[发明专利]用丙烯醛处理压舱水的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用丙烯醛处理压舱水的方法和设备，以及用于用丙烯醛处理压舱水的设备的混合装置、供给装置和反应器装置。

背景技术

众所周知的是，在船上压舱水可以使用丙烯醛来消毒。仅通过在压舱水中加入5到15ppm的丙烯醛，即可以杀死细菌、藻类、斑马纹贻贝以及其它浮游生物，并且，由此可以确定地消除从一个港口到另一个的转移。使用丙烯醛的好处在于特异地对斑马纹贻贝的幼体具有的持续功能，还在于丙烯醛在若干天内自发分解的属性，即，压舱水在目的地港口的排放不会因该杀生剂带来港口水域的新负担。

与这些好处一起存在的是，由于丙烯醛是具有催泪毒气效果的高毒性液体，并且船上的人员被强制要求仅在装备完全ABC防护服和使用气体面罩的条件下才能进行该杀生剂的操作，所以不能在船上进行纯丙烯醛的使用、运输和储存。

丙烯醛的水性溶液不具有毒性，可以安全地使用，但是，该溶液仅可在若干天内使用，使得由于后勤问题的原因，在船上的使用是不可能的。

根据DE-GM 20 2007 004 912，公开了一种设备，其中，通过水喷射泵以压力上升泵的方式泵出压舱水，并且水喷射泵的低压区通过控制阀与反应容器液压连接，该反应容器在外侧具有添加丙烯醛缩醛(acrolein acetal)、酸和水解水的单独入口开口。在所述反应容器中，产生了水性丙烯醛溶液，该水性丙烯醛溶液在水喷射泵中与压舱水混合，使得压舱水中的生物被丙烯醛杀死。在DE-GM 20 2007 004 912的设备中，丙烯醛缩醛可以直接使用，而不与必要的溶剂预先混合。同样地，所述酸用作催化剂，并且所述酸可以不经与水的预先溶解而添加到所述设备中。所述水解水取自船上的用水系统。尽管该设备解决了纯丙烯醛在船上的使用、运输和储存问题，但是随着处理量需求的增加，还存在确定大小的(dimensioning)问题，特别是确定水喷射泵和反应容器的大小的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种方法和一种构造简单的设备，由此，可以在船的甲板上用丙烯醛处理压舱水，还具有在可接受的构造复杂度下的高额的处理量。

为了达到该目的，本发明的用丙烯醛处理压舱水的设备与压舱水设施的主压舱水线相连接；该设备包括：反应器装置，该反应器装置的进料为用来产生水性丙烯醛溶液的丙烯醛衍生物(优选丙烯醛缩醛)、催化剂酸以及水；支线，该支线与主压舱水线相连接以分支压舱水的分流；混合装置，该混合装置连接支线和来自所述反应器装置的丙烯醛溶液供应线并且设计用于稀释来自所述反应器装置的水性丙烯醛溶液；以及供给装置，该供给装置用于从所述混合装置向所述主压舱水线供应所述水性丙烯醛溶液。

根据本发明的一种有益实施方式，其特征在于，所述反应器装置包括：发生器，该发生器至少具有用于丙烯醛衍生物的连接端(stub)和用于纯净水的连接端以及用于丙烯醛溶液的出口端，其中，所述发生器设计用于丙烯醛衍生物和水的初步混合；和软管反应器，该软管反应器具有通过导管与所述发生器的出口端连接的入口端，以及用于处理后的丙烯醛溶液前进的出口端，并且所述软管反应器的体积设计用于提供丙烯醛溶液在所述软管反应器中的保留时间，在该时间内，所述丙烯醛衍生物在水中的溶解和水解分别得以完成。

根据本发明的一种有益实施方式，其特征在于，所述混合装置包括：混合喷嘴，该混合喷嘴具有在流动方向上渐变渐窄的入口圆锥体，该入口圆锥体具有用于与加压水线连接的输入端，在流动方向上渐变渐宽的出口圆锥体，该出口圆锥体具有用于与从混合单元向目标位置供给水性丙烯酸溶液的管线连接的出口端；以及抽吸端，该抽吸端导致所述混合喷嘴的低压区，该抽吸端与来自产生水性丙烯醛溶液的反应器装置的丙烯醛溶液供给线连接；以及压力提升泵，该压力提升泵设置在混合喷嘴的上游并且与压舱水支线连接，所述压舱水支线为来自主压舱水线的用于压舱水分流的支线，由此，压力提升泵的功率根据所述混合喷嘴的入口圆锥体的变窄进行确定，使得在压力提升泵的额定功率下，在混合喷嘴中在入口圆锥体和出口圆锥体之间的区域内，水流的速度能够达到20-25m/s。

根据本发明的一种有益实施方式，其特征在于，供给单元包括环状喷嘴，该环状喷嘴的尺寸根据在主压舱水线中的使用来确定，其中，所述环状喷嘴包括喷嘴环，所述喷嘴环上包括分布在所述喷嘴环的内周上的多个喷口。

本发明的目的还在于提供一种构造简单的生产水性丙烯醛溶液的反应器装置，该反应器装置用于用丙烯醛处理压舱水的设备，由此，可以在船的甲板上用丙烯醛处理压舱水，该装置的使用还保证了在可接受的构造复杂度下的高额的处理量。