣污染物同時吸收的目的。超重力洗滌塔利用高速旋轉的填料產生幾百至幾千倍于重力加速度的超重力場，使液膜流速比在重力場中提高10倍，與氣體進行逆流、并流或錯流接觸，大大強化了氣液兩相間的微觀混合，極大強化了氣液間的傳質，具有設備體積小、氣相壓降小、安裝維護方便等特點。廢水處理系統采用經典水處理技術和反滲透膜處理技術的配合，達到IMO規定的船舶廢水中多環芳烴、濁度以及硝酸鹽、重金屬等污染物的排放標準。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述:
[0019]結合圖1，本發明船舶低速柴油機尾氣洗滌及廢水處理復合裝置主要包括:主要包括超重力尾氣洗滌系統和廢水處理系統。超重力尾氣洗滌系統主要包括:超重力洗滌塔3，催化氧化反應器33，循環栗11，緩沖箱10;廢水處理系統包括:曝氣池12，溶氣罐17，氣浮池16，活性炭過濾器20，反滲透膜反應器21，精密過濾器22，濃鹽水存儲箱25，潔凈水存儲箱26;其中超重力洗滌塔3包括:填料層4，除霧器6，液體分布器5，電機7。發動機I排出的廢氣通過排氣管路2，經催化氧化反應器33與超重力洗滌塔3相連，超重力洗滌塔3包括填料層4，除霧器6，液體分布器5，電機7，電機7通過轉子8與填料層4相連。緩沖箱10通過循環管路13，經循環栗11與液體分布器5相連，洗滌液出口 9通過管路與緩沖箱10相連。緩沖箱10通過分流管路14與曝氣池12相連，曝氣池12后依次連接有氣浮池16、活性炭過濾器20、反滲透膜反應器21、精密過濾器22和潔凈水存儲箱26。水處理加堿箱29和加藥箱30，經輸送栗32和栗31與廢水輸送管路34相連。加壓箱27通過輸氣管路35分別與曝氣池12、溶氣罐17和反滲透膜反應器21相連，溶氣罐17分別通過處理后水輸送管路36和溶氣水輸送管路37經輸送栗18和栗38與氣浮池16相連。氣浮池16和活性炭過濾器20連接管路有輸送栗19。濃鹽水存儲箱25通過管路24與反滲透膜反應器21相連。
[0020]催化氧化反應器33，可以是臭氧氧化、催化劑氧化、等離子體氧化及等離子催化氧化，本專利中以等離子催化氧化技術介紹，其位于發動機I和超重力洗滌塔3之間，內部包括電極、催化劑和電源。主要功能是催化氧化尾氣中的氮氧化物，是濕法吸收的準備階段。
[0021]超重力洗滌塔3，主體為洗滌塔，配有電機7，通過轉子8與填料層4的連接，帶動填料層旋轉，利用高速旋轉的填料產生超重力場，實現強化氣液間的傳質。
[0022]廢水處理系統，包含經典的水處理技術和反滲透膜處理技術，首先通過經典水處理技術包括曝氣、氣浮和活性炭過濾對廢水進行處理后，再由反滲透膜反應室對處理后水中的硫酸鹽、硝酸鹽類及重金屬物質進行濃縮處理。
[0023]結合圖1，尾氣洗滌功能是這樣實現的:發動機I排出的尾氣經排氣管2進入催化氧化反應器33，經催化氧化后的尾氣進入超重力洗滌塔3進行洗滌，洗滌液中心的液體分布器5噴灑在轉子內腔填料層4表面，在離心力作用下，自中心沿徑向穿過填料，與尾氣在填料層4中進行逆流或錯流接觸反應，吸收后的液體，被拋到外腔，經外殼匯集于底部的液體出口 9管排出到緩沖箱10。氣、液在穿過旋轉填料層的過程中被多次分割、聚并成極微小的液膜、液絲和液滴，形成巨大且快速更新的相界面，快速吸收尾氣中的污染物，實現污染物的高效脫除。洗滌后的尾氣經除霧器6后，由尾氣出口 28排出。洗滌液經循環栗11通過循環管路13由緩沖箱10輸送至液體分布器5。洗滌后的廢水通過分流管路14流入廢水處理系統。為保證污染物去除效率，可設置兩級氧化裝置和超重力洗滌裝置，即尾氣經一級超重力洗滌塔尾氣出口進入至二級氧化裝置，氧化后的氣體進入二級超重力洗滌裝置，然后排出。
[0024]結合圖1，廢水處理采用多級處理技術實現廢液處理，分別進行曝氣處理，廢水調質、廢水乳化、廢水凝絮以及廢水浮選和氧化，廢水精過濾，反滲透處理和廢水后過濾，由此可達到頂O排放要求。廢水處理功能具體是這樣實現的:通過分流管路14流入廢水處理系統的廢水，首先進入曝氣池12曝氣處理，氧化其中的亞硫酸鹽和亞硝酸鹽，減少廢水的化學需氧量，而后在廢水輸送管路34中進行加入藥劑，包括堿液、混凝劑和絮凝劑進行廢水調質，而后進入氣浮池16進行廢水的乳化、凝絮，溶氣罐17的水源由處理后的廢水經過輸送栗18通過管路36供給，加壓箱27的高壓空氣經管路35進入溶氣罐17產生溶氣水，來源于溶氣罐的溶氣水由輸送栗38通過管路37進入氣浮池16中進行浮選氧化，浮選出的泡沫廢渣經刮板刮出，儲存在廢渣存儲箱39。處理后的廢水經活性炭過濾器20，達到反滲透膜反應器21的進水要求后，進入反滲透膜反應器21，通過加壓箱27對反滲透膜反應器21進水側加壓，實現鹽類物質及重金屬的濃縮，濃縮剩余的濃鹽水經管路24流入濃鹽水存儲箱25，處理后的清水在經過精密過濾器22后存儲在潔凈水存儲箱26備用或排出舷外。
【主權項】
1.一種船舶低速柴油機尾氣洗滌及廢水處理復合裝置，其特征是:包括超重力尾氣洗滌系統、廢水處理系統； 所述超重力尾氣洗滌系統包括催化氧化反應器、超重力洗滌塔、緩沖箱;所述廢水處理系統包括曝氣池、溶氣罐、氣浮池、活性炭過濾器、反滲透膜反應器、后過濾器、濃鹽水存儲箱、潔凈水存儲箱;發動機排出的廢氣通入催化氧化反應器，催化氧化反應器通過排氣管路連接超重力洗滌塔，超重力洗滌塔下方設置洗滌液出口，洗滌液出口連接緩沖箱，緩沖箱一方面通過設置有第一循環栗的循環管路連接超重力洗滌塔，另一方面通過分流管路連接曝氣池，曝氣池后依次連接氣浮池、活性炭過濾器、反滲透膜反應器、后過濾器、潔凈水存儲箱，水處理加堿箱和加藥箱連接廢水輸送管路，廢水輸送管路連通氣浮池，加壓箱通過輸氣管路分別連通曝氣池、溶氣罐、反滲透膜反應器，溶氣罐通過處理后水輸送管路連通氣浮池，溶氣罐通過溶氣水輸送管路連通氣浮池，氣浮池連接廢渣箱，濃鹽水存儲箱連接反滲透膜反應器。2.根據權利要求1所述的一種船舶低速柴油機尾氣洗滌及廢水處理復合裝置，其特征是:所述超重力洗滌塔包括殼體、除霧器、填料層、電機、液體分布器，殼體的上端設置尾氣出口，洗滌液出口設置在殼體的下端，除霧器、填料層、液體分布器均設置在殼體里，除霧器位于填料層和液體分布器上方，填料層為中空結構，液體分布器位于填料層的中空部分里，電機位于殼體下方，電機通過轉子連接填料層，循環管路連接液體分布器。3.根據權利要求1或2所述的一種船舶低速柴油機尾氣洗滌及廢水處理復合裝置，其特征是:所述催化氧化反應器包括臭氧氧化反應器、催化劑氧化器、等離子體氧化器或等離子催化氧化器。
【文檔編號】B01D53/56GK105854602SQ201610423634
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】周松, 周金喜, 朱元清, 王占廣, 高瑞鋒, 劉佃濤, 馮永明
【申請人】哈爾濱工程大學