本实用新型涉及船舶废气领域，具体涉及一种船舶烟气填料式洗涤塔。
背景技术：
船舶柴油机以劣质重油为燃料，燃烧产生的烟气污染物主要包括nox、sox、co、hc、pm等，其中船舶尾气的so2排放约占全球排放总量的13％(国际海事组织2014年的统计数据)且逐年增长，严重影响生态环境和人们的身体健康。根据国际防止船舶造成污染公约(marpol)附则vi技术修正案的要求，从2015年1月1日起，在波罗地海、北海、北美、美国加勒比海四大排放区的船舶，其燃料的最高含硫量将降低至0.1％，到2020年，非控制区航行的船舶燃油最高硫含量将从3.5％降低至0.5％。除了上述4大排放控制区外，近年来墨西哥海岸、香港、澳大利亚、中国珠三角、长三角、环渤海(京津冀)等地区的近岸海域也都成为排放控制区，执行2020年燃油硫含量0.1％的标准。
为使船舶硫排放达到公约的要求，mepc委员会认可三种措施：1、采用低硫含量的燃油；2、采用液化天然气(lng)做为替代燃料；3、使用经批准的船舶废气脱硫技术。这三种措施分别存在一些弊端：
采用低硫含量的燃油：采用符合标准要求的含硫燃油是最直接的方法，但是使用含硫量低的燃油将增加船舶的运行成本，燃油硫含量2.7％与硫含量0.1％的价差约为280美元/吨，以一艘5万吨级的船舶为例，其每天将增加运行成本5600～8400美元，并且在世界范围内不是所有的港口都有低硫燃油，只有少数港口可以加注。而且现有船舶上的柴油机、锅炉等燃油动力设备均是按高硫然油设计的，动力系统不经改造直接使用低硫燃油，对船舶的润滑系统和燃油喷射系统将产生不利影响，可能会出现动力设备动力不足或停止工作等较为严重的情况。
采用lng做为替代燃料：全球范围内绝大多数港口没有lng配套设施。采用lng替代重油需对船舶现有动力系统、燃料储存系统进行改造，难度大成本高。船舶自身空间有限，同样航程下需要的lng大于重油的量，额外储存lng难度大，且lng自身危险高，增加了船舶航行的安全风险。
使用经批准的船舶废气脱硫技术是现阶段最常见的做法，主要有干法和湿法技术。干法洗涤脱硫采用氢氧化钙作为吸附剂和废气中sox发生反应，形成硫酸盐，从而脱去废气中的sox。湿法脱硫采用海水或碱液做为洗涤液吸收废气中的sox。
现有的开式湿法脱硫系统的洗涤塔基本都采用空塔喷淋，为了达到98％以上的脱硫效率，需布置3～6层不等的喷淋层，结构复杂。并且在低负荷时，不需要将所有喷淋层都开启，只需要开启部分喷淋层，因此其必须在每层喷淋层上设置自动控制阀，并根据负荷情况开启或关闭相应的喷淋层来调整洗涤水的用量，才能达到降低运行成本的目的，这就导致了现有的船舶脱硫塔的控制系统也较为复杂。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种船舶烟气填料式洗涤塔，以解决现有技术中船舶脱硫塔的结构与控制系统都很复杂的问题，实现优化船舶脱硫结构，提高脱硫效率的目的。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种船舶烟气填料式洗涤塔，包括塔体、废气入口、废气出口，所述废气入口的上方、废气出口的下方设置位于塔体内部的填料层，所述填料层上方设置喷淋装置，喷淋装置上方设置除雾器，所述除雾器的上方设置冲洗管道，所述喷淋装置、冲洗管道的输入端均伸出至塔体外侧；还包括位于填料层下方的若干个辅机废气入口、位于塔体底部的洗涤水出口。
针对现有技术中船舶脱硫塔的结构与控制系统都很复杂的问题，本实用新型提出一种船舶烟气填料式洗涤塔，废气入口在废气出口的下方，且两者之间设置填料层，其中填料层使用现有技术中其余化工排放领域内填料塔中的现有填料即可。在填料层上方设置喷淋装置，用于自上而下的向填料层喷洒海水或碱液。喷淋装置上方设置除雾器，用于减少从废气出口排走的烟气中的含水量。经过一段时间运行除雾器内会积累烟气颗粒，因此在除雾器的上方设置冲洗管道，在需要时向冲洗管道中通水冲洗除雾器。所述喷淋装置、冲洗管道的输入端均伸出至塔体外侧，便于从塔体外侧向喷淋装置、冲洗管道中通入海水或其他所需的液体。船舶行驶过程中除了发动机外，其余一些耗能部件同样会产生废气，本申请特地在填料层下方设置若干个辅机废气入口，用户能够根据需要将各辅机的排气端接入辅机废气入口，从而将各辅机排放的废气也引入塔体内部进行处理。塔体底部设置洗涤水出口，喷淋装置、冲洗管道所排出的液体最后经由洗涤水出口排出塔体即可。本实用新型工作时，废气进入塔体后向上流动，流经填料层，填料层上方的喷淋装置又在不断喷洒海水或碱液，因此能够在填料层处进行湿法脱硫。相较于现有的空塔喷淋脱硫结构，在同等脱硫效率的情况下(脱硫效率≥98％)，有效降低了洗涤海水或碱液的用量(约降低10～30％)，进而降低了洗涤泵的电耗，节约了运行成本。同时采用填料层能够增大烟气中so2与洗涤海水的接触面积，在同等洗涤水量的情况下，其脱硫效率高于喷空塔喷淋。此外，本实用新型只有一层喷淋装置，无需在喷淋装置上设置自动阀，只需将向喷淋装置供液的洗涤泵设置成变频泵，便可调整洗涤水的用量，因此与传统空塔喷淋系统相比，本申请在配置及控制上更加简单方便。此外，由于本申请没有传统空塔喷淋中多层喷淋层的布置，塔体的高度要低于空塔喷淋，从而使得向喷淋装置供液的洗涤泵的扬尘低于空塔喷淋的洗涤泵的扬尘，使洗涤泵的能耗更低。
所述废气入口从塔体外侧至塔体内部，自上而下倾斜设置，且废气入口的轴线与水平方向的夹角为10～15°。废气中含有大量烟气颗粒，在沿着废气入口自上而下的进入塔体过程中，能够利用重力进行加速，使得烟气颗粒在进入塔体后具有更大的倾斜向下的惯性，从而减少颗粒物随废气上浮的量，使得更多的颗粒物在进入壳体后能够自然下沉，降低填料层的处理压力，降低对填料层和除雾器的冲洗频率。
所述喷淋装置包括若干相互连通的喷淋管、以及与所述喷淋管相连的若干喷嘴。
所述喷嘴包括内层、外层，所述内层由四个呈正方形排布的喷嘴组成，所述外层由若干环形均布的喷嘴组成。即是外层的喷嘴环形均布，内层的喷嘴呈正方形均匀分布，进而使得喷淋装置能够均匀稳定的向填料层喷出海水或碱液，使海水或碱液更好的洒布在填料层表面，提高脱硫效率。
还包括位于填料层上方的塔体侧壁的防壁流圈。防壁流圈位于填料层上方，避免喷淋装置、冲洗管道所排出的液体在塔体内壁汇聚直接向下流动，确保脱硫与清洗效果。其中防壁流圈使用现有技术即可，本领域技术人员均可实现。
所述填料层的上下两侧均设置有用于工作人员进入塔体的人孔。便于工作人员从不同位置进入塔体对填料层的两侧进行维护。
所述填料层下方设置液位计。用于监控塔体液位，防止液位过高倒灌进入废气入口。
所述填料层的上下两侧或/和除雾器的上下两侧设置压差计。用于监测整个塔的压差，使其在允许的范围内。同时，用户可以根据填料层的上下两侧的压差或除雾器上下两层的压差来判断填料层或除雾器内的颗粒废物含量，压差越大，表明颗粒废物越多，从而使得用户能够准确判断是否向冲洗管道内冲水清洗。
所述废气出口位于塔体顶部。
所述洗涤水出口设置积水盘。防止烟气从洗涤水出口处排出。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型一种船舶烟气填料式洗涤塔，相较于现有的空塔喷淋结构，在同等脱硫效率的情况下，有效降低了洗涤海水的用量，降低了洗涤泵的电耗，节约了运行成本。同时增大了烟气中so2与洗涤海水的接触面积，在同等洗涤水量的情况下，其脱硫效率高于现有的喷空塔喷淋。
2、现有的空塔喷淋结构为了达到98％以上的脱硫效率，需布置3～6层不等的喷淋层，本申请只需布置一层喷淋装置，便可达到98％以上的脱硫效率。
3、船舶脱硫系统需满足船舶主/辅柴油机25％-100％负荷变化，传统的喷淋空塔布置了3～6层不等的喷淋层，在低负荷时，不需要将所有喷淋层都开启，只需要开启部分喷淋层，因此其必须在每层喷淋层上设置自动控制阀，并根据负荷情况开启或关闭相应的喷淋层来调整洗涤水的用量，才能达到降低运行成本的目的。而本申请只有一层喷淋装置，无需在喷淋装置上设置自动阀，只需将向喷淋装置供液的洗涤泵设置成变频泵，便可调整洗涤水的用量，因此与传统空塔喷淋系统相比，本申请在配置及控制上更加简单方便。
4、由于本申请没有传统空塔喷淋中多层喷淋层的布置，塔体的高度要低于空塔喷淋，从而使得向喷淋装置供液的洗涤泵的扬尘低于空塔喷淋的洗涤泵的扬尘，使洗涤泵的能耗更低。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型具体实施例的立面图；
图2为本实用新型具体实施例中喷淋装置的平面图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-塔体，2-废气入口，3-废气出口，4-填料层，5-喷淋装置，501-喷淋管，502-喷嘴，6-除雾器，7-冲洗管道，8-辅机废气入口，9-洗涤水出口，10-防壁流圈，11-人孔，12-液位计，13-压差计。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1：
如图1与图2所示的一种船舶烟气填料式洗涤塔，包括塔体1、废气入口2、废气出口3，所述废气入口2的上方、废气出口3的下方设置位于塔体1内部的填料层4，所述填料层4上方设置喷淋装置5，喷淋装置5上方设置除雾器6，所述除雾器6的上方设置冲洗管道7，所述喷淋装置5、冲洗管道7的输入端均伸出至塔体1外侧；还包括位于填料层4下方的若干个辅机废气入口8、位于塔体1底部的洗涤水出口9。
实施例2：
如图1与图2所示的一种船舶烟气填料式洗涤塔，在实施例1的基础上，所述废气入口2从塔体1外侧至塔体1内部，自上而下倾斜设置，且废气入口2的轴线与水平方向的夹角为10～15°。所述喷淋装置5包括若干相互连通的喷淋管501、以及与所述喷淋管501相连的若干喷嘴502。所述喷嘴502包括内层、外层，所述内层由四个呈正方形排布的喷嘴502组成，所述外层由若干环形均布的喷嘴502组成。还包括位于填料层4上方的塔体1侧壁的防壁流圈10。所述填料层4的上下两侧均设置有用于工作人员进入塔体1的人孔11。所述填料层4下方设置液位计12。所述填料层4的上下两侧和除雾器6的上下两侧设置压差计13。所述废气出口3位于塔体1顶部。所述洗涤水出口9设置积水盘。
本实施例中洗涤塔采用填料塔，塔体材质2507不锈钢，烟气从塔下部进入，上部排出，逆流与海水在填料层中充分接触，填料层上有一层喷淋装置，使海水更好的洒布在填料层表面，提高脱硫效率；塔出口设置单级平板式除雾器，减少烟气中的含水量，填料层及除雾器两侧均设有压差计，用于监测整个塔的压差，使其在允许的范围内；塔底部设有液位计，监控塔釜液位，防止液位过高倒灌进入烟气入口管道；塔底出液口设有积水盘，防止烟气从出水口排出。
本实施例中塔体直径3200mm、高度10670mm；填料材质为2205不锈钢，喷嘴为切向实心锥形喷嘴。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种船舶烟气填料式洗涤塔，包括塔体(1)、废气入口(2)、废气出口(3)，其特征在于，所述废气入口(2)的上方、废气出口(3)的下方设置位于塔体(1)内部的填料层(4)，所述填料层(4)上方设置喷淋装置(5)，喷淋装置(5)上方设置除雾器(6)，所述除雾器(6)的上方设置冲洗管道(7)，所述喷淋装置(5)、冲洗管道(7)的输入端均伸出至塔体(1)外侧；还包括位于填料层(4)下方的若干个辅机废气入口(8)、位于塔体(1)底部的洗涤水出口(9)。
2.根据权利要求1所述的一种船舶烟气填料式洗涤塔，其特征在于，所述废气入口(2)从塔体(1)外侧至塔体(1)内部，自上而下倾斜设置，且废气入口(2)的轴线与水平方向的夹角为10～15°。
3.根据权利要求1所述的一种船舶烟气填料式洗涤塔，其特征在于，所述喷淋装置(5)包括若干相互连通的喷淋管(501)、以及与所述喷淋管(501)相连的若干喷嘴(502)。
4.根据权利要求3所述的一种船舶烟气填料式洗涤塔，其特征在于，所述喷嘴(502)包括内层、外层，所述内层由四个呈正方形排布的喷嘴(502)组成，所述外层由若干环形均布的喷嘴(502)组成。
5.根据权利要求1所述的一种船舶烟气填料式洗涤塔，其特征在于，还包括位于填料层(4)上方的塔体(1)侧壁的防壁流圈(10)。
6.根据权利要求1所述的一种船舶烟气填料式洗涤塔，其特征在于，所述填料层(4)的上下两侧均设置有用于工作人员进入塔体(1)的人孔(11)。
7.根据权利要求1所述的一种船舶烟气填料式洗涤塔，其特征在于，所述填料层(4)下方设置液位计(12)。
8.根据权利要求1所述的一种船舶烟气填料式洗涤塔，其特征在于，所述填料层(4)的上下两侧或/和除雾器(6)的上下两侧设置压差计(13)。
9.根据权利要求1所述的一种船舶烟气填料式洗涤塔，其特征在于，所述废气出口(3)位于塔体(1)顶部。
10.根据权利要求1所述的一种船舶烟气填料式洗涤塔，其特征在于，所述洗涤水出口(9)设置积水盘。
技术总结