一种用于新型氨动力船的除氨空气净化装置

技术领域

本发明属于船舶空气净化技术领域，特别涉及一种用于新型氨动力船的除氨空气净化装置。

背景技术

由于氨动力船舶的碳排放为零，可以彻底达到减少碳排放的目的，所以氨燃料越来越受到船东的青睐。

但是氨燃料面对的最大挑战是其具有强大的毒性，仅300ppm就可以产生不可逆的健康影响，按照欧盟的规定，8小时内接触氨的浓度上限为25ppm，15分钟接触氨的浓度上限为35ppm。规范对氨动力船舶的通风系统的要求还很少，主要参考LNG动力船。LNG动力船的主要风险是天然气的易燃易爆，空气中天然气浓度的爆炸下限是5%。而氨气仅300ppm,即0.3%，就会严重危害船员的健康。所以在LNG和氨有相同泄漏量时，氨需要更大的风量来稀释。氨动力船需要比LNG动力船大得多的通风系统，但是船上的空间有限，很难布置大尺寸的风管。另一方面，氨气虽然比空气轻，但是其容易和空气中的水蒸汽形成雾气，不容易在大气中扩散，所以氨动力船的排风口的布置需要远离进风口，船员的活动区域。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于新型氨动力船的除氨空气净化装置，本装置的通过两级吸收处理，除氨效率高，并可进行大通风风量的处理，适用于船舶，结构设计紧凑，便于布置，仅以水为出来，使用成本低。利用除氨空气净化装置来减少通风系统的规模，减少风机和风管的大小，并减少排风口的氨气排放量，降低排风口附近的危险。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种用于新型氨动力船的除氨空气净化装置，包括液柜，所述液柜内腔通过隔板依次分隔为多个依次连通的液腔，所述液腔包括L型附壁风管，L型附壁风管的内侧壁与相邻隔板和液柜顶壁围成吸收液柜，在L型附壁风管的上部横向侧壁上开设有多个与吸收液柜连通的附壁风管出风口，在吸收液柜的顶壁上开设有出风口，在空气进入的第一级液腔的L型附壁风管的上端开设有液柜进风口，在液柜进风口外侧设有风机，沿气体流动方向相邻两个液腔中，前一级液腔的吸收液柜的出风口通过风机与下一级液腔的L型附壁风管连通，在最后一级液腔的吸收液柜远离L型附壁风管一侧侧壁上开设有液柜出风口。

第一级液腔的送风机把处所内的空气通过附壁风管送入第一级液腔，后一级液腔的送风机把前一级液腔内处理过的空气送入后一级液腔，并从出风格栅重新送入此处所，风机的风压可以克服风道的阻力和液腔内液位产生的压力。

进一步的，在每个所述吸收液柜上均设有液位计和氨浓度传感器，所述氨浓度传感器和风机与PLC控制箱电性控制连接。

进一步的，在每个所述吸收液柜内液面的上方均设有除雾器。

进一步的，在最后一级液腔的液柜出风口处设有出风氨气传感器，所述出风氨气传感器与PLC控制箱电性控制连接。

进一步的，在所述液柜出风口的外侧设有出风格栅。

进一步的，在每个所述吸收液柜的顶壁上均开设有补水口，在所述补水口的外侧通过管道连接有补水阀。

进一步的，在每个所述L型附壁风管的下部侧壁上均开设有泄水口，在所述泄水口的外侧通过管道连接有泄水阀。

进一步的，所述附壁风管出风口的数量按照5米每秒的风速计算得到，附壁风管出风口的直径为10mm。

本发明的用于新型氨动力船的除氨空气净化装置，利用氨易溶于水的特点，两次把有氨泄漏风险的处所内的空气送到液柜底部，以气泡的形成与水充分接触，用水来吸收空气中的氨气，而后再通过出风格栅送入此处所。通过对处所的循环通风来净化空气中氨气，减少氨对船员的危害。

当液腔内的氨浓度超过10%时，打开补水阀和泄水阀来降低水的氨浓度；液位计指示了液腔内的液位，可通过补水阀和泄水阀来调节处所内的水量；液腔内安装有除雾器，当空气通过除雾器时，可以除去空气中的小水珠，避免把含有氨的水珠从前一级液腔带到后一级液腔，及把含有氨的水珠从最后一级液腔带到处所内；出风氨气传感器监控除氨空气净化装置出风口的氨气浓度，并通过此浓度值来控制送风机的转速，从而调节风量。

现有的通过空气循环的除氨装置普遍是小风量的，无法用到氨动力的船舶上。为了使除氨空气净化装置能够处理大风量，并且使其结构更为紧凑，本发明采用了L型附壁风管。L型附壁风管利用液腔的壁面和底面，在其内部增加新的壁面和底面，从而隔出了一个夹层空间来作为风道。L型附壁风管直接把需要处理的空气送到液腔底部，而新增底面上开有大量直径10毫米的小孔，需要处理的空气通过这些小孔均匀地进入液腔，使其和水充分接触，从而高效地让水来吸收空气中的氨气。新增加的壁面和底面可以对原液腔有加强作用，且施工简单。L型附壁风管最大限度的利用了液腔内的空间，保证了附壁风管内有足够的通风截面积，降低了风速，减少了通风阻力。

本发明装置的通过两级吸收处理，除氨效率高，并可进行大通风风量的处理，适用于船舶，结构设计紧凑，便于布置，仅以水为出来，使用成本低。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.新型的氨动力船除氨空气净化装置通过通风内循环来吸收泄漏的氨气，从而保证了船员的身体健康；

2.除氨空气净化装置减小了处所通风外循环的系统规模，减小了排风风道和进风风道的尺寸，解决了风道布置上的难题；

3.减少了排风机的风量，降低了风机的能耗；

4.减少了向露天大气排放的氨气，降低了排风口的含氨雾气聚集的风险；

5.此装置为两级净化，并布置出风氨气传感器，能够保证除氨的有效性；

6.此装置结构紧凑，体积小，易于布置。

附图说明

图1为本发明所述的用于新型氨动力船的除氨空气净化装置的结构示意图；

图2为本发明所述的用于新型氨动力船的除氨空气净化装置的应用示意图。

其中，1-第一级液腔，2-第二级液腔，3-L型附壁风管，4-吸收液柜，5-风机，6-出风格栅，7-液位计，8-氨浓度传感器，9-出风氨气传感器，10-除雾器，11-补水阀，12-泄水阀，13-隔板，31-附壁风管出风口，14-氨燃料储备间，15-防火风闸，。

实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种用于新型氨动力船的除氨空气净化装置，包括液柜，所述液柜内腔通过隔板13依次分隔为两个依次连通的第一级液腔1和第二级液腔2，第一级液腔1和第二级液腔2均包括L型附壁风管3，L型附壁风管3的内侧壁与相邻隔板和液柜顶壁围成吸收液柜4，在L型附壁风管3的上部横向侧壁上开设有多个与吸收液柜4连通的附壁风管出风口31，在吸收液柜4的顶壁上开设有出风口，在空气进入的第一级液腔1的L型附壁风管3的上端开设有液柜进风口，在液柜进风口外侧设有风机5，沿气体流动方向相邻两个液腔中，第一级液腔1的吸收液柜4的出风口通过风机5与第二级液腔2的L型附壁风管3连通，在第二级液腔2的吸收液柜4远离L型附壁风管3一侧侧壁上开设有液柜出风口，在液柜出风口的外侧设有出风格栅6。

在每个所述吸收液柜4上均设有液位计7和氨浓度传感器8，在第二级液腔.2的液柜出风口处设有出风氨气传感器9，所述氨浓度传感器8、出风氨气传感器9和风机5均与PLC控制箱电性控制连接，在每个吸收液柜4内液面的上方均设有除雾器10。

在每个吸收液柜4的顶壁上均开设有补水口，在所述补水口的外侧通过管道连接有补水阀11，在每个L型附壁风管3的下部侧壁上均开设有泄水口，在所述泄水口的外侧通过管道连接有泄水阀12。

新型氨动力船除氨空气净化装置在船上的运用见图2，以某船氨燃料准备间为例，此处所配有2台抽风机，布置在独立的风机房内，每台风机配置有止回风闸，可1台风机运用，一台风机备用，抽风机把处所内的空气排到露天大气，处所内部形成负压，露天的空气通过进风风道进入处所内，从而实现处所内通风的外部循环，运用露天大气来稀释处所内可能泄漏的氨气；处所内置有处所氨气传感器，处所内布置有新型氨动力船除氨空气净化装置，通过通风内部循环来吸收处所内泄漏的氨气。

每台抽风机的风量是按照30次每小时的换气次数来计算风量，当两台风机同时运行时可以达到45次每小时的换气次数，新型氨动力船除氨空气净化装置按照以下公式选取风量：

Q=A*q-45*A*H

其中，Q为除氨空气净化装置的风量；A为此处所内发生氨泄漏后可能被氨覆盖的面积；q为单位面积的需求风量，挪威船级社的要求是300m3/h；H为处所的高度。

通风系统的运用工况取决于处所内的氨气传感器的值：

0~25 PPM：1台抽风运行；

25~300PPM：1台抽风机和除氨空气净化装置运行；

超过300PPM：2台抽风机和除氨空气净化装置运行。

某氨燃料准备间地板面积是100m

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，对于本领域的普通技术人员而言，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应视为本发明的保护范围。