Десульфуризация отработанного газа морских судов - RU2740498C2
Код документа: RU2740498C2
Чертежи
Описание
Область техники настоящего изобретения
[001] Настоящая заявка относится к области уменьшения количества SOx в отработанных газах морских судов с использованием мокрых скрубберов. Более конкретно, настоящая заявка относится к увеличению способности абсорбции SOx очищающей жидкостью, используемой в скруббере в режиме замкнутого контура, посредством применения суспензии гидроксида магния для очистки использованной очищающей жидкости.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
[002] Сжигание ископаемого топлива используют в промышленных процессах для множества различных целей. К сожалению, сжигание ископаемого топлива производит несколько загрязняющих веществ, которые оказались вредными для окружающей среды. В частности, оксидные соединения серы и азота представляют собой основные компоненты "кислотного дождя". Сера представляет собой встречающийся в природе элемент, который содержится в сырой нефти и концентрируется в остаточных компонентах в процессе дистилляции сырой нефти. SOx образуются в результате сгорания содержащих серу соединений, содержание которых особенно велико в низкосортных горючих материалах. Как правило, для топлива в мировом масштабе это содержание составляет приблизительно от 1,5 до 4 мас. %. Указанные значения приводят к высокой концентрации SO2 в топочных газах. Например, когда используют топливо, содержащее 1,5 мас. % серы, концентрация SO2 в выпускаемом газе составляет приблизительно 630 частей на миллион, а когда топливо содержит 4 мас. % серы, концентрация SO2 в выпускаемом газе составляет приблизительно 1700 частей на миллион.
[003] Суда быстро превращаются в крупнейший источник загрязнения воздуха в странах ЕС. Если не будут предприняты дополнительные меры, к 2020 году суда будут производить больше выбросов, чем все наземные источники, вместе взятые.
[004] Для европейских вод впервые в мире были введены более строгие правила, ограничивающие выбросы серы для судов, с вступлением в силу так называемых областей контроля выбросов серы (SECA) в Балтийском море в 2006 году, а затем в Северном море и Ла-Манше в 2007 году.
[005] Согласно директиве Европейского Союза (ЕС) о содержании серы в топливе для морских судов, разрешены только горючие материалы с низким содержанием серы, составляющим менее чем 1,5 мас. %. Кроме того, с 11 августа 2006 года ограничение содержания серы в топливе на уровне 1,5 мас. % распространяется на горючие материалы, используемые на пассажирских судах, эксплуатируемых на регулярной основе и совершающих рейсы с заходом в любой порт ЕС, а не только в пределах SECA. Законодательство ЕС разрешает использование технологий, которые уменьшают содержание серы в выпускаемом газе, в качестве альтернативы использованию горючих материалов с низким содержанием серы (1,5 мас. %). Таким образом, технология должна обеспечивать уменьшение содержания серы в газообразных выбросах до уровня, который является по меньшей мере равным или не превышает уровень снижения содержания серы в топливе для судовых двигателей.
[006] Как правило, морские суда используют сжигающие бедную топливную смесь двигатели и низкосортные горючие материалы, причем каждый из этих двух факторов приводит к высокому содержанию SOx и частиц, присутствующих в отработанном газе.
[007] Одна возможность уменьшения содержания SOx в отработанном газе морских судов представляет собой использование горючих материалы с низким содержанием серы. Однако имеющие низкое содержание серы горючие материалы являются значительно более дорогостоящими, чем обычные низкосортные горючие материалы.
[008] Вследствие высокой стоимости горючих материалов, имеющих низкое содержание серы, судостроители и судовладельцы были вынуждены искать другие решения проблемы уменьшения содержания SOx в отработанном газе при использовании обычных низкосортных горючих материалов, причем не только для новых судов, которые должны быть построены, но также, что гораздо важнее, для действующего флота морских судов.
[009] В большинстве технологий десульфуризации топочного газа (FGD) использованы процессы мокрой очистки, в которых выпускаемые топочные газы вводят в тесный контакт с водным очищающим раствором. Цель указанных процессов заключается в том, чтобы обеспечить высокую эффективность абсорбции и удаление или существенное уменьшение концентрации частиц, капель или веществ в очищаемом топочном газе. Очищающий раствор может представлять собой воду, морскую воду или любой другой водный раствор одного или нескольких соединений, известных своей способностью связывать или абсорбировать одни или несколько компонентов очищаемого топочного газа. Кислые газы, такие как SOx, обычно удаляют из раствора посредством очистки щелочным раствором, таким как водный раствор щелочного соединения, такого как гидроксид натрия или другие щелочные вещества.
[010] Мокрый скруббер может представлять собой насадочный скруббер, и в таком случае скруббер или по меньшей мере часть скруббера заполняет насадка. Очищающий раствор течет по поверхности насадки, что обеспечивает большую поверхность контакта между очищающей жидкостью и газом, который протекает через насадку. В качестве альтернативы, мокрый скруббер может не иметь насадки, но очищающую жидкость распыляют в скруббер, образуя из очищающей жидкости дождь или туман, который вводят в контакт с очищаемым топочным газом. Скруббер может также содержать насадочные и безнасадочные зоны.
[011] Частицы в топочном газе переносятся вместе с очищающей жидкостью и могут быть удалены из мокрого скруббера вместе с очищающей жидкостью, или их удаляют из очищающей жидкости посредством фильтров, центрифуг или любых других устройств для отделения твердых частиц от жидкости.
[012] В качестве очищающей жидкости относительно эффективной является свежая морская вода. Однако в определенных географических областях, например, в Балтийском море, запрещен выпуск морской воды, которая была использована в качестве очищающей жидкости для отработанных газов морских судов. Для выполнения указанных требований существует необходимость в замкнутом контуре для очищающего раствора, т.е. требуется решение с очисткой и рециркуляцией воды. Однако морская вода имеет ограниченную буферную емкость. Вследствие кислой природы SOx, присутствующих в отработанном газе, очищающая морская вода становится кислой и теряет свою способность абсорбции SOx при использовании в системе замкнутого контура.
[013] Для решения данной проблемы каустическая сода (гидроксид натрия или NaOH) представляет собой наиболее часто используемый химический реагент, который регулирует рН в мокрых скрубберах для удаления диоксида серы. Однако гидроксид натрия является потенциально опасным в процессе работы с ним. Кроме того, в случае передозировки гидроксид натрия может создавать чрезмерно высокий уровень рН для выпуска в море использованной морской воды из скруббера.
[014] Вместо гидроксида натрия также известно добавление оксида магния (MgO) или гидроксида магния (Mg(OH)2) для очистки (морской) воды в целях увеличения ее очищающей способности и/или для поддержания щелочности и, следовательно, очищающей способности (морской) воды в скруббере с замкнутым контуром очищающей жидкости. В отличие от щелочных материалов, таких как гидроксид натрия, оксид магния и гидроксид магния можно, в общем, рассматривать как неопасные материалы. По существу, оксид магния и гидроксид магния могут быть более безопасными для персонала, который может обращаться или иным образом вступать в контакт с указанными материалами, а также могут быть более безопасными для окружающей среды, например, в случае потери или утечки, в результате которой они могут попадать на поверхность окружающей воды и/или за борт морского судна.
[015] Абсорбция SOx в водном растворе Mg(OH)2 может быть проиллюстрирована на примере абсорбции SO2 согласно следующим уравнениям:
Реакция абсорбции 1: Mg(OH)2+SO2→MgSO3+H2O
Реакция абсорбции 2: MgSO3+SO2+H2O→Mg(HSO3)2
Полная реакция: Mg(OH)2+2SO2→Mg(HSO3)2
[016] Пользователь обычно получает Mg(OH)2 в форме суспензии или взвеси Mg(OH)2 в воде. Mg(OH)2 имеет низкую растворимость в воде, и обычно используют добавки, которые предотвращают осаждение Mg(OH)2, во избежание необходимости постоянного перемешивания суспензии. Однако вибрации на борту судна, по-видимому, уменьшают действие химической добавки, обычно используемой для удержания Mg(OH)2 в суспензии.
[017] В качестве альтернативы, MgO может быть использован в форме порошка, который растворяется и реагирует с водой согласно следующему уравнению:
MgO+H2O→Mg(OH)2
Приведенная выше реакция является высокоэкзотермической, и необходимо предпринимать меры, предотвращающие чрезмерное нагревание, приводящее к кипению и создающее потенциально опасные ситуации.
[018] В документе US 2015/0283499 раскрыто использование имеющей высокое содержание твердых частиц суспензии гидроксида магния в сочетании с системами очистки отработанных газов для удаления соединений SOx и NOx из выпускаемого отработанного газа. Суспензия содержит соединение гидроксида магния и регулирующий вязкость агент на углеводной основе. Суспензия может дополнительно содержать морскую воду в качестве по меньшей мере части жидкого компонента. Соединение магния, используемое для образования суспензий, содержит материал оксида магния или гидроксида магния, которые, в частности, присутствуют в форме порошка. Порошкообразное соединение магния затем смешивают с доступной морской водой, по которой идет морское судно, с получением суспензии гидроксида магния, имеющей относительно высокую концентрацию твердых частиц.
[019] Как известно, соединения магния в форме порошков оксида магния занимают меньше места для хранения в бункере морского судна, чем щелочные материалы, такие как гидроксид натрия. Кроме того, использование оксида магния и/или гидроксида магния может производить меньше осадка, для хранения и конечного удаления которого с морского судна в целях утилизации могут потребоваться усилия со стороны владельца морского судна. Также является общеизвестным, что оксид магния и/или гидроксид магния не вызывают коррозию металлических поверхностей, включая металлические детали морского судна, а также металлические детали оборудования для хранения и перекачивания и системы очистки отработанного газа.
[020] В документе CN 102151481 раскрыта система наблюдения и автоматического управления процесса десульфуризации на основе содержащей магний морской воды для судов с использованием способа на основе содержащей магний морской воды. В данной системе топочный газ выпускают из главного газохода и направляют в распылительную охлаждающую систему из выпуска воздуходувного устройства, и аэрозоль распыляют в направлении воздушного потока, уменьшая температуру топочного газа до 100°С или менее, содействуя созданию эффекта десульфуризации и способствуя притоку топочного газа. Колонна десульфуризации оборудована многоступенчатым распылительным устройством и суспензионным резервуаром с постоянным уровнем жидкости. Окислительный вентилятор направляет кислород в резервуар. Орошающий насос используют для извлечения суспензии из суспензионного резервуара в целях для циклического охлаждения и циклической реакции путем распыления. Образующаяся охлаждающая жидкость и распыляемая жидкость опускаются в суспензионном резервуаре под действием силы тяжести, а газ течет вверх, в конечном счете, выходя в атмосферу через отверстие для выпуска дыма. Морскую воду и порошок MgO вводят в суспензионный резервуар в заданных пропорциях, подвергают механическому перемешиванию и паровому нагреванию до постоянной температуры. После выдерживания свежую суспензию количественно вводят в каждый распылительный трубопровод по четырем линиям из выпуска в нижнем конце суспензионного резервуара.
[021] Недостаток системы, которая описана выше, заключается в том, что суспензию непосредственно впрыскивают в колонну десульфуризации, приводя к высокому риску закупоривания распылительной системы.
[022] Цель настоящей заявки заключается в том, чтобы предложить систему десульфуризации отработанного газа морских судов, в которой способность абсорбции SOx очищающей жидкостью увеличивают посредством использования суспензии гидроксида магния, получаемой посредством гидролиза порошка оксида магния водой, избегая добавления химических компонентов в суспензию гидроксида магния и предотвращая необходимость поступления суспензии гидроксида магния в колонну десульфуризации (скруббер).
Краткое раскрытие настоящего изобретения
[023] Согласно первому аспекту настоящей заявки предложена система десульфуризации отработанного газа морских судов для уменьшения количества оксидов серы, присутствующих в отработанном газе одного или нескольких дизельных двигателей морского судна, причем система десульфуризации отработанного газа морских судов предпочтительно предназначена для эксплуатации в режиме открытого и замкнутого контура, где система десульфуризации отработанного газа морских судов содержит, в частности, когда она выполнена с возможностью эксплуатации в режиме замкнутого контура:
- систему мокрой очистки, содержащую по меньшей мере один мокрый скруббер, выполненный с возможностью очистки отработанных газов, производимых дизельным двигателем морского судна, с использованием очищающей жидкости, в результате чего образуется использованная очищающая жидкость, причем система мокрой очистки выполнена с возможностью эксплуатации в режиме замкнутого контура;
- по меньшей мере один подготовительный резервуар, выполненный с возможностью получения суспензии гидроксида магния посредством гидролиза порошка оксида магния водой в условиях перемешивания;
- перемещающее суспензию устройство для перемещения полученной суспензии гидроксида магния в систему мокрой очистки, в частности, для перемещения полученной суспензии гидроксида магния из по меньшей мере одного подготовительного резервуара в направлении использованной очищающей жидкости, выведенной из мокрого скруббера, предназначенное для введения суспензии гидроксида магния в контакт с использованной очищающей жидкостью и очистки использованной очищающей жидкости, когда система мокрой очистки работает в режиме замкнутого контура.
[024] Таким образом, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящей заявки предложена система десульфуризации отработанного газа морских судов для уменьшения количества оксидов серы, присутствующих в отработанном газе одного или нескольких дизельных двигателей морского судна, при этом система десульфуризации отработанного газа морских судов выполнена с возможностью эксплуатации в режиме открытого и замкнутого контура, где система десульфуризации отработанного газа морских судов содержит, когда она выполнена с возможностью эксплуатации в режиме замкнутого контура:
- систему мокрой очистки, содержащую по меньшей мере один мокрый скруббер, выполненный с возможностью очистки отработанных газов, производимых дизельным двигателем морского судна, с использованием очищающей жидкости, в результате чего образуется использованная очищающая жидкость, причем мокрый скруббер содержит одну или несколько выводящих использованную очищающую жидкость труб для вывода использованной очищающей жидкости из мокрого скруббера;
- по меньшей мере один подготовительный резервуар, выполненный с возможностью получения суспензии гидроксида магния посредством гидролиза порошка оксида магния (MgO) водой, причем подготовительный резервуар содержит добавляющее воду устройство, добавляющее порошок MgO устройство и перемешивающее устройство для перемешивания воды и порошка MgO;
- перемещающее суспензию устройство для перемещения полученной суспензии гидроксида магния из по меньшей мере одного подготовительного резервуара в направлении использованной очищающей жидкости, выведенной из мокрого скруббера посредством одной или нескольких выводящих использованную очищающую жидкость труб, где суспензия гидроксида магния вступает в контакт с использованной очищающей жидкостью, в целях очистки использованной очищающей жидкости и/или нейтрализации ее кислотности.
[025] В течение процесса мокрой очистки топочный отработанный газ проходит через слой очищающей жидкости, более конкретно воды и наиболее конкретно морской воды. В течение этого процесса SOx удаляется из отработанного газа и расходует всю щелочность, содержащуюся в очищающей воде. Посредством абсорбции SOx и других вредных газов водой рН воды уменьшается. Содержащиеся в воде SOx в присутствии кислорода превращаются в SO3, который далее превращается в H2SO4 согласно следующим уравнениям:
регулирование рН: Mg(HSO3)2+Mg(OH)2→MgSO3+H2O
окисление:
[026] В некоторых областях данная использованная очищающая жидкость не может быть выпущена в море, по которому идет морское судно, и подлежит регенерации. Однако подкисленная очищающая жидкость не может быть повторно использована далее в мокром скруббере, поскольку кислотность будет уменьшать способность адсорбции SOx в отработанном газе. Для решения этой проблемы суспензия гидроксида магния, которая образуется посредством гидролиза оксида магния, и/или суспензия гидроксида магния в воде нейтрализует кислую очищающую жидкость, которая образуется в течение процесса мокрой очистки отработанного газа. Таким образом, суспензия гидроксида магния далее обеспечивает повторное увеличение способность абсорбции SOx очищающей жидкостью.
[027] Система согласно настоящей заявке имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что суспензию Mg(OH)2 добавляют после мокрого скруббера. Отсутствует само по себе впрыскивание суспензии Mg(OH)2 в мокрый скруббер (колонну десульфуризации).
[028] Посредством получения суспензии гидроксида магния в подготовительном резервуаре с использованием перемешивающего устройства осуществляют быстрое перемешивание порошка оксида магния с водой.
[029] Согласно варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке одна или несколько выводящих использованную очищающую жидкость труб выполнены с возможностью вывода использованной очищающей жидкости из мокрого скруббера через работающую в режиме замкнутого контура возвращающую очищающую жидкость трубу в резервуар использованной очищающей жидкости, когда мокрый скруббер эксплуатируют в режиме замкнутого контура.
[030] Согласно возможному варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке система десульфуризации отработанного газа морских судов содержит аккумулирующий резервуар, который расположен последовательно с подготовительным резервуаром и который присоединен к подготовительному резервуару через выводящую суспензию трубу.
[031] Наличие второго резервуара в форме аккумулирующего резервуара для содержания суспензии гидроксида магния обеспечивает улучшенный гидролиз, означающий, что получается более гомогенная суспензия гидроксида магния, и процесс очистки использованной очищающей жидкости можно регулировать улучшенным образом.
[032] Согласно конкретному варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке перемещающее суспензию устройство содержит перемещающие суспензию трубы для вывода суспензии гидроксида магния (суспензии Mg(OH)2) из подготовительного резервуара и/или аккумулирующего резервуара через работающую в режиме замкнутого контура возвращающую очищающую жидкость трубу в использованную очищающую жидкость, в частности, в одну или несколько выводящих использованную очищающую жидкость труб.
[033] Согласно варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке выводящая суспензию труба оборудована перекачивающими суспензию устройствами для перекачивания суспензии из подготовительного резервуара в аккумулирующий резервуар, и перемещающие суспензию трубы оборудованы перекачивающими суспензию устройствами для перекачивания суспензии из аккумулирующего резервуара в работающую в режиме замкнутого контура возвращающую очищающую жидкость трубу.
[034] Согласно варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке система десульфуризации отработанного газа морских судов дополнительно содержит промывочное устройство для промывания перекачивающих суспензию устройств и всех труб, через которые протекает суспензия после того, как перекачивающие суспензию устройства прекращают перекачивание суспензии.
[035] Согласно конкретному варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке вода, добавляемая в порошок MgO для получения суспензии Mg(OH)2, представляет собой пресную воду или морскую воду с эмульгатором. Эмульгатор представляет собой полимер, который не является поверхностно активным, или поверхностно-активное вещество, добавляемое в суспензию, обычно коллоид, для улучшения разделения частиц и предотвращения осаждения или комкования.
[036] Согласно возможному варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке подготовительный резервуар содержит расходомер для измерения потока воды, устанавливаемый в подготовительный резервуар.
[037] Согласно варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке подготовительный резервуар содержит регулирующее добавление порошка MgO устройство, выполненное с возможностью регулирования добавляющего порошок MgO устройства в целях постепенного добавления порошка MgO в подготовительный резервуар.
[038] Согласно конкретному варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке подготовительный резервуар содержит измеряющее температуру устройство для измерения температуры внутри подготовительного резервуара и содержит регулирующее добавление воды устройство, выполненное с возможностью регулирования добавляющего воду устройства для добавления воды в подготовительный резервуар в том случае, если измеряющее температуру устройство определяет температуру полученной суспензии Mg(OH)2, увеличенную выше заданной предельной температуры.
[039] Регулируемое добавление порошка в подготовительном резервуаре предотвращает чрезмерное нагревание вследствие экзотермической реакции между порошком MgO и водой, которые добавляют в подготовительный резервуар.
[040] Согласно конкретному варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке аккумулирующий резервуар содержит перемешивающее устройство для перемешивания суспензии Mg(OH)2, которая содержится в аккумулирующем резервуаре.
[041] Согласно возможному варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке подготовительный резервуар, соответственно, аккумулирующий резервуар, содержит измеряющее давление устройство для определения фактического уровня суспензии Mg(OH)2 в подготовительном резервуаре, соответственно, аккумулирующем резервуаре и содержит регулирующее перемешивание устройство, которое выполнено с возможностью регулирования перемешивающего устройства для непрерывного перемешивания суспензии Mg(OH)2, полученной в подготовительном резервуаре, соответственно, аккумулирующем резервуаре, при том условии, что измеряющее давление устройство показывает, что уровень суспензии Mg(OH)2 находится выше заданного минимального уровня.
[042] Посредством непрерывного перемешивания суспензии гидроксида магния будет предотвращено осаждение гидроксида магния из полученной суспензии на дне подготовительного резервуара, соответственно, аккумулирующего резервуара.
[043] Согласно возможному варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке добавляющее порошок MgO устройство содержит перемещающее и добавляющее порошок устройство, содержащее один или несколько многошнековых конвейеров, которыми управляет регулирующее перемещение и добавление устройство, выполненное с возможностью пуска и остановки одного или нескольких многошнековых конвейеров в любое время в течение процесса добавления оксида магния и/или гидроксида магния в подготовительный резервуар.
[044] Многошнековые конвейеры являются надежными, и скорость введения можно регулировать посредством пуска и остановки многошнековых конвейеров.
[045] Согласно варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке система десульфуризации отработанного газа морских судов дополнительно содержит пылеулавливающее устройство, которое содержит пылеулавливающую трубу, которая находится в соединении с подготовительным резервуаром, и которое содержит водораспылительное устройство, выполненное с возможностью распыления воды в пылеулавливающую трубу.
[046] Указанное пылеулавливающее устройство предотвращает выход пыли из порошка оксида магния.
[047] Согласно варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке мокрый скруббер представляет собой скруббер распылительного типа без насадки, и при этом мокрый скруббер содержит очистительную колонну, имеющую множество распылительных сопел, из которых каждое выполнено с возможностью распыления очищающей жидкости в очистительную колонну для введения в контакт с отработанным газом, причем очистительная колонна необязательно содержит две последовательно соединенные очистительные камеры, каждая очистительная камера имеет по меньшей мере одно сопло и одну выводящую очищающую жидкость трубу для вывода использованной очищающей жидкости из соответствующей очистительной камеры.
[048] Согласно варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке система десульфуризации отработанного газа морских судов содержит очищающую жидкость трубу, выполненную с возможностью перемещения очищающей жидкости в распылительные сопла, присутствующие в очистительной колонне, причем очищающая жидкость труба содержит охладитель, выполненный с возможностью охлаждения очищающей жидкости, которая перемещается в распылительные сопла.
[049] Согласно возможному варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке очищающая жидкость труба выполнена с дополнительной возможностью перемещения и рециркуляции очищающей жидкости из резервуара использованной очищающей жидкости в распылительные сопла, когда система мокрой очистки работает в режиме замкнутого контура.
[050] Согласно варианту осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке система десульфуризации отработанного газа морских судов дополнительно содержит фильтрующий блок для фильтрации использованной очищающей жидкости.
[051] Согласно второму аспекту настоящей заявки предложен способ уменьшения количества оксидов серы, присутствующих в отработанном газе дизельного двигателя морского судна, при этом способ предусматривает следующие стадии:
- перемещение отработанных газов, произведенных в дизельном двигателе морского судна, в систему мокрой очистки, которая работает в режиме замкнутого контура;
- очистка отработанных газов в системе мокрой очистки с использованием очищающей жидкости и образование в результате этого использованной очищающей жидкости;
- получение суспензии гидроксида магния посредством добавления порошка оксида магния и воды в подготовительный резервуар в условиях перемешивания;
- перемещение полученной суспензии гидроксида магния в систему мокрой очистки через перемещающее суспензию устройство; и;
- введение суспензии гидроксида магния в контакт с использованной очищающей жидкостью и в результате этого
- очистка использованной очищающей жидкости и/или нейтрализация ее кислотности.
Согласно конкретному варианту осуществления способа по настоящей заявке, способ дополнительно предусматривает следующие стадии:
(a) непрерывное перемешивание суспензии гидроксида магния в подготовительном резервуаре с использованием перемешивающего устройства при регулировании с помощью регулирующего перемешивание устройства, при том условии, что уровень суспензии гидроксида магния, определенный измеряющем давление устройством, находится выше заданного уровня;
(b) постепенное добавление порошка оксида магния в подготовительный резервуар посредством перемещающего и добавляющего порошок устройства при регулировании с помощью регулирующего перемещение и добавление устройства; и/или
(c) добавление воды в подготовительный резервуар с использованием добавляющего воду устройства при регулировании с помощью регулирующего добавление воды устройства в том случае, если температура полученной суспензии гидроксида магния в подготовительном резервуаре, определяемая посредством измеряющего температуру устройства, увеличивается выше заданной предельной температуры.
[052] Согласно возможному способу по настоящей заявке полученную суспензию гидроксида магния перекачивают из подготовительного резервуара в аккумулирующий резервуар через выводящую суспензию трубу с использованием перекачивающих устройств.
[053] В частности, использованную очищающую жидкость выводят из мокрого скруббера через одну или несколько выводящих использованную очищающую жидкость труб и перемещают в резервуар использованной очищающей жидкости через работающую в режиме замкнутого контура возвращающую очищающую жидкость трубу, когда система мокрой очистки работает в режиме замкнутого контура, и при этом суспензию гидроксида магния из аккумулирующего резервуара вводят в контакт с использованной очищающей жидкостью в работающей в режиме замкнутого контура возвращающей очищающую жидкость трубе через перемещающие суспензию трубы, составляющие часть перемещающего суспензию устройства.
[054] Согласно необязательному способу по настоящей заявке суспензию гидроксида магния перекачивают из аккумулирующего резервуара в работающую в режиме замкнутого контура возвращающую очищающую жидкость трубу через перемещающие суспензию трубы с использованием перекачивающих устройств.
[055] Согласно возможному способу по настоящей заявке способ осуществляют с использованием системы десульфуризации отработанного газа морских судов по настоящей заявке, как описано выше.
Краткое описание фигур
[056] На фиг. 1 проиллюстрировано общее схематическое изображение конкретного варианта осуществления системы десульфуризации отработанного газа морских судов, содержащей систему мокрой очистки для очистки отработанного газа одного или нескольких дизельных двигателей морского судна и обработки возвращенной использованной очищающей жидкости посредством суспензии Mg(OH)2;
[057] на фиг. 2 проиллюстрирован конкретный вариант осуществления подающей и перемешивающей порошок системы для порошка MgO, поставляемого в мягких контейнерах;
[058] на фиг. 3 проиллюстрирован конкретный вариант осуществления подающей и перемешивающей порошок системы для порошка MgO, поставляемого без упаковки и хранящегося на борту в бункере.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
[059] После ознакомления с приведенным ниже описанием специалисту в данной области техники станет понятным, что когда элемент, такой как труба, насос, клапан, впуск, выпуск, резервуар, контейнер, сопло и т.д., упомянут в единственном числе, упомянутый элемент может присутствовать во множественном числе, т.е. возможно присутствие двух или более элементов, если это не исключено определенным образом. Соответственно, когда упомянута труба, этим выражением могут быть также обозначены две или более трубы, расположенные параллельно или последовательно. Это также применимо для всех упомянутых элементов.
[060] Как можно видеть на фиг. 1, отработанный газ (100), производимый одним или несколькими дизельными двигателями (не представленными на фиг.1) морского судна, вводят в нижнюю часть мокрого скруббера (1) через выводящую топочный газ трубу (2). Мокрый скруббер (1) представляет собой, в частности, мокрый скруббер без насадки. Мокрый скруббер (1) содержит очистительную колонну, имеющую множество распылительных сопел (3, 3'), из которых каждое выполнено с возможностью распыления очищающей жидкости в очистительную колонну для введения в контакт с отработанным газом. Распылительные сопла (3, 3') выполнены с возможностью максимального контакта между капельками очищающей жидкости, выходящими из распылительных сопел (3, 3') и отработанным газом, проходящим через очистительную колонну мокрого скруббера. Очищающую жидкость вводят в распылительные сопла (3) через вспомогательные трубы (4', 4'') очищающей жидкости. Вспомогательные трубы (4', 4'') очищающей жидкости присоединены к главной трубе (4) для очищающей жидкости. Очищенный отработанный газ высвобождается в окружающую среду через выпускающую очищенный отработанный газ трубу (5).
[061] Использованную очищающую жидкость собирают в мокром скруббере (1) и выводят через выводящие использованную очищающую жидкость трубы (6, 6'). Мокрый скруббер (1), который проиллюстрирован на фиг. 1, представляет собой, более конкретно, двухступенчатый мокрый скруббер, имеющий две последовательно соединенные очистительные камеры (не представленные на фиг. 1), в котором каждая из очистительных камер имеет одно распылительное сопло (3, 3') и одну выводящую очищающую жидкость трубу (6, 6'). Очищающую жидкость в выводящих очищающую жидкость трубах (6, 6') собирают и далее направляют через работающую в режиме открытого контура выпускную трубу (7), которой управляет клапан (8), или через работающую в режиме замкнутого контура возвращающую очищающую жидкость трубу (9), которой управляет клапан (10). Соответственно, согласно конкретным вариантам осуществления, система десульфуризации отработанного газа морских судов, которая описана в настоящем документе, выполнена с возможностью эксплуатации в режиме открытого контура, в также в режиме замкнутого контура.
[062] В режиме открытого контура системы мокрая очистки клапан (10) закрыт, и клапан (8) открыт, таким образом, что использованную очищающую жидкость выводят через выпускную трубу (7) и выпускают в окружающее море через выпуск (11) воды. В режиме открытого контура морскую воду забирают из окружающего моря через впуск (12) морской воды, трубу (14) морской воды, клапан (22), насос (13) очищающей жидкости и вводят в трубы (4, 4', 4'') очищающей жидкости. В режиме открытого контура клапан (22) открыт.
[063] В режиме замкнутого контура система мокрой очистки, которая является обязательной в определенных водах, таких как Балтийское море, где запрещен выпуск использованной очищающей жидкости в окружающую среду, клапан (8) закрыт, и клапан (10) открыт, таким образом, что использованную очищающую жидкость выводят через работающую в режиме замкнутого контура возвращающую очищающую жидкость трубу (9) и вводят в резервуар (20) использованной очищающей жидкости, который в режиме замкнутого контура служит в качестве резервуара очищающей жидкости. В режиме замкнутого контура открыт рециркуляционный клапан (23), который установлен на возвращающую очищающую жидкость трубу (24) для рециркуляции очищающей жидкости из резервуара (20) использованной очищающей жидкости. Следовательно, очищающую жидкость в резервуаре (20) возвращают через рециркуляционную трубу (24), клапан (23) и насос (13) в трубы (4, 4', 4'') очищающей жидкости. Клапан (22) находится в режиме замкнутого контура и выполнен с возможностью возмещения любой потери очищающей жидкости при рециркуляции очищающей жидкости.
[064] В режиме замкнутого контура рециркулирующую очищающую жидкость нагревают посредством горячего отработанного газа в мокром скруббере (1). Чтобы предотвратить уменьшение эффективности очистки вследствие нагревания, охладитель (27) может быть установлен в трубе (4) для очищающей жидкости для охлаждения очищающей жидкости. Охладитель (27) принимает охлаждающую вода из впуск (12) морской воды через трубу (25) охлаждающей воды и насос (26) охлаждающей воды. Охлаждающую воду выводят из охладителя (27) в возвращающую охлаждающую воду трубу (28) и выпускают в окружающую среду через выпуск (11) морской воды. Специалисту в данной области техники будет понятно, что упомянутый выпуск (11) морской воды может представлять собой один выпуск или несколько выпусков, из которых каждый предназначен для выпуска одного или нескольких водных потоков в окружающее море.
[065] Чтобы осуществить очистку и/или нейтрализовать кислотность использованной очищающей жидкости в режиме замкнутого контура системы мокрой очистки, суспензию Mg(OH)2 добавляют в использованную очищающую жидкость. Для получения этой суспензии Mg(OH)2 порошок MgO перемешивают с водой в подготовительном резервуаре (32). Суспензия Mg(OH)2 образуется посредством гидролиза порошка MgO водой. Вода может представлять собой пресную воду, или она может представлять собой морскую воду с эмульгатором. Используемый эмульгатор может представлять собой любой подходящий эмульгатор, известный в технике стабилизации морской воды и, таким образом, не приводящий к образованию осадка.
[066] Порошок MgO может быть доставлен на борт морского судна в мягких контейнерах (30) или в бункерах (39).
[067] Мягкие контейнеры (30) обычно используют для доставки сухих материалов в различных областях техники, и они могут иметь емкость вплоть до 1000 кг или более. Более конкретно, мягкие контейнеры (30), используемые согласно настоящей заявке, имеют емкость, составляющую более чем 500 кг. Мягкие контейнеры (30) имеют в нижней части выпускное устройство (не представленное на фиг. 2). Мягкий контейнер может быть оборудован соединительным зажимом (не представленным на фиг. 2) для исключения выбросов пыли, потери порошка или загрязнения порошка.
[068] Как можно видеть на фиг. 2, предусмотрено подъемное устройство (80), использующее, в частности, траверсу (83) для подъема мягкого контейнера (30) и его установку в правильном положении, в котором его поддерживает коническая опора (81'), выполненная с возможностью поддержки мягкого контейнера (30) и содействия опустошению мягкого контейнера (30). Эта коническая опора (81') составляет часть разгружающего мягкий контейнер устройства (81). Коме того, вибратор (82) может быть выполнен с возможностью вибрации мягкого контейнера (30), если порошок MgO слипается в мягком контейнере (30), и извлечения всего или большей части порошка MgO из мягкого контейнера (30). Кроме того, предусмотрено соединительное устройство (87) мягкого контейнера для присоединения к нему выпускного устройства мягкого контейнера.
[069] Разгружающее мягкий контейнер устройство (81) может быть оборудовано очищаемым сжатым воздухом пылевым фильтром (84) с вентилятором (85). Пылевой фильтр (84) предназначен для предотвращения попадания пыли от порошка в окружающую среду при замене мягкого контейнера (30). Вентилятор (85) используют, когда пустой мягкий контейнер (30) удаляют, причем он откачивает воздух из пустого мягкого контейнера (30). Кроме того, может быть предусмотрен пневматический цилиндр (86) для подъема и опускания соединительного устройства (87) мягкого контейнера таким образом, что к нему может быть легко присоединено выпускное устройство мягкого контейнера.
[070] Когда порошок MgO хранят в бункере (39) на борту морского судна, емкость бункера (бункеров) (39) ограничена массовыми и пространственными ограничениями на борту морского судна. Такой бункер (39) продемонстрирован на фиг. 3. Следует понимать, что настоящая заявка не ограничена бункером (39) в качестве контейнера для хранения порошка MgO, и могут быть использованы также контейнеры других типов, такие как резервуары.
[071] Как можно видеть на фиг. 3, порошок MgO перекачивают из автоцементовоза (101) в бункер (39) с использованием компрессора на автоцементовозе (101) через погрузочную трубу (107), которая присоединена к бункеру (39). Эта погрузочная труба (107) оборудована шланговым клапаном (98), имеющий, в частности, пневматическое управление. Этот шланговый клапан (98) может быть открыт или закрыт.Кроме того, погрузочная труба (107) может быть оборудован кольцевым эжектором (97), который предотвращает закупоривание погрузочной трубы (107) порошком. Когда в погрузочной трубе (107) создается повышенное давление, кольцевой эжектор (97) автоматически начнет работу для увеличения способности заполнения порошком бункера (39). Для увеличения скорости подачи порошка через погрузочную трубу (107) кольцевой эжектор (97) вводит сжатый воздух в транспортируемый порошок. Таким образом, кольцевой эжектор (97) способствует транспортировке через длинную вертикальную погрузочную трубу (107) и содействует обеспечению перемещения через погрузочную трубу (107).
[072] Для установления внутри бункера (39) давления 40 мбар внутри бункера (39) присутствует измеряющее давление устройство (91). Измеряющее давление устройство (91) может передавать предупреждающий сигнал о высоком давлении, показывая, что внутри бункера (39) достигнуто предельное давление 40 бар. Высокое давление закроет шланговый клапан (98), и в этот момент заполнение бункера (39) будет остановлено. Один или несколько сбрасывающих давление клапанов (99) в верхней части бункера (39) выполнены с возможностью открытия при 50 мбар и предусмотрены для защиты бункера (39) в том случае, если давление увеличение внутри бункера (39) становится чрезмерно высоким. Шланговый клапан (98) закрывается при высоком давлении внутри бункера (39) или при заполнении бункера (39).
[073] В верхней части бункера (39) может быть установлен пылевой фильтр (92) для предотвращения выпуска пыли в окружающую среду в процессе заполнения бункера (39). Воздух, который используют для перемещения порошка MgO из автоцементовоза (101) в бункер (39), выпускают через этот пылевой фильтр (92).
[074] В течение заполнения бункера (39) может быть использован блок управления (93) с операционными клавишами и индикаторными лампами (94). Может быть предусмотрен ряд индикаторов уровня, показывающих определенный уровень порошка в бункере (39). Для индикации полного уровня бункера (39) может быть предусмотрен индикатор (102) полного уровня бункера. Для индикации низкого уровня бункера (39) может быть предусмотрен индикатор (103) низкого уровня бункера. Для индикации выпуклого или пустого уровень бункера (39) может быть предусмотрен индикатор (104) выпуклого или пустого уровень бункера. Индикатор (102) полного уровня бункера активирует предупреждающий сигнал, который производит сирена (96), а также импульсная лампа (95), и активирует остановку процедуры заполнения, означая, что оператор должен остановить заполнение бункера (39). Индикатор (103) низкого уровня бункера активирует предупреждающий сигнал низкого уровня, когда уровень порошка MgO в бункере (39) является ниже, чем заданный уровень, приведенный в списке параметров бункера (39). Индикатор (104) выпуклого или пустого уровня расположен на задней стороне верхнего многошнекового конвейера (31) и показывает, что бункер (39) является пустым. Когда активируется индикатор (104) выпуклого или пустого уровня, разрушающая выпуклость система начинает процедуру разрушения выпуклости, означающую устранения выпуклости, созданной в нижнем конусе (39') бункера (39). Как можно видеть на фиг. 3, разрушающая выпуклость система содержит ряд сопел (105), более конкретно, плоские сопла (105), которые находятся в нижнем конусе (39') бункера (39). Каждое из плоских сопел (105) регулируют посредством соответствующего невозвратного клапана (106). В процедуре разрушения выпуклости невозвратные клапаны (106) открыты, и сжатый воздух в импульсном режиме направляют в нижний конус (39') бункера (39) через плоские сопла (105) для разрушения выпуклости.
[075] Для перемещения порошка оксида магния из мягкого контейнера (30) или бункера (39) в подготовительный резервуар (32) и добавления этого порошка в подготовительном резервуаре (32), предусмотрены перемещающие и добавляющие порошок устройства (31, 31') (см. фиг. 2 и 3). Согласно настоящей заявке перемещающее и добавляющее порошок устройство содержит, в частности, многошнековый питатель (31), который расположен выше многошнекового конвейера (31'). Многошнековый питатель (31) имеет большую зону активного выпуска и способствует выпуску порошка оксида магния надежным образом в многошнековый конвейер. Оба устройства выполнены с возможностью пуска и остановки в любое время в течение процесса добавления порошка оксида магния в подготовительный резервуар (32). Более конкретно, многошнековый питатель (31) работает с постоянной скоростью, которая будет установлена в течение фазы ввода в эксплуатацию. Согласно настоящей заявке многошнековый питатель (31) имеет производительность, составляющую приблизительно 500 кг/ч. Индикатор (88) вращения может быть выполнен с возможностью измерения скорости вращения многошнекового питателя (31). В операционной программе может быть установлен уровень тревоги для индикации низкой скорости вращения многошнекового питателя (31) в течение периода, составляющего более чем одна секунда, и для многошнекового конвейера (31') в том случае, где низкая скорость вращения сохраняется в течение периода, составляющего более чем 60 мс. Многошнековый конвейер (31') может быть выполнен с возможностью эксплуатации, когда в открытом положении находится дроссельный клапан (89), который находится на (гибком) соединении (90), образующем соединение между наружным концом многошнекового конвейера (31') и подготовительным резервуаром (32). Этот дроссельный клапан (89) предусмотрен для предотвращения попадания влаги из подготовительного резервуара (32) в многошнековый конвейер (31'). Более конкретно, дроссельный клапан (89) выполнен с возможностью автоматической эксплуатации.
[076] Кроме того, предусмотрены устройства (не представленные на фиг. 1), регулирующие перемещающее и добавляющее порошок устройство, которые регулируют постепенное добавление порошка оксида магния в подготовительный резервуар (32) посредством перемещающего и добавляющего порошок устройства (31, 31'), чтобы предотвращать чрезмерное нагревание вследствие экзотермической реакции между порошком оксида магния и водой. Подготовительный резервуар (32) может быть снабжен изоляцией. Кроме того, как можно видеть на фиг.2, для добавления воды, более конкретно, пресной воды или морской воды с эмульгатором, в подготовительный резервуар (32), предусмотрено добавляющее воду устройство, в частности, труба (42) пресной воды. Для измерения потока воды, добавляемой в подготовительный резервуар (32), может быть предусмотрен расходомер (37). Более конкретно, порошок оксида магния и воду одновременно добавляют в подготовительный резервуар (32).
[077] В зависимости от концентрации суспензии гидроксида магния, которая означает массовое процентное содержание MgO и массовое процентное содержание воды в суспензии в диапазоне от 20 до максимум 30 мас. % порошка MgO и от 80 до минимум 70 мас. % воды, которые совместно добавляют в подготовительный резервуар (32).
[078] Как можно видеть на фиг. 2, для перемешивания порошка MgO с водой предусмотрено перемешивающее устройство (44), в частности, в форме смесителя. Указанное перемешивающее устройство (44) находится, в частности, внутри подготовительного резервуара (32). Более конкретно, указанное перемешивающее устройство (44) осуществляет перемешивание непрерывно, при том условии, что уровень суспензии гидроксида магния находится выше заданного минимального уровня.
[079] Для индикации фактического уровня суспензии гидроксида магния в подготовительном резервуаре (32) предусмотрено измеряющее давление устройство (57) (см. фиг. 2). Предусмотрено регулирующее перемешивание устройство (не представленное на фигурах), которое выполнено с возможностью регулирования перемешивающего устройства (44) для непрерывного перемешивания суспензии Mg(OH)2, полученной в подготовительном резервуаре (32), при том условии, что измеряющее давление устройство (57) показывает, что уровень суспензии гидроксида магния находится выше заданного минимального уровня.
[080] Поскольку порошок оксида магния лишь незначительно растворяется в воде, и реакция гидратации этого порошка в воде представляет собой экзотермический процесс, если температура увеличивается выше заданной предельной температуры, добавление порошка останавливают, и дополнительную воду добавляют в подготовительный резервуар (32) через добавляющее воду устройство, такой как добавляющая воду труба (42), чтобы предотвращать чрезмерное нагревание (см. фиг. 2 и 3). Добавление порошка возобновляют, и воду добавляют с заданной скоростью, как только температура становится ниже второй заданной предельной температуры. Указанная заданная предельная температура может составлять 70°С, 75°С или 80°С, более конкретно 75°С. Как можно видеть на фиг. 2 и 3, подготовительный резервуар (32) оборудован измеряющим температуру устройством (58) для измерения температуры внутри подготовительного резервуара (32). Регулирующее добавление воды устройство (не представленное на фигурах) предусмотрено, чтобы регулировать добавляющее воду устройство (42) для добавления воды в подготовительный резервуар в том случае, если измеряющее температуру устройство (58) определяет, что температура полученной суспензии Mg(OH)2 увеличивается выше заданной предельной температуры.
[081] Реагирующий на уровень переполнения переключатель (59) регулирует максимальный уровень в подготовительном резервуаре (32) посредством передачи сигнала в устройство, регулирующее перемещающее и добавляющее порошок устройство, и регулирующее добавление воды устройство, чтобы останавливать добавление порошка посредством многошнековых конвейеров (31, 31') и добавление воды в подготовительный резервуар (32).
[082] Кроме того, как можно видеть на фиг. 2, на выпускном конце многошнековых конвейеров (31, 31') пылеулавливающее устройство (43) может быть выполнено с возможностью уменьшения образования пыли из порошка оксида магния, которое вызывает введение порошка в подготовительный резервуар (32). Пылеулавливающее устройство (43) содержит один или несколько распылительных сопел для образования аэрозоля пресной воды, чтобы увлажнять пыль, которая образуется из порошка оксида магния, и, таким образом, захватывать пыль оксида магния и/или гидроксида магния и обеспечивать падение увлажненной пыли оксида магния и/или гидроксида магния в подготовительный резервуар (32). Пресная вода для пылеулавливающего устройства (43) представляет собой боковой поток, который целесообразно получать из трубы (42) пресной воды.
[083] Суспензия гидроксида магния, которую получают в подготовительном резервуаре (32), затем выводят из подготовительного резервуара (32) в аккумулирующий резервуар (34) через перемещающее суспензию устройство, которое содержит выводящую суспензию трубу (40) и две выводящие суспензию вспомогательные трубы (40', 40''). Выводящие суспензию вспомогательные трубы (40', 40'') расположено параллельно. Части (40, 40') выводящей суспензию трубы оборудованы различными клапанами (50), которые выполнены с возможностью регулирования потока находящейся в них суспензии гидроксида магния. Части (40, 40') выводящей суспензию трубы вместе возвращаются в одну выводящую суспензию трубу (40) после насосов (33, 33'). Как можно видеть на фиг. 1-3, аккумулирующий резервуар (34) расположен последовательно с подготовительным резервуаром (32).
[084] Перекачивающие устройства (33, 33') использованы для перекачивания суспензии Mg(OH)2 из подготовительного резервуара (32) в аккумулирующий резервуар (34). В частности, данный процесс является автоматическим. Более конкретно, перекачивающие устройства представляют собой два насоса (33, 33'), которые расположены параллельно. Один из двух насосов (33, 33') находится в эксплуатации, в то время как другой из насосов (33', 33) находится в резерве. В случае возникновения проблемы, такой как закупоривание одной из выводящих суспензию вспомогательных труб (40', 40'') или повреждения насосов (33, 33'), может быть включен второй из двух насосов (33, 33'). Таким образом, ручные клапаны (не представленные на фиг. 2) должны быть установлены в правильное положение, чтобы обеспечить изменение режима эксплуатации насосов (33, 33').
[085] Как можно видеть на фиг. 2 и 3, перед каждым из насосов (33, 33') установлен соответствующий фильтр (45, 45') для удаления частиц суспензии гидроксида магния, которые являются достаточно крупными, чтобы повреждать насосы (33, 33').
[086] Кроме того, выводящая суспензию труба (40) присоединена к трубе (46) промывочной воды, которая предусмотрена для протекания через нее воды для промывания насосов (33, 33'), фильтров (45, 45'), клапанов (50), выводящей суспензию трубы (40) и выводящих суспензию вспомогательных труб (40', 40'').
[087] Как можно видеть на фиг. 2 и 3, аккумулирующий резервуар (34) также оборудован перемешивающим устройством (47), в частности, в форме смесителя, чтобы перемешивать суспензия гидроксида магния, которая в нем содержится, для поддержания надлежащего перемешивания суспензии гидроксида магния с водой и предотвращения осаждения суспензии на дно аккумулирующего резервуара (34). Перемешивающее устройство (47) осуществляет перемешивание при том условии, что уровень суспензии гидроксида магния находится выше заданного уровня. Измеряющее давление устройство (52) выполнено с возможностью определения фактического уровня суспензии гидроксида магния в аккумулирующем резервуаре (34). Регулирующее перемешивание устройство (не представленное на фигурах) выполнено с возможностью регулирования перемешивающего устройства (47) для перемешивания суспензии Mg(OH)2 при том условии, что уровень суспензии гидроксида, определяемый измеряющем давление устройством (52), находится выше заданного уровня. Кроме того, измеряющее температуру устройство (53) выполнено с возможностью определения температуры внутри аккумулирующего резервуара (34). В случае чрезмерно высокой температуры вследствие чрезмерно высокой концентрации гидроксида магния клапан (76) открывается, и пресная вода будет добавляться для уменьшения температуры в аккумулирующем резервуаре (34) до заданной предельной температуры. Указанная заданная предельная температура может составлять 70°С, 75°С или 80°С, более конкретно, 75°С.
[088] На фиг. 1 представлено, что аккумулирующий резервуар (34) присоединен к работающей в режиме замкнутого контура возвращающей очищающую жидкость трубе (9) через перемещающее суспензию устройство (36, 36', 55) и перекачивающие устройства (35, 35'). На фиг. 2 и 3 можно видеть, что перемещающее суспензию устройство содержит, в частности, перемещающие суспензию трубы, содержащие, более конкретно, две перемещающие суспензию вспомогательные трубы (36, 36'), которые расположены параллельно, и необязательно перемещающую суспензию главную трубу (55), которая расположена последовательно с каждой из перемещающих суспензию вспомогательных труб (36, 36'). На фиг. 2 перемещающие суспензию трубы (36, 36') вместе переходят в одну перемещающую суспензию главную трубу (55), которая оборудована измеряющим давление устройством (56). Эта перемещающая суспензию главная труба (55), в свою очередь, присоединена к работающей в режиме замкнутого контура возвращающей очищающей жидкость трубе (9). На фиг. 3 каждая из двух перемещающих суспензию вспомогательных труб (36, 36') присоединена к работающей в режиме замкнутого контура возвращающей очищающую жидкость трубе (9).
[089] Кроме того, перекачивающие устройства содержат, в частности, два дозирующих насоса (35, 35'), которые расположены параллельно, и каждый из них находится на соответствующей перемещающей суспензию вспомогательной трубе (36, 36'). В частности, дозирующие насосы (35, 35') представляют собой частотно регулируемые дозирующие насосы для дозирования суспензии гидроксида магния в работающую в режиме замкнутого контура возвращающую очищающую жидкость трубу (9).
[090] Кроме того, каждая из перемещающих суспензию вспомогательных труб (36, 36') присоединена к трубе (48, 48') промывочной воды, которая предназначена для протекания через нее воды для промывания перемещающих суспензию вспомогательных труб (36, 36') и дозирующих насосов (35, 35'), а также главной перемещающей суспензию трубы (55), как представлено на фиг. 2. На указанных трубах (48, 48') промывочной воды установлены промывочные клапаны (54, 54').
[091] Кроме того, каждая из перемещающих суспензию вспомогательных труб (36, 36') оборудована клапаном (60, 60'), который открывается, как только систему мокрой очистки переключают в режим замкнутого контура или запускают в режиме замкнутого контура. Дозирующие насосы (35, 35') выполнены с возможностью остановки, если система мокрой очистки прекращает работу. Как только дозирующие насосы (35, 35') прекращают подачу суспензии гидроксида магния в работающую в режиме замкнутого контура возвращающую очищающую жидкость трубу (9), дозирующие насосы (35, 35'), перемещающий суспензию вспомогательные трубы (36, 36') и перемещающая суспензию главная труба (55) должны быть промыты во избежание осаждения суспензии и закупоривания указанных элементов. Это осуществляют посредством открытия каждого из промывочных клапанов (54, 54').
[092] После дозирующих насосов (35, 35') одно или несколько измеряющих давления устройств (56, 56') могут быть предусмотрены для остановки дозирующих насосов (35, 35') в случае чрезмерно высокого давления. На фиг. 2 одно измеряющее давление устройство (56) установлено в перемещающей суспензию главной трубе (55), в то время как на фиг. 3 такой измеряющее давление устройство (56, 56') установлено в каждой из перемещающих суспензию вспомогательных труб (36, 36').
[093] Суспензию гидроксида магния добавляют в использованную очищающую жидкость в работающей в режиме замкнутого контура возвращающей очищающую жидкость трубе (9) согласно необходимости поддержания эффективности очистки и способности удаления SOx (использованной) очищающей жидкости. Значение рН использованной очищающей жидкости предпочтительно регулируют в диапазоне от 5 до 6.
[094] Очищающая жидкость, которая рециркулирует в течение работы в режиме замкнутого контура скрубберной системы, будет содержать в повышенных концентрациях твердые частицы, представляющие собой, главным образом, сажу и остатки несгоревшего топлива, в основном, полициклические ароматические углеводороды (РАН). Увеличение количества тонкодисперсного материала устанавливает максимальный период для эксплуатации в режиме замкнутого контура. Для удаления тонкодисперсного материала из циркуляции и, таким образом, увеличения периода, в течение которого использованная очищающая жидкость может быть повторно использована в скрубберной системе, часть использованной очищающей жидкости, которая присутствует в резервуаре (20) использованной очищающей жидкости, выводят через выводящую очищающую жидкость трубу (69) и выводящий очищающую жидкость насос (61) в фильтрующий блок (62). Существуют различные известные технологии фильтрации, доступные для данной цели. Конкретный фильтрующий блок включает предварительный фильтр для удаления материала в форме крупных частиц, такой как оконечный фильтр для частиц (имеющих размер, составляющий, например, более 1000 мкм или более 800 мкм) и фильтр для удаления мелких частиц (например, керамический фильтр с размером пор, составляющим 0,04 мкм). Очищающую воду фильтруют через предварительный фильтр для удаления частиц, имеющих такие размеры, что они могут вызывать проблемы в установленных ниже по потоку фильтрах.
[095] Фильтр для удаления частиц из предварительно профильтрованной очищающей жидкости может представлять собой керамический мембранный фильтрующий блок на основе SiC, состоящий из двух ступеней (или контуров рециркуляции), которые могут работать в большей или меньшей степени независимо друг от друга. Каждый контур содержит несколько, например 4, керамические мембраны на основе SiC, установленные параллельно и имеющие полную площадь мембранной фильтрации, составляющую несколько квадратных метров. Предварительно профильтрованную очищающую жидкость перекачивают на мембранные ступени с помощью обычного питающего насоса, который имеет дополнительную функцию ступеней нагнетания и установления трансмембранного давления на мембране. Кроме того, рециркуляционные насосы обеспечивают циркуляцию воды внутри рециркуляционных контуров и в результате этого создают высокую турбулентность на поверхности мембран, предотвращая осаждение частиц. Мембранная система выполнена с возможностью осуществления полностью автоматизированного обратного промывания, обратных импульсов и циклов химической очистки (CIP) с регулярными интервалами согласно последовательностям, которые запрограммированы в программируемом логическом контроллере системы. Указанные технологии используют для удаления любых флоккулянтов, которые будут накапливаться на поверхности мембран при увеличении продолжительности фильтрации.
[096] Фильтрация и очистка использованной очищающей жидкости и обезвоживание отфильтрованного осадка обеспечивают безопасный и чистый сбор и хранение отфильтрованного осадка на борту судна.
[097] Использованную очищающую жидкость разделяют на два потока посредством фильтрующего блока (62). Два потока выходят из фильтрующего блока (62) в непрерывном режиме. Поток, который проходит через фильтрующий блок (62), очищают и выводят через выводящую очищенную воду трубу (63). Жидкость, выводимая через выводящую очищенную воду трубу (63), составляет, как правило, приблизительно от 90 до 95% очищаемой жидкости, поступающей в фильтрующий блок (62). Ретентат из фильтрующего блока (62) содержит большинство частиц и РАН, и концентрация твердых частиц в потоке ретентата повышена в 10-20 раз, до приблизительно 0,5-1,0 мас. % твердых веществ. Ретентат выводят из фильтрующего блока в трубе (63) ретентата и вводят в обезвоживающий блок (65). В обезвоживающем блоке (65) рН ретентата устанавливают в диапазоне от 6 до 8, если это необходимо, посредством добавления щелочи или кислоты и поверхностно-активного полимера. Поверхностно-активные полимеры сшивают частицы в суспензии друг с другом, производя флоккулированную суспензию, содержащую крупные агломераты частиц, которые могут быть легче обезвожены. Ретентат затем вводят в обезвоживающий пресс. В качестве обезвоживающего пресса может быть использован винтовой пресс или фильтр-пресс, причем флоккулированную суспензию перемещают из смесительной камеры в обезвоживающую секцию пресса посредством транспортировочного шнека. В то время как вода может выходить из обезвоживающей секции через щели, агломераты частиц удерживают и подвергают дополнительному сжатию по мере их перемещения по направлению к концу транспортировочного винта, откуда они, в конечном счете, попадают в цилиндр для осадка. Согласно предположению, винтовой пресс должен производить осадок в количестве, составляющем приблизительно от 10 до 20 кг/ч, при содержании сухого вещества в диапазоне от 10 до 30 мас. %, а также выбрасывать водяной пар (приблизительно 500 л/ч), который может быть выпущен за борт или возвращен в резервуар (20) использованной очищающей жидкости.
[098] Очищенная вода в трубе (63) или ее частях может быть возвращена в резервуар (20) использованной очищающей жидкости через возвращающую очищенную воду трубу (67) и/или выведена из рециркулирующей очищающей жидкости. Очищенная вода, выведенная из рециркулирующей очищающей жидкости, может быть введена в содержащий гранулированный активированный уголь фильтр (70) для удаления или существенного уменьшения количества РАН в профильтрованной воде перед введением воды в трубу (71) сточной воды. В качестве альтернативы, очищенная вода может быть введена непосредственно в трубу (71) сточной воды через обводную трубу (69). Поток воды в трубе (63) в трубу (67), трубу (69) или угольный фильтр (70) регулируют посредством клапана (68) в зависимости от необходимости введения рециркулирующей воды в резервуар (20) использованной очищающей жидкости и/или от требований охраны окружающей среды.
[099] В зависимости от требований по охране окружающей среды, очищенная вода в трубе (63) может быть выпущена в окружающее море немедленно или временно сохранена в резервуаре (74) сточной воды. Резервуар (74) сточной воды может быть опустошен в гавани или в море в водах, где разрешен выпуск сточной воды. Насос (75) выполнен с возможностью перекачивания сточной воды из резервуара (74) сточной воды в выпускающую сточную воду трубу (73), присоединенную к выпуску воды (11).
[100] Возможный мокрый скруббер для использования в сочетании с настоящей заявки представляет собой мокрый скруббер, который раскрыт в документе WO 2014/128261, но настоящая заявка не ограничена какой-либо конкретной конструкцией мокрого скруббера.
Реферат
Настоящая заявка относится к системе десульфуризации отработанного газа морских судов, предназначенной для уменьшения количества оксидов серы, присутствующих в отработанном газе одного или нескольких дизельных двигателей морского судна, пригодной для эксплуатации в режиме открытого и замкнутого контура и содержащей следующие компоненты, когда она выполнена с возможностью эксплуатации в режиме замкнутого контура. Система содержит систему мокрой очистки, содержащую по меньшей мере один мокрый скруббер, выполненный с возможностью очистки отработанных газов, производимых дизельным двигателем морского судна, с использованием очищающей жидкости, в результате чего образуется использованная очищающая жидкость, причем мокрый скруббер содержит одну или несколько выводящих использованную очищающую жидкость труб для вывода использованной очищающей жидкости из мокрого скруббера. Система также содержит по меньшей мере один подготовительный резервуар, выполненный с возможностью получения суспензии гидроксида магния посредством гидролиза порошка оксида магния водой, подготовительный резервуар, содержащий добавляющее воду устройство, добавляющее порошок оксида магния устройство и перемешивающее устройство для перемешивания воды и порошка оксида магния. Система дополнительно содержит перемещающее суспензию устройство для перемещения полученной суспензии гидроксида магния из по меньшей мере одного подготовительного резервуара в направлении использованной очищающей жидкости, выведенной из мокрого скруббера в одной или нескольких выводящих использованную очищающую жидкость трубах, где суспензия гидроксида магния вступает в контакт с использованной очищающей жидкостью для очистки использованной очищающей жидкости и/или нейтрализации ее кислотности. Кроме того, настоящая заявка относится к способу уменьшения количества оксидов серы, присутствующих в отработанном газе одного или нескольких дизельных двигателей морского судна. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил.
