一種用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，包含氣源系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)；氣源系統(tǒng)包含高壓氣體鋼瓶，空氣壓縮機，減壓閥，壓力表和氣體管路；配氣系統(tǒng)包含入口接口，入口球閥，流量計，三通卡套接頭，單向閥，氣體混合器，出口球閥，出口接口，壓力表和氣體管路；高壓氣體鋼瓶和空氣壓縮機分別連接氣體管路；再分別經(jīng)過減壓閥、入口接口、入口球閥、流量計，通過三通卡套接頭分成兩個支路，一個經(jīng)過單向閥后連接氣體混合器，再通過出口球閥和出口接口導出，另一個經(jīng)過單向閥后直接通過出口球閥和出口接口導出。本發(fā)明提供的動態(tài)配氣系統(tǒng)能夠針對船舶尾氣處理試驗的配氣特點，持續(xù)穩(wěn)定地輸出模擬船舶尾氣，操作方便，配比準確。
【專利說明】一種用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動態(tài)配氣系統(tǒng)，具體地，涉及一種用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著世界經(jīng)濟貿(mào)易的持續(xù)發(fā)展，國際物流扮演著越來越重要的角色。在諸多運輸方式之中，遠洋船舶更是因為安全、低價和運量大等優(yōu)點，成為國際物流中最為普遍的運輸方式。但是遠洋船舶多使用劣質重油作為燃料，其排放的船舶尾氣更是不同于汽車尾氣，含有更高的氮氧化物和硫氧化物，肆意排放不僅會對大氣和水體造成嚴重的污染，而且會對海洋生物的生活環(huán)境造成嚴重的破壞。在一些港口城市等船舶流量大的人口密集區(qū)，船舶尾氣更是加重了當?shù)氐拇髿馕廴?，危害到了人們的身體健康。
[0003]因此，亟待解決船舶尾氣造成的環(huán)境污染，盡快研究出一套實用有效的能夠處理船舶尾氣的技術方案也成了當務之急。目前很多科研院所和企業(yè)都加入了研發(fā)船舶尾氣處理設備的行列，在進行船舶尾氣處理的相關試驗中，我們發(fā)現(xiàn)如何有效地配制模擬船舶尾氣，對于我們加快研發(fā)和試驗進程尤為重要。不同于一般的配氣環(huán)境要求，由于船舶尾氣中SO5^P NOx的含量較大，因此對配氣設備的耐腐蝕性以及氣密性要求較高。同時如何方便地調節(jié)模擬尾氣中各組分的含量有針對性地展開相關試驗，并能夠持續(xù)穩(wěn)定準確地供應較大量的模擬船舶尾氣也是設計該款配氣設備必須解決的問題.獲得模擬船舶尾氣我們有兩種途徑:一種是與專業(yè)的氣體公司合作，通過廠家直接按照給定的要求配制標準氣體；另一種就是通過自己設計的配氣設備，在實驗室的條件下，自己配制所需的模擬船舶尾氣 。前者雖然看上去更專業(yè)一些，但是成本過高，非常不經(jīng)濟。并且很難持續(xù)穩(wěn)定地為尾氣處理試驗供應大流量尾氣。另外，由于船舶尾氣中含有較大量的NO，化學性質非?；顫?，在以空氣作為稀釋氣的模擬船舶尾氣中，很容易與氧氣發(fā)生反應，影響既定的模擬船舶尾氣組分含量。很顯然選擇后者是合適的。
[0004]針對船舶尾氣處理的試驗，市場上現(xiàn)有的配氣裝置存在著諸多的不足。例如，無法長時間持續(xù)提供大流量，設備防腐性能不好，對船舶尾氣中當氧化物和硫氧化物的針對性不夠好，同時價格昂貴。
[0005]開發(fā)出一款適用于模擬船舶尾氣的配氣裝置，能夠快速準確地配比多組份氣體，并達到預期的模擬效果，就成為了當務之急。這也對開展研發(fā)處理船舶尾氣的科研工作，準確地測試船舶尾氣處理設備的脫硫脫硝性能有著至關重要的作用。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種用于模擬船舶尾氣、基于動態(tài)配氣法的配氣裝置，針對市場上現(xiàn)有配氣裝置的不足，以及所要配制的模擬船舶尾氣的特點，能夠做到有效防止船舶尾氣中氮氧化物和硫氧化物對配氣設備的腐蝕，為試驗安全提高了氣密性，方便調節(jié)各原料氣的流量以配制不同比例的模擬船舶尾氣，并能夠持續(xù)穩(wěn)定供應較大流量的模擬船舶尾氣以進行船舶尾氣處理試驗。
[0008]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)包含氣源系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)；所述的氣源系統(tǒng)包含高壓氣體鋼瓶，空氣壓縮機，減壓閥，壓力表以及氣體管路；所述的配氣系統(tǒng)包含入口接口，入口球閥，流量計，三通卡套接頭，單向閥，氣體混合器，出口球閥，出口接口，壓力表以及氣體管路；所述的入口接口和出口接口均包括快擰接頭、內(nèi)絲六角棒和外絲轉卡套接頭三個組成部分。所述高壓氣體鋼瓶和空氣壓縮機分別連接氣體管路；所述的氣體管路的另一端分別都依次經(jīng)過減壓閥、入口接口、入口球閥、流量計，再通過三通卡套接頭分別分成兩個支路，一個支路經(jīng)過單向閥后連接氣體混合器，再通過出口球閥和出口接口導出配氣系統(tǒng)，另一個支路經(jīng)過單向閥后直接通過出口球閥和出口接口導出配氣系統(tǒng)。導出配氣系統(tǒng)的氣體可輸入船舶尾氣處理設備中。
[0009]單向閥用于防止氣體逆流。而入口球閥則可以控制入口氣流的通斷，再進入流量計，通過流量計調節(jié)氣流大小。
[0010]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的高壓氣體鋼瓶包含SO2高壓鋼瓶、NO2高壓鋼瓶和NO高壓鋼瓶。
[0011]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的高壓氣體鋼瓶和空氣壓縮機分別連接氣體管路，共導出四路氣體?？諝鈮嚎s機壓縮后的壓力空氣作為稀釋氣導入到配氣系統(tǒng)中。
[0012]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的壓力表分別安裝在減壓閥前和減壓閥后的氣體管路，以及氣體混合器和出口球閥之間的氣體管路上?；旌蠚怏w的出口壓力可以通過壓力表實時顯示。
[0013]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的氣體混合器，其內(nèi)腔中設有多重閘板，用于使氣體混合。多重閘板對各路氣流能夠進行多次分割、移位以達到混合均勻的目。
[0014]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的流量計為轉子流量計，通過轉子流量計上的針閥可以調節(jié)氣流大小。
[0015]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的配氣系統(tǒng)有五個出口，一個出口輸出混合氣體，其余出口分別輸出S02、NO2, NO和空氣；所述的出口分別設有出口球閥和出口接口。
[0016]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的出口球閥和配氣系統(tǒng)的入口球閥能夠分別控制氣流通斷。
[0017]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的配氣系統(tǒng)，其五個出口能夠通過氣體管路分別通入船舶尾氣處理設備中，在所述的出口和船舶尾氣處理設備之間的氣體管路上還設有鼓風機，在模擬船舶尾氣進入船舶尾氣處理設備之前進一步稀釋，有助于增加尾氣處理設備的脫硫脫硝效率。
[0018]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的出口，其中分別輸出S02、NO2、NO和空氣的四路純氣，均分別經(jīng)過出口球閥和出口接口導出配氣系統(tǒng)，能夠同時對不同單組分氣體進行尾氣處理試驗。[0019]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的系統(tǒng)可根據(jù)船舶尾氣處理的試驗要求，控制入口球閥、出口球閥的通斷來選擇不同的出口氣體形態(tài)，最終導入到船舶尾氣處理設備中，來進行相關的試驗。
[0020]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的系統(tǒng)，整套設備管路和閥件采用316不銹鋼材質，能夠有效的防止模擬船舶尾氣中氮氧化物和硫氧化物對系統(tǒng)的腐蝕。該系統(tǒng)可根據(jù)配氣量的不同，靈活選擇不銹鋼卡套管的直徑大小。
[0021]上述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其中，所述的系統(tǒng)，還可根據(jù)實際模擬船舶尾氣的需求進行增加和刪減氣源系統(tǒng)及配氣系統(tǒng)的管路數(shù)目，以實現(xiàn)靈活縮放，便于模擬不同組份的船舶尾氣。
[0022]本發(fā)明提供的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:
(I)基于動態(tài)配氣法原理，可為船舶尾氣處理試驗，持續(xù)穩(wěn)定地供應較大流量的模擬船舶尾氣。
[0023](2)采用316不銹鋼材質，克服了現(xiàn)有大部分配氣系統(tǒng)的防腐性能的不足，有效防止模擬船舶尾氣對配氣系統(tǒng)管路及閥件的腐蝕。
[0024](3)管路連接采用使用卡套式連接及專門的不銹鋼卡套管，連接牢固，氣密性好。
[0025](4)可根船舶尾氣處理試驗的要求，方便地調節(jié)各路原料氣流量的大小，配制不同含量的模擬船舶尾氣。
[0026](5)可以方便地更改、增加和刪減氣體管路，改變模擬船舶尾氣的組分，實現(xiàn)船舶尾氣處理試驗的靈活性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0028]以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步地說明。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明提供的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，包含氣源系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)。
[0030]氣源系統(tǒng)包含高壓氣體鋼瓶，空氣壓縮機1，減壓閥5，壓力表12以及氣體管路?？諝鈮嚎s機I為福建巨霸機械有限公司生產(chǎn)的Y2K-1型號，高壓氣體鋼瓶提供高壓純氣，為上海邁拓爾特種氣體有限公司提供的99.9%純度的氣體。
[0031]配氣系統(tǒng)包含入口接口 6，入口球閥7，流量計8，三通卡套接頭9，單向閥10，氣體混合器11，出口球閥13，出口接口 14，壓力表12以及氣體管路。入口接口和出口接口均包括快擰接頭、內(nèi)絲六角棒和外絲轉卡套接頭三個組成部分。
[0032]高壓氣體鋼瓶包含SO2高壓鋼瓶4、NO2高壓鋼瓶3和NO高壓鋼瓶2。高壓氣體鋼瓶和空氣壓縮機I分別連接氣體管路，共導出四路氣體。空氣壓縮機I壓縮后的壓力空氣作為稀釋氣導入到配氣系統(tǒng)中。
[0033]氣體管路的另一端分別都依次經(jīng)過減壓閥5、入口接口 6、入口球閥7、流量計8，再通過三通卡套接頭9分別分成兩個支路，一個支路經(jīng)過單向閥10后連接氣體混合器11，再通過出口球閥13和出口接口 14導出配氣系統(tǒng)，另一個支路經(jīng)過單向閥10后直接通過出口球閥13和出口接口 14導出配氣系統(tǒng)。入口球閥7控制氣路的通斷。流量計8作為調節(jié)和監(jiān)控氣體流量的元件，為常州雙環(huán)熱工儀表有限公司生產(chǎn)的DK800-6F防腐型轉子流量計，精度等級為2.5，范圍度為10:1。量程的選擇可以參考下式，設原料氣含量為x(單位ppm)，混合氣流量為Q (單位L/h)，量程上限值為X上(單位L/h)，量程下限值為X下(單位L/h)，有
IX t = * Q 0.7 5
10(a)
I X下=:< 上 + 10
當然所求出的量程上下限值只是推薦值，還需要據(jù)此選取廠家生產(chǎn)型號中最靠近該推薦值的量程。
[0034]氣體混合器11內(nèi)腔中設有多重閘板，用于使氣體混合。四種組分的氣體在氣體混合器中，利用高速射流卷吸效應使之混合，加之氣體混合器11內(nèi)固定管路及多重閘板對氣流進行多次分割、移位以達到完全混合的目的。
[0035]配氣系統(tǒng)有五個出口，一個出口輸出混合氣體，其余出口分別輸出S02、NO2, NO和空氣。各出口分別設有出口球閥13和出口接口 14。
[0036]配氣系統(tǒng)的五個出口能夠通過氣體管路分別通入船舶尾氣處理設備中，在出口和船舶尾氣處理設備之間的氣體管路上還設有鼓風機15，在模擬船舶尾氣進入船舶尾氣處理設備之前進一步稀釋，有助于增加尾氣處理設備的脫硫脫硝效率。
[0037]出口中分別輸出SO2、NO2、NO和空氣的四路純氣，分別經(jīng)過出口球閥13和出口接口 14導出配氣系統(tǒng)。設計純氣出口的目的，主要是從可以同時對不同單組分氣體進行尾氣處理試驗的角度考慮。
[0038]單向閥10用于防止氣體逆流。入口球閥7則可以控制入口氣流的通斷，再進入流量計8，該流量計8為轉子流量計，通過轉子流量計上的針閥可以調節(jié)氣流大小。出口球閥13和入口球閥7 —樣，能夠分別控制氣流通斷。
[0039]壓力表12分別安裝在減壓閥5前和減壓閥5后的氣體管路，以及氣體混合器11和出口球閥13之間的氣體管路上。即，三組原料氣由各自的高壓鋼瓶提供，經(jīng)帶有前后壓力表12的減壓閥5減壓后導入到動態(tài)配氣系統(tǒng)。而混合氣體的出口壓力可以通過壓力表12實時顯示。
[0040]本發(fā)明提供的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，可根據(jù)船舶尾氣處理的試驗要求，控制入口球閥7、出口球閥13的通斷來選擇不同的出口氣體形態(tài)，最終導入到船舶尾氣處理設備中，來進行相關的試驗。還可根據(jù)實際模擬船舶尾氣的需求進行增加和刪減氣源系統(tǒng)及配氣系統(tǒng)的管路數(shù)目，以實現(xiàn)靈活縮放，便于模擬不同組份的船舶尾氣。整套設備管路和閥件采用316不銹鋼材質，能夠有效的防止模擬船舶尾氣中氮氧化物和硫氧化物對系統(tǒng)的腐蝕。該系統(tǒng)可根據(jù)配氣量的不同，靈活選擇不銹鋼卡套管的直徑大小。
[0041]本發(fā)明提供的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，針對船舶尾氣氮氧化物和硫氧化物含量多的特點，容易造成設備的腐蝕，該系統(tǒng)設備采用316材質，氣體由高壓氣體鋼瓶經(jīng)減壓閥5導入到配氣系統(tǒng)，進入配氣系統(tǒng)后，由入口球閥7控制入口氣流的通斷，再流經(jīng)流量計8，并由與流量計8配套的針閥調節(jié)氣體流量的大小，流出流量計8后氣流分成兩路，一路經(jīng)單向閥10后作為純氣，由出口球閥13控制純態(tài)氣體的輸出，一路作為原料氣或者稀釋氣經(jīng)單向閥10后進入氣體混合器11，經(jīng)過氣體混合器11內(nèi)腔及其腔內(nèi)的多重閘板對各路氣流的多次分割、移位以達到混合均勻的目的，之后由出口球閥13控制混合氣體的輸出。
[0042]本發(fā)明提供的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，綜合諸多動態(tài)配氣法的適用領域，以及模擬船舶尾氣的氣體特點，決定采用高壓鋼瓶及空氣壓縮機11作為氣源，經(jīng)過嚴格校準的流量計8作為調節(jié)和監(jiān)控氣體流量的元件的動態(tài)配氣法。同時采用不銹鋼316材質提高其防腐性能，使用卡套式連接及專門的不銹鋼卡套管提高連接的牢固性和氣密性。
[0043]本發(fā)明提供的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，不僅能夠準確地模擬出含有多種氮氧化物和硫氧化物的船舶尾氣，而且針對船舶尾氣中氮氧化物和硫氧化物含量多的特點，加強了配氣管路的防腐性能，另外管路的設計考慮到了船舶尾氣試驗對氣體流量需求大，時間較長的特點，能夠持續(xù)較長時間供應大流量的模擬船舶尾氣。滿足了船舶尾氣試驗對模擬尾氣的多種需求。
[0044]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含氣源系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)； 所述的氣源系統(tǒng)包含高壓氣體鋼瓶，空氣壓縮機(1)，減壓閥(5)，壓力表(12)以及氣體管路； 所述的配氣系統(tǒng)包含入口接口(6)，入口球閥(7)，流量計(8)，三通卡套接頭(9)，單向閥(10)，氣體混合器(11)，出口球閥(13)，出口接口(14)，壓力表(12)以及氣體管路； 所述高壓氣體鋼瓶和空氣壓縮機(I)分別連接氣體管路； 所述的氣體管路的另一端分別都依次經(jīng)過減壓閥(5)、入口接口(6)、入口球閥(7)、流量計(8 )，再通過三通卡套接頭(9 )分別分成兩個支路，一個支路經(jīng)過單向閥(10 )后連接氣體混合器(11)，再通過出口球閥(13)和出口接口(14)導出配氣系統(tǒng)，另一個支路經(jīng)過單向閥(10)后直接通過出口球閥(13)和出口接口( 14)導出配氣系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，所述的高壓氣體鋼瓶包含SO2高壓鋼瓶(4)、NO2高壓鋼瓶(3)和NO高壓鋼瓶(2)。
3.如權利要求2所述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，所述的高壓氣體鋼瓶和空氣壓縮機(I)分別連接氣體管路，共導出四路氣體。
4.如權利要求1所述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，所述的壓力表(12)分別安裝在減壓閥(5)前和減壓閥(5)后的氣體管路，以及氣體混合器(11)和出口球閥(13)之間的氣體管路上。
5.如權利要求4所述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，所述的氣體混合器(11)，其內(nèi)腔中設有多重閘板，用于使氣體混合。
6.如權利要求1所述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，所述的流量計(8)為轉子流量計。
7.如權利要求1所述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，所述的配氣系統(tǒng)有五個出口，一個出口輸出混合氣體，其余出口分別輸出so2、no2、no和空氣；所述的出口分別設有出口球閥(13)和出口接口(14)。
8.如權利要求7所述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，所述的出口球閥(13)和配氣系統(tǒng)的入口球閥(7)能夠分別控制氣流通斷。
9.如權利要求7所述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，所述的配氣系統(tǒng)，其五個出口能夠通過氣體管路分別通入船舶尾氣處理設備中，在所述的出口和船舶尾氣處理設備之間的氣體管路上還設有鼓風機(15)。
10.如權利要求9所述的用于模擬船舶尾氣的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，所述的出口，其中分別輸出S02、N02、N0和空氣的四路，均分別經(jīng)過出口球閥(13)和出口接口(14)導出配氣系統(tǒng)，能夠同時對不同單組分氣體進行尾氣處理試驗。
【文檔編號】B01F15/02GK103706287SQ201310751658
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】孫崇飛, 王東勝, 董麗華, 張麗 申請人:上海海事大學