CN101254395A - 废气处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种废气处理系统，具有一级洗涤塔、二级湍冲塔和三级湍冲塔，一级洗涤塔和二、三级湍冲塔分别配备一、二、三号换热器，此外本系统还具有碱液总管、进水管、冷却上水总管、冷却回水总管、排放总管；一级洗涤塔、二级湍冲塔和三级湍冲塔各存在液膜泡沫区，有害废气依次经过一级洗涤塔、二级湍冲塔、三级湍冲塔的膜泡沫区得到净化。本发明由于废气通过三个强烈湍动的液膜泡沫区，达到高效洗涤效果。由于气液交换不在塔内进行，因此塔的结构简单，制作维护方便，而且塔的高度可以大大降低。可以大大降低原材料的使用量，降低投资。喷头喷出的循环液为螺旋状，与有害废气充分接触吸收，喷嘴较大，不易堵塞。
Description
技术领域
本发明涉及一种废气处理系统。
背景技术
在有色金属和某些化工产品的加工过程中，不可避免的会产生一些废气，如氯气、氯化氢、氮氧化物等，这些气体都会污染环境，危害人类的健康。中国专利授权公告号CN2645753Y 的实用新型专利说明书公开了一种新型氯气、废气吸收装置，该吸收装置具有碱液箱，碱液箱上装有湍冲塔的塔身，湍冲塔有两个，一个湍冲塔上装有进风管，另一个塔上装有出风管，塔与塔之间接有送风管，碱液箱接有出液管，进风管与一个湍冲塔的下部相连接，从一个湍冲塔接入另一湍冲塔的送风管与湍冲塔下的送风夹层相连接，送风夹层与碱液箱中的碱液相隔离。这是一种喷淋式的湍冲塔，气液接触时间较短，气液交换不均匀，洗涤效率较低。而且此种结构塔身较高，制作成本较高，塔内螺旋盘管的固定较麻烦，喷头数量较多，维护不方便。另外，湍冲塔的塔身置于储液槽上，储液槽易变型。
发明内容
本发明的目的在于提出一种洗涤效果好、制作维护方便的废气处理系统。
为达到上述目的，本发明采取如下技术措施：
本系统具有一级洗涤塔、二级湍冲塔和三级湍冲塔，一级洗涤塔和二、三级湍冲塔分别配备一、二、三号换热器，此外本系统还具有碱液总管、进水管、冷却上水总管、冷却回水总管、排放总管；
所述一级洗涤塔的塔身中部连接有口向上的湍冲管，湍冲管的中下部连接有喷头装置，喷头装置的喷头伸入湍冲管内且喷射面朝上；塔身底部通过排污管、排液管分别与排放总管、一号换热器连接，一号换热器通过一号送液管与本湍冲塔的喷头装置连接，该一号送液管还与进水管连接，一号送液管中设有一号泵；一号换热器分别通过冷却进水管、冷却出水管与冷却上水总管、冷却回水总管连接；上述一级洗涤塔的排污管、排液管、送液管、冷却进水管、冷却出水管中各设有阀；
所述二级湍冲塔的塔身中部连接有口向上的湍冲管，湍冲管的中下部连接有喷头装置，喷头装置的喷头伸入湍冲管内且喷射面朝上；塔身底部通过排污管、排液管分别与排放总管、二号换热器连接，二号换热器通过二号送液管与本湍冲塔的喷头装置连接，该二号送液管还与碱液总管连接，二号送液管中设有二号泵；二号换热器分别通过冷却进水管、冷却出水管与冷却上水总管、冷却回水总管连接；上述二级湍冲塔的排污管、排液管、送液管、冷却进水管、冷却出水管中各设有阀；
所述三级湍冲塔的塔身中部连接有口向上的湍冲管，湍冲管的中下部连接有喷头装置，喷头装置的喷头伸入湍冲管内且喷射面朝上；塔身底部通过排污管、排液管分别与排放总管、三号换热器连接，三号换热器通过三号送液管与本湍冲塔的喷头装置连接，该三号送液管还与碱液总管连接，三号送液管中设有三号泵；三号换热器分别通过冷却进水管、冷却出水管与冷却上水总管、冷却回水总管连接；上述三级湍冲塔的排污管、排液管、送液管、冷却进水管、冷却出水管中各设有阀；
上述一级洗涤塔塔身上的出气口通过管道与二级湍冲塔的湍冲管连接，二级湍冲塔塔身上的出气口通过管道与三级湍冲塔的湍冲管连接；与三级湍冲塔的出气口连接的管道上设有风机。
所述三级湍冲塔塔身内的上部设有泡罩层和气液分离器，泡罩层和气液分离器之间设有附加喷头，附加喷头通过附加送液管与三号送液管连接。
本系统还设有回收处理输送管，一级洗涤塔的送液管、二级湍冲塔的送液管均与回收处理输送管连接。
本系统还设有与一号送液管并联接的第一备用送液管，第一备用送液管中设有第一备用泵以及阀；系统还设有与二号送液管和三号送液管并联接的第二备用送液管，第二备用送液管中设有第二备用泵以及阀。
所述一级洗涤塔、二级湍冲塔、三级湍冲塔的喷头装置各包括支架、坐落在支架上的喷头和设置在喷头外部的喷头套，喷头的喷射孔为在中心孔四周有与中心孔相通的至少3条倾斜槽，倾斜槽的倾角α为12°～20°。
所述一、二、三号换热器均为列管式换热器，列管式换热器具有壳体，壳体内设有上、下封板，上、下封板将内腔分成上、中、下腔，上、下封板之间设有直管，每根直管连通上腔和下腔，壳体上对应上腔设有冷却水出口、对应下腔设有冷却水进口、对应中腔上部设有进液口、对应中腔下部设有出液口。
所述泡罩层包括均布有通孔的密封板和对应密封板上每一通孔设置的泡罩；所述泡罩包括泡罩帽和升气管，升气管上端插入泡罩帽内且升气管的周围与泡罩帽之间具有回气间隙，升气管下端插入密封板的通孔内密封连接，泡罩帽与升气管之间由连接件连接。
所述气液分离器采用“S”型气液分离器。
所述一级洗涤塔、二级湍冲塔和三级湍冲塔的塔身均为复合塔身，由玻璃钢复合聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯组成。
所述换热器的直管由铜管或不锈钢管制成的内管和箍紧在内管外部的聚全氟乙丙烯管组成。
本发明具有以下特点：
1、本发明具有一级洗涤塔、二级湍冲塔和三级湍冲塔，三塔中各存在液膜泡沫区，废气依次经过一级洗涤塔、二级湍冲塔、三级湍冲塔的膜泡沫区得到净化。由于有害废气通过三个强烈湍动的液膜泡沫区，在液膜泡沫区域中气液两相不仅接触面积大，而且接触表面不断地得到迅速更新，达到高效洗涤效果。在泡沫区，由于气体与面积极大的且迅速更新的液体表面接触，便产生颗粒捕集、气体吸收和气体急冷的作用。洗涤液体通过喷嘴逆着气流喷入湍冲管中，气体和液体相撞，从而迫使液体呈辐射状自里向外射向筒壁，在气-液界面区形成强烈湍动区，流体动量达到平衡，气液紧密接触而产生稳定的“驻波”随气液相对动量的大小而升降。
2、传统湍冲塔由于气液交换在塔内进行，因此塔内结构复杂，为了提高塔的吸收效率只好提高塔的直径和塔的高度。而气液交换不在塔内进行，因此塔的结构简单，制作维护方便，而且塔的高度可以大大降低。在处理同样烟气量的情况下，本发明塔的高度只需传统洗涤塔的一半。因此可以大大降低原材料的使用量，降低投资。
3、一级洗涤塔和二、三级湍冲塔分别配备一、二、三号换热器，防止处理废气过程中所产生的放热反应会使塔的吸收效率下降，因此加装换热器可提高洗涤塔和湍冲塔的吸收效率，同时可降低塔内温度，降低了对塔的材质要求。
4、本发明中喷头采用大口径喷头，喷出的循环液为螺旋状，与有害废气充分接触吸收，喷嘴较大，不易堵塞。
5、本发明在三级湍冲塔内设置一层泡罩，即有害气体经湍冲泡沫区充分吸收后，经塔内泡罩液封层进一步吸收净化。
6、本发明在三级湍冲塔内设置气液分离器，气液分离器采用“S”型结构，不易堵塞，气液分离效率大大提高。
7、本发明的塔的材质采用玻璃钢复合聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯，聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯主要作为耐腐材料，玻璃钢体主要解决聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯强度较差问题。
8、换热器内的直管采用铜或不锈钢内管外套聚全氟乙丙烯管，解决了直管的腐蚀问题。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构图；
图2为一级洗涤塔也可以是二级湍冲塔的结构图；
图3为三级湍冲塔的结构图；
图4为喷头装置的结构图；
图5为喷头装置的喷头结构图；
图6为图5的A向视图；
图7为换热器结构图；
图8为换热器中的直管结构图；
图9为泡罩结构图。
具体实施方式
见图1，本发明具有一级洗涤塔1、二级湍冲塔2和三级湍冲塔3。由于处理废气过程中会产生放热反应，在高温条件下塔的吸收效率下降，因此加装换热器可提高洗涤塔和湍冲塔的吸收效率，同时可降低塔内温度，降低了对塔的材质要求，所以一级洗涤塔1、二级、三级湍冲塔2、3分别配备一号、二号、三号换热器1-6、2-6、3-6，此外本系统还具有碱液总管4、进水管5、冷却上水总管6、冷却回水总管7、排放总管8、回收处理输送管12以及配碱槽10和碱液槽9。碱液总管4与碱液槽9相连。
见图7与图8，所述一号换热器1-6、二号换热器2-6、三号换热器3-6均为列管式换热器，列管式换热器具有壳体61，壳体61内设有上、下封板62，上、下封板62将内腔分成上腔a、中腔b、下腔c，上、下封板62之间设有直管63，每根直管连通上腔a和下腔c，壳体61上对应上腔a设有冷却水出口61-1、对应下腔c设有冷却水进口61-2、对应中腔b上部设有进液口61-3、对应中腔b下部设有出液口61-4。冷却水从直管内通过，碱液在直管外部间隙通过。换热器1-6的直管63由铜管或不锈钢管制成的内管63-1和箍紧在内管外部的聚全氟乙丙烯管63-2组成。
所述一洗涤塔、二、三级湍冲塔的塔身均为复合塔身，由玻璃钢复合聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯组成。
见图1与图2，一级洗涤塔1的塔身中部连接有口向上的湍冲管1-1，上述湍冲管1-1的中下部连接有喷头装置1-5，喷头装置1-5的喷头伸入湍冲管1-1内且喷射面朝上；塔身底部的排污口通过排污管1-3与排放总管8连接。塔身底部的排液口通过排液管1-4与一号换热器1-6的进液口61-3连接，一号换热器1-6的出液口61-4通过一号送液管1-7与本湍冲塔的喷头装置1-5连接，一号换热器1-6的冷却水进口61-2通过冷却进水管1-9与冷却上水总管6连接，一号换热器1-6的冷却水出口61-1通过冷却出水管1-10与冷却回水总管7连接。上述一号送液管1-7还与进水管5、回收处理输送管12连接，一号进液管1-7中设有一号泵1-8。上述排污管1-3、排液管1-4、送液管1-7、冷却进水管1-9、冷却出水管1-10中各设有阀。一号送液管1-7并联接有第一备用送液管1-11，第一备用送液管1-11中设有第一备用泵1-12以及阀。
见图4～图6，所述一级洗涤塔的喷头装置1-5包括支架51、坐落在支架51上的喷头52和设置在喷头52外部的喷头套53，喷头52的喷射孔中间是一中心孔52-1，在中心孔52-1四周有与中心孔52-1相通的至少3条倾斜槽52-2，倾斜角α为12°～20°。本实施例具有6条倾斜槽52-2，倾斜角α为15°，截面形状似梅花状，喷头52与喷头套53之间螺纹连接。
见图1与图2，二级湍冲塔2的塔身中部连接有口向上的湍冲管2-1，上述湍冲管2-1的中下部连接有喷头装置2-5，喷头装置2-5的喷头伸入湍冲管2-1内且喷射面朝上；塔身底部的排污口通过排污管2-3与排放总管8连接。塔身底部的排液口通过排液管2-4与二号换热器2-6的进液口连接，二号换热器2-6的出液口通过二号送液管2-7与本湍冲塔的喷头装置2-5连接，二号循环管2-7中设有二号泵2-8；二号换热器2-6分别通过冷却进水管2-9、冷却出水管2-10与冷却上水总管6、冷却回水总管7连接；二号送液管2-7还与碱液总管4和回收处理输送管12连接。上述排污管2-3、排液管2-4、送液管2-7、冷却进水管2-9、冷却出水管2-10中各设有阀。二级湍冲塔2的喷头装置2-5与一级洗涤塔的喷头装置1-5相同。
见图1与图3，三级湍冲塔的塔身中部连接有口向上的湍冲管3-1，上述湍冲管3-1的中下部连接有喷头装置3-5，喷头装置3-5的喷头伸入湍冲管3-1内且喷射面朝上；塔身底部的排污口通过排污管3-3与排放总管8连接，塔身底部的排液口通过排液管3-4与三号换热器3-6的进液口连接，三号换热器3-6的出液口通过三号送液管3-7与本湍冲塔的喷头装置3-5连接，该三号送液管3-7与碱液总管4连接，三号循环管3-7中设有三号泵3-8；三号换热器3-6分别通过冷却进水管3-9、冷却出水管3-10与冷却上水总管6、冷却回水总管7连接；上述排污管3-3、排液管3-4、送液管3-7、冷却进水管3-9、冷却出水管3-10中各设有阀。三级湍冲塔的喷头装置3-5与一级洗涤塔的喷头装置1-5相同。在三级湍冲塔的塔身内，在上部设有泡罩层3-11和气液分离器3-12，泡罩层3-11和气液分离器3-12之间设有附加喷头3-14，附加喷头3-14通过附加送液管3-13与三号送液管3-7连接。系统还设有与二号送液管2-7和三号送液管3-7并联接的第二备用送液管2-11，第二备用送液管2-11中设有第二备用泵1-12以及阀。
见图9，上述泡罩层3-11包括均布有通孔的密封板3-11-1和对应密封板上每一通孔设置的泡罩3-11-2；所述泡罩3-11-2包括泡罩帽3-11-3和升气管3-11-4，升气管3-11-4上端插入泡罩帽3-11-3内且升气管3-11-4的周围与泡罩帽3-11-3之间具有回气间隙3-11-5，升气管3-11-4下端插入密封板3-11-1的通孔内密封连接，泡罩帽3-11-3与升气管3-11-4之间由连接件3-11-6连接。所述连接件3-11-6为螺杆螺帽副，在升气管3-11-4的顶部设有支梁3-11-6，螺杆的下端固定在支梁3-11-6上，上端穿过泡罩帽3-11-3由螺帽固定。附加喷头3-14的喷液，使密封板3-11-1上形成碱液封层，塔内气体强制通过泡罩进入碱液封层，进一步吸收净化。
上述气液分离器采用已使用的“S”型气液分离器。
上述一级洗涤塔1塔身顶部的的出气口1-2通过管道与二级湍冲塔2的湍冲管2-1连接，二级湍冲塔2塔身顶部的出气口2-2通过管道与三级湍冲塔3的湍冲管3-1连接；与三级湍冲塔3的出气口3-2连接的管道上设有钛风机10，该管道上还设有备用风机。
上述三个塔的湍冲管可设置在塔外部，也可以设置在塔内部。本实施例设置在塔外部。
本发明适用于对氯气和氯化氢气体的处理，碱液采用氢氧化钠溶液。
废气由风机牵引进入一级洗涤塔，在一级洗涤塔的湍冲管中与喷头逆喷的水与氯化氢气体充分接触并形成一段稳定的泡沫区。氯化氢经一级水洗后，氯化氢处理达到90％，氯气浓度也有所降低。再进入二级湍冲塔。氯化氢气体被进一步吸收，处理基本达到99％。氯气浓度也进一步降低。废气进入三级湍冲塔中，主要处理氯气。废气经三级吸收后由风机排出。
当送液管1-7送入一级洗涤塔的循环液中盐酸浓度达到一定程度后，将盐酸通过回收处理输送管12排入盐酸贮槽，回收利用。同样，送液管2-7送入二级湍冲塔的循环液中盐酸浓度达到一定程度后，将盐酸通过回收处理输送管12排入盐酸贮槽，回收利用。
Claims (10)
1. 一种废气处理系统，其特征在于：本系统具有一级洗涤塔(1)、二级湍冲塔(2)和三级湍冲塔(3)，一级洗涤塔(1)和二、三级湍冲塔(2、3)分别配备一、二、三号换热器(1-6、2-6、3-6)，此外本系统还具有碱液总管(4)、进水管(5)、冷却上水总管(6)、冷却回水总管(7)、排放总管(8)；
所述一级洗涤塔(1)的塔身中部连接有口向上的湍冲管(1-1)，湍冲管(1-1)的中下部连接有喷头装置(1-5)，喷头装置(1-5)的喷头伸入湍冲管(1-1)内且喷射面朝上；塔身底部通过排污管(1-3)、排液管(1-4)分别与排放总管(8)、一号换热器(1-6)连接，一号换热器(1-6)通过一号送液管(1-7)与本湍冲塔的喷头装置(1-5)连接，该一号送液管(1-7)还与进水管(5)连接，一号送液管(1-7)中设有一号泵(1-8)；一号换热器(1-6)分别通过冷却进水管(1-9)、冷却出水管(1-10)与冷却上水总管(6)、冷却回水总管(7)连接；上述一级洗涤塔(1)的排污管(1-3)、排液管(1-4)、送液管(1-7)、冷却进水管(1-9)、冷却出水管(1-10)中各设有阀；
所述二级湍冲塔(2)的塔身中部连接有口向上的湍冲管(2-1)，湍冲管(2-1)的中下部连接有喷头装置(2-5)，喷头装置(2-5)的喷头伸入湍冲管(2-1)内且喷射面朝上；塔身底部通过排污管(2-3)、排液管(2-4)分别与排放总管(8)、二号换热器(2-6)连接，二号换热器(2-6)通过二号送液管(2-7)与本湍冲塔的喷头装置(2-5)连接，该二号送液管(2-7)还与碱液总管(4)连接，二号送液管(2-7)中设有二号泵(2-8)；二号换热器(2-6)分别通过冷却进水管(2-9)、冷却出水管(2-10)与冷却上水总管(6)、冷却回水总管(7)连接；上述二级湍冲塔(2)的排污管(2-3)、排液管(2-4)、送液管(2-7)、冷却进水管(2-9)、冷却出水管(2-10)中各设有阀；
所述三级湍冲塔(3)的塔身中部连接有口向上的湍冲管(3-1)，湍冲管(3-1)的中下部连接有喷头装置(3-5)，喷头装置(3-5)的喷头伸入湍冲管(3-1)内且喷射面朝上；塔身底部通过排污管(3-3)、排液管(3-4)分别与排放总管(8)、三号换热器(3-6)连接，三号换热器(3-6)通过三号送液管(3-7)与本湍冲塔的喷头装置(3-5)连接，该三号送液管(3-7)还与碱液总管(4)连接，三号送液管(3-7)中设有三号泵(3-8)；三号换热器(3-6)分别通过冷却进水管(3-9)、冷却出水管(3-10)与冷却上水总管(6)、冷却回水总管(7)连接；上述三级湍冲塔(3)的排污管(3-3)、排液管(3-4)、送液管(3-7)、冷却进水管(3-9)、冷却出水管(3-10)中各设有阀；
上述一级洗涤塔(1)塔身上的出气口(1-2)通过管道与二级湍冲塔(2)的湍冲管(2-1)连接，二级湍冲塔(2)塔身上的出气口(2-2)通过管道与三级湍冲塔(3)的湍冲管(3-1)连接；与三级湍冲塔(3)的出气口(3-2)连接的管道上设有风机(10)。
2. 根据权利要求1所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述三级湍冲塔(3)塔身内的上部设有泡罩层(3-11)和气液分离器(3-12)，泡罩层(3-11)和气液分离器(3-12)之间设有附加喷头(3-14)，附加喷头(3-14)通过附加送液管(3-13)与三号送液管(3-7)连接。
3. 根据权利要求2所述的一种废气处理系统，其特征在于：本系统还设有回收处理输送管(12)，一级洗涤塔的送液管(1-7)、二级湍冲塔的送液管(2-7)均与回收处理输送管(12)连接。
4. 根据权利要求3所述的一种废气处理系统，其特征在于：本系统还设有与一号送液管(1-7)并联接的第一备用送液管(1-11)，第一备用送液管(1-11)中设有第一备用泵(1-12)以及阀；系统还设有与二号送液管(2-7)和三号送液管(3-7)并联接的第二备用送液管(2-11)，第二备用送液管(2-11)中设有第二备用泵(2-12)以及阀。
5. 根据权利要求1至4之一所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述一级洗涤塔、二级湍冲塔、三级湍冲塔的喷头装置(1-5、2-5、3-5)各包括支架(51)、坐落在支架(51)上的喷头(52)和设置在喷头(52)外部的喷头套(53)，喷头(52)的喷射孔为在中心孔(52-1)四周有与中心孔(52-1)相通的至少3条倾斜槽(52-2)，倾斜槽的倾角α为12°～20°。
6. 根据权利要求1至4之一所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述一、二、三号换热器(1-6、2-6、3-6)均为列管式换热器，列管式换热器具有壳体(61)，壳体(61)内设有上、下封板(62)，上、下封板(62)将内腔分成上、中、下腔(a、b、c)，上、下封板(62)之间设有直管(63)，每根直管连通上腔(a)和下腔(c)，壳体(61)上对应上腔(a)设有冷却水出口(61-1)、对应下腔(c)设有冷却水进口(61-2)、对应中腔(b)上部设有进液口(61-3)、对应中腔(b)下部设有出液口(61-4)。
7. 根据权利要求1至4之一所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述泡罩层(3-11)包括均布有通孔的密封板(3-11-1)和对应密封板上每一通孔设置的泡罩(3-11-2)；所述泡罩(3-11-2)包括泡罩帽(3-11-3)和升气管(3-11-4)，升气管(3-11-4)上端插入泡罩帽(3-11-3)内且升气管(3-11-4)的周围与泡罩帽(3-11-3)之间具有回气间隙(3-11-5)，升气管(3-11-4)下端插入密封板(3-11-1)的通孔内密封连接，泡罩帽(3-11-3)与升气管(3-11-4)之间由连接件(3-11-6)连接。
8. 根据权利要求1至4之一所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述气液分离器采用“S”型气液分离器。
9. 根据权利要求1至4之一所述的一种废气吸收系统，其特征在于：所述一级洗涤塔(1)、二级湍冲塔(2)和三级湍冲塔(3)的塔身均为复合塔身，由玻璃钢复合聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯组成。
10. 根据权利要求6所述的一种废气处理系统，其特征在于：所述换热器(1-6)的直管(63)由铜管或不锈钢管制成的内管(63-1)和箍紧在内管外部的聚全氟乙丙烯管(63-2)组成。
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