電解法船舶壓載水處理過程副產物氫氣的處理工藝和裝置的制作方法

本發明涉及一種船舶機艙內電解法壓載水處理裝置運行副產物-氫氣的處理工藝以及所采用的處理裝置。

背景技術：

電解法船舶壓載水處理系統安裝于船舶機艙內，運行過程中，電解裝置會產生副產物-氫氣，現有壓載水處理裝置生產廠家有的不對產生的氫氣進行處理，直接通過壓載管線打入船舶壓載艙內，壓載管線和壓載艙內存在氫氣聚集的風險，有較大安全隱患；有的生產廠家采用稀釋的方法將氫氣稀釋至安全濃度后通過大口徑排氫風道將危險氣體排至船舶主甲板上，該方法可以保證船舶機艙安全，但稀釋風機風量大，排氫管道較長，在實現上安裝復雜，成本較高。

技術實現要素：

本發明的目的就是提供一種電解法船舶壓載水處理過程副產物氫氣的處理工藝和裝置，以解決現有技術存在的需要用風機稀釋分離出的氫氣，并通過大口徑管道排放到船舶主甲板以上，設備成本高，安裝難度大，且排氫管路較長，存在泄漏的風險的問題。

本發明的技術方案是：一種電解法船舶壓載水處理過程副產物氫氣的處理工藝，其特征在于，該工藝流程是：首先將海水電解裝置排放的電解液進行氣液分離，然后將分離出的氫氣按照比例與空氣混合為易于燃燒的混合氣，再對混合氣進行干燥，最后將干燥后的混合氣燃燒。

所述的混合氣中氫氣與空氣的體積比為4%~60%，混合氣的壓力大于0.03mpa。

一種實施所述的電解法船舶壓載水處理過程副產物氫氣的處理工藝的裝置，其特征在于，包括依次連接的氣液分離單元、氫氣與空氣混合單元、干燥器和燃燒器，海水電解裝置排放氫氣的出口與氣液分離單元的入口連接，該氣液分離單元的氣體出口與該氫氣與空氣混合單元的一個入口連接，該空氣混合單元的另一個入口與壓縮空氣氣源連接，該空氣混合單元的出口通過干燥器與燃燒器連接，在該燃燒器內設有點火裝置。

所述的氣液分離單元由旋風分離器和緩沖罐組成，旋風分離器的底端與緩沖罐的頂端連接，在該緩沖罐的一側裝有液位計，在該緩沖罐的底部設有液體出口。

在所述的燃燒器內設有熱量回收裝置，將引入所述海水電解裝置的海水流經該熱量回收裝置，利用氫氣燃燒產生的熱能對海水預熱。

所述的氫氣與空氣混合單元采用噴射器。

所述的海水電解裝置與氣液分離單元之間的連接管線長度不超過6m。

所述的氣液分離單元頂部出口、噴射器、干燥器和燃燒器的頂部裝有檢測罩，該檢測罩為底部開口結構，在該檢測罩內的頂部裝有氫氣探頭。

本發明的技術效果是：本發明將壓載水處理系統電解裝置運行時，電解產生的電解液首先進行氣液分離、預處理后直接燃燒，不僅有效處理了副產物-氫氣，保證了船舶安全，而且通過熱量回收，提高了電解裝置的效率，與現有船舶機艙內電解法壓載水處理工藝流程相比，設備簡單，成本低，且無需安裝較長的排氫管道，降低了泄漏風險。

附圖說明

圖1是本發明的氫氣處理裝置的構成示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本發明一種電解法船舶壓載水處理過程副產物氫氣的處理裝置，其特征在于，包括依次連接的氣液分離單元5、氫氣與空氣混合單元7、干燥器8和燃燒器9，現有的海水電解裝置2排放（含有氫氣的）電解液的出口與氣液分離單元5的入口5a連接，該氣液分離單元5的氣體出口5b與該氫氣與空氣混合單元7的一個入口7a連接，該空氣混合單元7的另一個入口7b與壓縮空氣氣源連接，該空氣混合單元7的出口7c通過干燥器8與燃燒器9連接，在該燃燒器9內設有自動點火裝置12。圖中依次連接在海水引入管道的海水泵1、流量計3和壓力計4是海水電解裝置2的配套裝置，屬于常規技術。

所述的氣液分離單元5由旋風分離器51和緩沖罐52組成，旋風分離器51的底端與緩沖罐52的頂端連接，在該緩沖罐52的一側裝有液位計53，在該該緩沖罐52的底部設有液體出口5c，液體出口5c裝有用于對排放液體進行后續處理的投藥泵11。緩沖罐52為穩定旋風分離器底部出口壓力，充分保證旋風分離器的效率與操作彈性。

在所述的燃燒器9內設有熱量回收裝置91，將引入所述海水電解裝置2的海水流經該熱量回收裝置91，利用氫氣燃燒產生的熱能對海水預熱。熱量回收裝置91是一種換熱器，可采用任何結構的換熱器，如圖示的盤管結構。

所述的氫氣與空氣混合單元7采用噴射器，其一個入口7b連接高壓空氣（6-10bar），另一個入口7a連接旋風分離器分離出的氫氣，將氫氣與壓縮空氣混合為體積比為4%~60%的混合氣，混合氣的壓力大于0.03mpa。

所述的海水電解裝置2與氣液分離單元5之間的連接管線長度不宜超過6m，防止過多的氫氣在管道內聚集，降低泄露風險。

所述的氣液分離單元5頂部出口、噴射器7、干燥器8和燃燒器9的頂部裝有檢測罩6，該檢測罩6為底部開口結構，在該檢測罩6內的頂部裝有氫氣探頭10。

本發明在工作時，從海水電解裝置2排放的含有氫氣的電解液通過氣液分離單元5，將氫氣從電解液中分離出來，通過噴射器7稀釋增壓后進入干燥器8干燥，最后進入燃燒器9燃燒；并通過燃燒器9內的熱量回收裝置91將燃燒產生的熱量用于加熱電解裝置入口的海水，海水溫度的升高，會提高海水電解裝置2的電解效率，降低電解能耗；同時在氣液分離單元5頂部出口、噴射器7、干燥器8、燃燒器9的頂部裝有檢測罩6，檢測罩6的頂部裝有氫氣探頭10，當檢測到有氫氣泄漏時觸發報警并停機，充分保證了船舶機艙內的安全。運行過程中需要保證氣液分離單元5內部緩沖罐52不能充滿液體。

技術特征：

技術總結
一種電解法船舶壓載水處理過程副產物氫氣的處理工藝和裝置，首先將海水電解裝置排放的電解液在氣液分離單元進行氣液分離，然后將分離出的氫氣按照比例與空氣在氫氣與空氣混合單元混合為易于燃燒的混合氣，再用干燥器對混合氣進行干燥，最后將干燥后的混合氣送入燃燒器燃燒。本發明的技術效果是：本發明將壓載水處理系統電解裝置運行時，電解產生的電解液首先進行氣液分離、預處理后直接燃燒，不僅有效處理了副產物?氫氣，保證了船舶安全，而且通過熱量回收，提高了電解裝置的效率，與現有船舶機艙內電解法壓載水處理工藝流程相比，設備簡單，成本低，且無需安裝較長的排氫管道，降低了泄漏風險。

技術研發人員：劉佳;劉輝;宋金金;徐鳳麒;李超
受保護的技術使用者：青島雙瑞海洋環境工程股份有限公司
技術研發日：2017.07.14
技術公布日：2017.10.03