一种船用烟尘处理装置
技术领域
本发明涉及船舶领域，具体涉及一种用于70000吨木屑船的船用烟尘处理装置。
背景技术
70000吨木屑船等远洋船舶一般采用大型低速二冲程柴油机作为主推进装置，由于重燃油的价格低廉船东的经济效益明显，公海航行时均燃烧重燃油。但是船上使用的重燃油粘度一般都在380cSt左右，环境温度过低时粘度太大无法驳运，常规设计在重燃油重燃油储存舱均设有蒸汽加热盘管用于重燃油的加热，将整个重燃油储存舱的重燃油维持在40℃～45℃以便燃油输送泵能够将重燃油储存舱的油驳运至重燃油澄清舱给分油机进行分离。但实际运营过程中主机每天的消耗也才几十吨，整个重燃油重燃油储存舱一直加热保温会极大增加能耗，增加航行成本；
另外，伴随着人们对环境保护意识的提高，船舶航行的排放要求日益严格：航行产生的硫氧化物排放量需小于等于0.5％硫含量低硫油燃烧时所排放的烟气硫氧化物含量，航行产生的氮氧化物排放量需满足Tier III的要求，而重燃油的硫氮含量很高，无法满足日益严格的排放要求。
因此有必要提供一种新的船用烟尘处理装置来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种船用烟尘处理装置能够降低船舶航行产生的烟气中的硫氧化物和氮氧化物的含量，而且能够降低维持重燃油能够驳运温度所需的能耗，节约船舶航行成本。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种船用烟尘处理装置，设置在船用主机上，所述船用主机通过输油管与重燃油澄清舱和重燃油储存舱连通，包括氮氧化物处理室、硫氧化物处理室、烟气管和热水管，所述烟气管连通船用主机、氮氧化物处理室和硫氧化物处理室，所述氮氧化物处理室通过热水管与重燃油澄清舱和重燃油储存舱连接。
进一步优选的技术方案是，所述重燃油储存舱上设有保温层和加热层，所述保温层包裹在重燃油储存舱的外部，所述加热层设置在重燃油储存舱的底部。
进一步优选的技术方案还有，所述保温层由隔热陶瓷制成，所述加热层包括金属隔层和设置在金属隔层内且与热水管连通的加热管。
进一步优选的技术方案是，所述重燃油澄清舱上设有套设在重燃油澄清舱外部的保温套和设置在重燃油澄清舱内且两端均与保温套连通的保温管，所述保温套与热水管连通。
进一步优选的技术方案是，所述氮氧化物处理室包括低压SCR系统和套设在低压SCR系统上的控温套，所述控温套与热水管连通，所述低压SCR系统通过烟气管与船用主机连通。
进一步优选的技术方案是，所述硫氧化物处理室包括竖向设置的脱硫塔、设置在脱硫塔中部和底部内的至少两个喷淋层、套设在脱硫塔底部外侧的吸热套、套设在脱硫塔顶部外侧的加热套、连通加热套与吸热套的离心泵、设置在脱硫塔顶部内且与加热套连接的升温层，所述脱硫塔的底部设有进气口，所述脱硫塔顶部设有排气口，所述脱硫塔通过进气口与烟气管连通，所述吸热套上设有进水管和设置有电磁阀的排水管，所述喷淋层从下到上依次交错固定在脱硫塔的内壁上。
进一步优选的技术方案还有，所述进气口上方设有固定在脱硫塔内的引导板，所述脱硫塔底部设有废液口，所述脱硫塔由发黑处理的钢制板材制成。
进一步优选的技术方案还有，所述喷淋层包括水平固定在脱硫塔内的喷淋板、设置在喷淋板内的总管和若干分管，所述分管均与总管连通，所述分管上设有若干喷淋孔。
进一步优选的技术方案还有，所述升温层包括两端均与加热套连通的升温管和设置在升温管两侧且将升温管固定在脱硫塔内的两个限位杆，所述升温管呈S型且设有若干通孔。
进一步优选的技术方案是，所述输油管、热水管和烟气管上均设有阀门。
本发明的优点和有益效果在于：
1、通过氮氧化物处理室对烟气进行处理，可以将氮氧化物催化成对环境无影响的氮气和水。
2、通过硫氧化物处理室对烟气进行处理，不仅可以吸收烟气中的固体颗粒，又可以将硫氧化物转化成溶于海水的硫酸根离子，从而降低了烟气中的含硫量。
3、通过加热层、保温套、热水管和控温套的配合，可以使得低压SCR系统的温度保持在最佳催化温度，且为重燃油储存舱和重燃油澄清舱提供稳定的热量来源，即提高的氮氧化物催化降解效率，又降低了能耗。
4、通过交错设置的喷淋板，可以增加烟气的流动路程，增加了烟气与海水的接触时间，从而提高了烟气中固体颗粒和硫氧化物的去除效果。
5.通过吸热套、保温套和升温管的配合，不仅在硫氧化物吸收时，降低烟气的温度，提升硫氧化物的溶解量，提高脱硫效果，也在烟气排出前，重新加热烟气，便于烟气可以抬升足够的高度，以及防止烟气在排气口凝结造成脱硫塔腐蚀损坏。
附图说明
图1是本发明的船用烟尘处理装置的结构示意图；
图2是本发明的船用烟尘处理装置的重燃油储存舱的结构示意图；
图3是本发明的船用烟尘处理装置的加热层的结构示意图；
图4是本发明的船用烟尘处理装置的重燃油澄清舱的结构示意图；
图5是本发明的船用烟尘处理装置的氮氧化物处理室的结构示意图；
图6是本发明的船用烟尘处理装置的硫氧化物处理室的结构示意图；
图7是本发明的船用烟尘处理装置的喷淋层的结构示意图；
图8是本发明的船用烟尘处理装置的升温层的结构示意图；
图中：1.船用主机，2.重燃油储存舱，21.保温层，22.加热层，221.金属隔层，222.加热管，3.重燃油澄清舱，31.保温套，32.保温管，4.热水管，5.输油管，6.氮氧化物处理室，61.低压SCR系统，62.控温套，7.硫氧化物处理室，70.废液口，71.脱硫塔，72.进气口，73.排气口，74.喷淋层，741.喷淋板，742.总管，743.分管，75.引导板，76.吸热套，77.离心泵，78.加热套，79.升温层，791.限位杆，792.升温管，8.烟气管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种船用烟尘处理装置，设置在船用主机1上，所述船用主机1通过输油管5与重燃油澄清舱3和重燃油储存舱2连通，包括氮氧化物处理室6、硫氧化物处理室7、烟气管8和热水管4，所述烟气管8连通船用主机1、氮氧化物处理室6和硫氧化物处理室7，所述氮氧化物处理室6通过热水管4与重燃油澄清舱3和重燃油储存舱2连接。
如图2所示，所述重燃油储存舱2上设有保温层21和加热层22，所述保温层21包裹在重燃油储存舱2的外部，所述加热层22设置在重燃油储存舱2的底部。
如图3所示，所述保温层21由隔热陶瓷制成，所述加热层22包括金属隔层221和设置在金属隔层221内且与热水管4连通的加热管222。由于远洋船舶航行时间很长，重燃油储存舱2一般很大且容纳足够的燃油，因此对整个重燃油储存舱2进行加热保温需要消耗大量能源，在重燃油储存舱2底部设置加热层22则可以对重燃油储存舱2底部即将泵出的重燃油进行加热降低粘度，不仅可以便于重燃油的流出，又无需消耗大量的能源。保温层21则可以重燃油储存舱2内的燃油进行保温。
如图4所示，所述重燃油澄清舱3上设有套设在重燃油澄清舱3外部的保温套31和设置在重燃油澄清舱3内且两端均与保温套31连通的保温管32，所述保温套31与热水管4连通。由于重燃油澄清舱3较小，使用保温套31整体包裹重燃油澄清舱3需要的成本较低，且可以对重燃油澄清舱3内的重燃油加热保温，而保温管32的设置可以使得处于重燃油澄清舱3中部重燃油也能够得到有效地加热。
如图5所示，所述氮氧化物处理室6包括低压SCR系统61和套设在低压SCR系统61上的控温套62，所述控温套62与热水管4连通，所述低压SCR系统61通过烟气管8与船用主机1连通。
SCR为选择性催化还原技术，是最成熟的烟气脱硝技术，它是一种炉后脱硝，是利用还原剂(NH3，尿素)在金属催化剂作用下，选择性地与NOx反应生成N2和H2O，而不是被O2氧化，故称为“选择性”。世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR2种。国内外SCR系统大多采用高温，反应温度区间为315℃～400℃，在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体，以V2O5或V2O5-WO3或V2O5-MoO3为活性成分，制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。如果反应温度偏低，催化剂的活性会降低，导致脱硝效率下降，且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏；如果反应温度过高，NH3容易被氧化，NOx生成量增加，还会引起催化剂材料的相变，使催化剂的活性退化。
所以设置控温套62，对低压SCR系统61的温度进行控制，保证低压SCR系统61的温度保持在最佳催化温度。
如图6所示，所述硫氧化物处理室7包括竖向设置的脱硫塔71、设置在脱硫塔71中部和底部内的至少两个喷淋层74、套设在脱硫塔71底部外侧的吸热套76、套设在脱硫塔71顶部外侧的加热套78、连通加热套78与吸热套76的离心泵77、设置在脱硫塔71顶部内且与加热套78连接的升温层79，所述脱硫塔71的底部设有进气口72，所述脱硫塔71顶部设有排气口73，所述脱硫塔71通过进气口72与烟气管8连通，所述吸热套76上设有进水管和设置有电磁阀的排水管，所述喷淋层74从下到上依次交错固定在脱硫塔71的内壁上。交错设置的喷淋板741，可以增加烟气的流动路程，增加了烟气与海水的接触时间，从而提高了烟气中固体颗粒和硫氧化物的去除效果，吸热套76在硫氧化物吸收时，降低烟气的温度，提升硫氧化物的溶解量，提高脱硫效果，加热套78和升温管792在烟气排出前，重新加热烟气，便于烟气可以抬升足够的高度，以及防止烟气在排气口73凝结造成脱硫塔71腐蚀损坏。
进一步优选的技术方案还有，所述进气口72上方设有固定在脱硫塔71内的引导板75，所述脱硫塔71底部设有废液口70，所述脱硫塔71由发黑处理的钢制板材制成。废液口70可以便于脱硫废液受重力流回海中。引导板75可以防止海水落入进气口72。经过发黑处理的钢制板材的导热性能不会受到影响，且耐腐蚀性能得到极大提升。
如图7所示，所述喷淋层74包括水平固定在脱硫塔71内的喷淋板741、设置在喷淋板741内的总管742和若干分管743，所述分管743均与总管742连通，所述分管743上设有若干喷淋孔。
如图8所示，所述升温层79包括两端均与加热套78连通的升温管792和设置在升温管792两侧且将升温管792固定在脱硫塔71内的两个限位杆791，所述升温管792呈S型且设有若干通孔。
进一步优选的技术方案是，所述输油管5、热水管4和烟气管8上均设有阀门。阀门可以控制流量。
该船用烟尘处理装置工作原理是：船用主机1燃烧重燃油产生大量高温烟气，首先高温烟气通过烟气管8进入低压SCR系统61，在315℃～400℃的高温下，使得烟气中的氮氧化物与通入的氨气催化反应为对环境无影响的氮气和水，此时控温套62会使得低压SCR系统61保持最佳的催化温度，并将多余的热量传导给热水管4内的海水，接着热海水通过热水管4通入重燃油储存舱2底部的加热层22和重燃油澄清舱3外的保温套31和保温管32，使得重燃油的温度提高而便于重燃油的运输和分离，然后烟气通过烟气管8进入脱硫塔71，交错设置的喷淋板741，使得烟气的流动路程增加，增加了烟气与海水的接触时间，从而提高了烟气中固体颗粒和硫氧化物的去除效果，吸热套76在硫氧化物吸收时，降低烟气的温度，提升硫氧化物的溶解量，提高脱硫效果，而加热套78和升温管792在烟气排出前，重新加热烟气，便于烟气可以抬升足够的高度，以及防止烟气在排气口73凝结造成脱硫塔71腐蚀损坏。
该船用烟尘处理装置的优点和有益效果在于：
1、通过氮氧化物处理室6对烟气进行处理，可以将氮氧化物催化成对环境无影响的氮气和水。
2、通过硫氧化物处理室7对烟气进行处理，不仅可以吸收烟气中的固体颗粒，又可以将硫氧化物转化成溶于海水的硫酸根离子，从而降低了烟气中的含硫量。
3、通过加热层22、保温套31、热水管4和控温套62的配合，可以使得低压SCR系统61的温度保持在最佳催化温度，且为重燃油储存舱2和重燃油澄清舱3提供稳定的热量来源，即提高的氮氧化物催化降解效率，又降低了能耗。
4、通过交错设置的喷淋板741，可以增加烟气的流动路程，增加了烟气与海水的接触时间，从而提高了烟气中固体颗粒和硫氧化物的去除效果。
5.通过吸热套76、保温套31和升温管792的配合，不仅在硫氧化物吸收时，降低烟气的温度，提升硫氧化物的溶解量，提高脱硫效果，也在烟气排出前，重新加热烟气，便于烟气可以抬升足够的高度，以及防止烟气在排气口73凝结造成脱硫塔71腐蚀损坏。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
