摘 要

在分子筛吸附法对轮机尾气脱硝工艺中，尾气中水汽含量大，不仅易产生吸附热影响分子筛吸附性能，而且在分子筛再生过程也需要消耗大量的能量。因此考虑对船舶轮机尾气进行除湿处理。

本文比较了几种常用的除湿技术后，开发了一条氯化锂溶液对船舶轮机尾气除湿的工艺。首先利用氯化锂浓溶液对轮机尾气进行除湿，然后利用烟气的余热来加热除湿后的稀溶液，再用吸附后的干净干燥烟气对氯化锂溶液进行再生。本工艺最大的特点就是除湿剂再生容易，充分利用了船舶轮机尾气的余热，大大降低了能耗，同时设备占地面积小。本文提出了具体的除湿工艺，进行了物料衡算以及热量衡算，对除湿塔、再生塔以及相关辅助设备进行了选型与设计计算，并对本工艺的设备以及管道进行了较详细的设计与布置，同时也绘制了相关图纸。

关键词：船舶轮机尾气 氯化锂溶液 除湿 工艺设计

Abstract

In molecular sieve adsorption method of turbine exhaust gas denitration technology, there exists much water in the exhaust gas, which not only results the adsorption heat effect , but also needs to consume amounts of energy in molecular sieve regeneration process. Therefore,developing a new dehumidification technology is necessary.

In this aiticle, after comparing several commonly used dehumidification process, the author developed a lithium chloride solution dehumidification process of ship turbine exhaust. Firstly, applying highly concentrated lithium chloride solution to the turbine exhaust dehumidification; and then use the waste heat of the flue gas to heating the dilute solution; lastly, apply the clean and dry flue gas to regenerating lithium chloride solution. The disinct characteristic of this technology is that the desiccant regeneration become easier, the waste heat of the exhaust gas of the engine is fully utilized, and the energy is greatly reduced. In this article, the author proposed specific dehumidification process, and finished material balance and heat balance calculation, and accomplished the design and selection of the dehumidification tower，regeneration tower, and other relative equipments. And last finished the relevant drawings.

Key words: marine turbine exhaust gas； lithium chloride solution desiccant ；dehumidification ；process design

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 溶液除湿工艺国内外研究现状 2

1.2.1 除湿单元 2

1.2.2 再生单元 2

第2章 船舶轮机尾气除湿以及除湿溶液再生工艺 4

2.1 船舶轮机尾气除湿工艺的设计 4

2.2 氯化锂浓溶液除湿单元 4

2.3 氯化锂稀溶液再生单元 4

第3章 氯化锂溶液除湿单元的设计 6

3.1 填料型式的选择 6

3.2 物料衡算与热量衡算 6

3.2.1 物料衡算 6

3.2.2 热量衡算 8

3.3 确定塔径 8

3.4 填料层高度计算 9

3.5 填料塔流体力学性能的校核 10

3.5.1 填料层的压降 10

3.5.2 液体喷淋密度和填料表面的润湿计算 10

3.6 填料塔附件与主要内件计算与选型 11

3.6.1 液体分布装置 11

3.6.2 工艺接管 11

3.6.3 筒体与封头的计算与选型 11

3.6.4 法兰的选型 13

3.6.5 填料塔其他附件的选型 13

第4章 氯化锂溶液再生单元的设计 15

4.1 再生塔的设计 15

4.1.1 再生塔物料衡算与热量衡算 15

4.1.2 再生塔塔径的确定 15

4.1.3 再生塔填料层高度计算 16

4.1.4 再生塔流体力学性能的校核 17

4.1.5 再生塔附件与主要内件计算与选型 17

4.1.6 再生塔筒体与封头的计算与选型 18

4.1.7 法兰的选型 19

4.1.8 再生塔塔其他附件的选型 20

4.2 烟气余热加热氯化锂溶液的换热器设计 21

4.2.1 换热器类型的确定 21

4.2.2 烟气以及氯化锂溶液参数 21

4.2.3 浮头式换热器传热面积的估算 21

4.2.4 工艺结构尺寸 22

4.2.5 换热器核算 23

4.2.6 其他附件的选型与计算 26

4.3 再生氯化锂溶液冷却器E101的设计与选型 27

第5章 其他主要设备以及辅助工程的设计 28

5.1 泵与风机的设计与选型 28

5.2 自动控制与电气设计 29

第6章 总结 30

参考文献 31

致谢 32

第1章 绪论

1.1 研究背景

在船舶轮机尾气脱硫脱硝工艺中，轮机尾气经喷淋降温、钠碱脱硫处理后含有大量的水汽，而后续分子筛吸附法脱硝单元中，由于尾气中含有大量的水汽，吸附过程会产生吸附热，影响分子筛吸附的效果。并且在后续分子筛脱附氮氧化物的过程中，由于在吸附的过程中，吸附了大量的水分，加之水的比热容比较大，那么分子筛吸附的水发生脱附也需要消耗一定的热量。因此，考虑对进入吸附单元之前的尾气进行除湿处理。

传统的气体除湿技术主要有：冷却除湿、吸附除湿、压缩除湿以及溶液除湿四种。