一種適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于煙氣脫硫除塵的技術領域，具體涉及一種適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置。
【背景技術】
[0002]船舶動力裝置(大型柴油機)使用的是含硫量極高的重油，導致其尾氣中含有大量的SOx，對大氣造成嚴重污染。為了對船用柴油機排放造成的污染加以控制，國際海事組織(MO)對MARP0L73/78公約附則VI “防止船舶造成大氣污染規(guī)則”進行了修訂，對船用燃油含量的規(guī)定更加嚴苛:對于硫氧化物排放控制區(qū)，從2015年I月I日開始不得超過0.1% ;對于非控制區(qū)，從2012年I月I日開始，全球船用重質(zhì)燃油的硫含量從附則VI的4.5%降低至3.5%ο
[0003]在船舶上加裝煙氣脫硫裝置，是應對國際船舶排放標準最有前途的途徑。因為，要真正降低船用燃油的硫含量并不容易?？紤]到煉油公司對重油進行深度脫硫要增加約1000元/t的燃油成本，而低硫輕油又油源不足，其高昂的費用也令船東無法承受。然而，據(jù)測算，采用煙氣脫硫裝置，脫硫成本折算成燃油成本為50~100元/t，為重油深度脫硫稱本的1/10，經(jīng)濟上優(yōu)勢明顯，切不需要改變煉油與油品供應方案。
[0004]船舶煙氣脫硫設備是一種對船舶柴油機的排煙進行洗滌等后處理的裝置，該裝置需要達到一種“等效性”，即船舶主機的排煙經(jīng)過廢氣洗滌設備脫硫后，煙氣中SOx含量降低，使得主機使用含量3.5%的燃油產(chǎn)生的排放等效于使用含硫量0.1%的燃油，設備的脫硫率為97.2%。由于船舶的條件所限，船舶廢氣脫硫設備必須滿足經(jīng)濟性好、輕便小巧、不對海洋環(huán)境造成污染等要求。
[0005]目前國外開發(fā)出來的煙氣洗滌設備都是洗滌塔。PureS0x、BELC0、Hamworthy這3種洗滌器的脫硫效率都滿足最高的等效性(即脫硫率超過97.2%)ο PureSOx和Hamworthy兩種設備都采用主洗滌塔外配用一個類似文丘里管的裝置，其作用是對煙氣進行冷卻和預洗滌。一般船舶主機的排煙溫度在200~300° C，經(jīng)過預洗滌后高溫煙氣被冷凝降溫達到飽和狀態(tài)，有利于主塔內(nèi)脫硫效率的提高。BELCO設備采用錐形水幕噴淋起到冷卻煙氣的效果。煙氣從塔體下部進入，使得塔體更小巧，安裝更加靈活，有利于并聯(lián)使用，因此相對來說，該設備的適用范圍最大。然而，這三種洗滌塔的直徑均為5 m左右，塔高均在10 m以上，龐大的設備體積無疑大大增加了脫硫成本。
[0006]由于受到船上特定環(huán)境的限制，加上船舶脫硫指標嚴格于一般煙氣脫硫，因此船用煙氣脫硫應用技術和工藝困難很大。如何減少整個設備的體積是海水脫硫能否應用于船舶領域的關鍵問題。
[0007]在達到要求的脫硫效率的前提下，控制廢氣脫硫設備的成本是主要目標。采用混合系統(tǒng)的洗滌液供排方式具有廣泛的適用性和較高的經(jīng)濟性，是廢氣洗滌脫硫設備的首選。
[0008]專利CN 102698583 A發(fā)明了一種電解法海水脫硫方法和裝置用于船用燃機尾氣處理。將天然海水由電解制氯設備電解產(chǎn)生次氯酸鈉海水溶液，作為吸收劑替代天然海水，利用次氯酸鈉的氧化性，將溶解于海水中的亞硫酸鈉氧化為硫酸根，提高了海水對二氧化硫的吸收速率。省卻了現(xiàn)有技術的曝氣池，提尚了單位體積海水的SO2吸收效率，大大減小了吸收塔的體積，實現(xiàn)了海水脫硫工藝在船舶的應用。但該方法使用電解裝置，能耗較高。專利CN103007691 A發(fā)明了一種船用燃機煙氣脫硫脫硝一體化方法及設備，該方法利用二氧化氯濃溶液與天然海水混合作為SOjP NO x的吸收劑，二氧化氯由二氧化氯發(fā)生器制得，實現(xiàn)了用同一吸收劑脫除兩種污染氣體，減小了設備占地面積，提高了船舶空間利用率；同樣省卻了原海水脫硫工藝流程中的曝氣池，提高了單位體積海水的SO2K收效率，減小了吸收塔的體積。但是，該方法使用二氧化氯發(fā)生器，成本難免較高。
[0009]目前，PM2.5(2.5 μm以下顆粒物)的污染已成為熱點話題，其危害性已被人們所重視。國際海事組織對于船舶尾氣中微粒排放限制條例還在制定當中。研宄表明:燃油硫含量將決定船舶排煙中微粒的含量。船舶尾氣的微粒中有40%~80%的組分是硫酸鹽，因為硫酸鹽易溶于水，所以考慮運用濕法除塵技術將部分顆粒物洗下是可行的。PureSOx、BELC0、Hamworthy等設備也聲稱可以去除30%~80%的PM。然而，船舶排煙中的顆粒物有70%在0.4μπι以下，普通濕法除塵技術對于這種粒徑范圍內(nèi)的顆粒物去除效果并不好。因此，要采用濕法在同一洗滌塔內(nèi)同時脫除SOx和PM，如何加強濕法對于超細微粒的捕集能力將是研宄的重點和難點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實用新型目的是提供一種船用燃機煙氣脫硫除塵一體化的設備，以解決現(xiàn)有技術存在的投資成本高，占地面積大，設備的操作難度大，除塵效果不佳的問題。
[0011]本實用新型的技術方案是:一種適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置，包括旋轉填料床，旋轉填料床有液體進口、氣體進口、液體出口以及氣體出口，液體進口連接吸收液來源，氣體進口連接船舶煙氣輸出管路，所述的旋轉填料床包括外殼、轉軸、旋流板除霧器以及兩個或者兩個以上可以高速旋轉的填料轉子和一個或者一個以上靜止的填料定子，填料轉子與填料定子交替安裝、自上而下同軸設置、以填料轉子始、以填料轉子終，最上部的填料轉子上方設置旋流板除霧器，填料轉子中心都設置有液體分布器，各液體分布器與連接各自的液體進口，外殼頂部連接氣體出口、底部連接液體出口和氣體進口。
[0012]所述的填料定子與外殼相連，填料轉子與轉軸相連，轉軸下端裝有被動皮帶輪連接驅動電機，轉軸的上下兩端與外殼連接的部分均通過軸承座進行動密封。
[0013]所述的旋流板除霧器包括除霧器筋板，除霧器筋板與轉軸通過上軸承座連接，旋流板除霧器上方安裝在旋轉填料床外殼頂部的橢圓封頭，氣體出口設置于橢圓封頭頂部。
[0014]所述的填料轉子和填料定子由填料支撐進行支撐，填料支撐為中間開孔的不銹鋼板或支撐筋，支撐筋為斜葉片或直條筋；填料轉子的填料支撐與轉軸焊接連為一體，填料定子的填料支撐與外殼內(nèi)壁焊接連為一體。
[0015]填料轉子中心的液體分布器是環(huán)形套管，套于轉軸之上，每個液體分布器上根據(jù)煙氣處理量非對稱開4~8個孔，保證液體以2?5 m/s流速噴灑在轉子內(nèi)緣。
[0016]填料定子與外殼內(nèi)壁間距占外殼內(nèi)徑的0.59^10%,比填料轉子與外殼內(nèi)壁的間距小，靜止不動的填料定子上方安裝有梯形圓筒，梯形圓筒與外殼一起構成集液槽，梯形圓筒的底部連接填料定子的外緣。
[0017]液體出口的頂部與外殼底部齊平。
[0018]氣體進口伸進外殼底部，氣體進口的頂部高出外殼底部，設置氣體進口的進氣管進入外殼前的一端安裝有擋板，在進氣管末端、氣體進口處也設置有擋板，擋板之前的進氣管上開有一組格柵孔。
[0019]所述吸收液來源為天然海水或者裝有天然海水的海水池，海水池經(jīng)水泵、調(diào)節(jié)閥、流量計連接旋轉填料床的各個液體進口，旋轉填料床的液體出口經(jīng)過濾裝置連接曝氣池，曝氣池設對外的排液口。
[0020]所述吸收液來源為裝有堿性吸收液的緩沖罐，緩沖罐通過水泵、調(diào)節(jié)閥、流量計連接旋轉填料床的各個液體進口，旋轉填料床的液體出口經(jīng)過濾裝置連接緩沖罐，緩沖罐連接曝氣池，曝氣池設對外排液口、同時底部連接污泥柜。
[0021]一種用于船舶上煙氣脫硫除塵工藝，基于如上所述的適用于船舶上的煙氣脫硫除塵一體化裝置完成，其為開式的海水法煙氣脫硫工藝，步驟如下:
[0022]a.船舶鍋爐煙氣進入旋轉填料床底部的氣體進口，
[0023]b.海水按與船舶鍋爐煙氣0.1?5 L/m3的液氣比用水泵從海洋或海水池中直接增壓至旋轉填料床的各個液體進口，
[0024]c.海水在旋轉填料床內(nèi)經(jīng)過液體分布器向周圍噴灑，被轉速為200~1600 r/min的高速旋轉的填料轉子剪切成尺度極小的液滴、液膜、液絲；液體從填料轉子中心甩出到殼體內(nèi)緣，與軸向而來的煙氣錯流接觸，最后，從填料轉子甩出的液體被旋轉床的外殼截獲并沿殼壁流下，外殼底部的液體出口排出，而氣體則通過旋轉填料床頂部的旋流板除霧器后由氣體出