CN101947408A - 用于烟气处理的高速离心雾化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于烟气处理的高速离心雾化装置，包括变频电机、变频电机驱动的增速器、布料器、雾化盘和用于输送处理烟气反应所需液态物料的进料管，布料器套在增速器的输出轴上并与其间隙配合，雾化盘固定套在增速器的输出轴的端部，进料管的出料口与布料器对应。本发明采用变频电动机提供雾化器的工作动力，增速器将变频电机的转速由2042r/min～2950r/min增至9000r/min～13000r/min，带动雾化盘高速旋转。本装置主要利用离心原理，通过高速旋转的雾化盘对烟气处理反应所需碱性(或酸性)液态物料进行高效、可控的雾化，雾化效果好，雾化后液态物料粒径≤50μm，从而使烟气处理反应更彻底，残留污染物更低。

Description

用于烟气处理的高速离心雾化装置

技术领域

本发明涉及一种对液态物料(含溶液、乳液)进行高效、可控雾化的高速离心雾化装置，尤其涉及一种对碱性(或酸性)液态反应物料进行雾化的烟气处理的高速离心雾化装置。

背景技术

目前，工业领域对排放大气的烟气处理通常采用“干法”、“半干法”及“湿法”进行处理，其中半干法及湿法均必须通过喷雾吸收塔对烟气中的有毒、有害成份进行化学反应与吸收。而反应与吸收效果的好坏在很大程度上取决于喷雾吸收塔上所安装的雾化装置对烟气处理化学反应所需碱性(或酸性)液态物料进行高效、可控的雾化。经雾化装置雾化后反应物料的粒径越小，则对喷雾吸收塔内烟气中有毒有害物质的反应吸收越彻底，排放的烟气中残留有毒有害物质含量越低。反之，则达不到预期的处理目标。

现有烟气处理系统所用的雾化装置有：(1)、气力雾化方式，以压缩空气为动力，通过气力喷嘴进行雾化；(2)、压力雾化方式，以水泵作为动力，对液态物料加压，通过压力喷嘴进行雾化。上述两种雾化方式主要存在以下不足：一、雾化后粒径较大，从而造成烟气处理系统净化反应不充分，处理后烟气中残留有毒有害物质相对较多；二、单个喷嘴出力小，需要的喷嘴数量多；三、喷嘴孔径小，用于高浓度石灰乳液时易发生堵塞；四、喷嘴磨损快，需频繁更换；五、对雾化的液态物料量及雾化后的粒径不能有效控制，因而对烟气处理系统的工况变化适应能力较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现高效和超细雾化，而且随时可控的用于烟气处理的高速离心雾化装置。

本发明的技术方案是：用于烟气处理的高速离心雾化装置包括变频电机、变频电机驱动的增速器、布料器、雾化盘和用于输送处理烟气反应所需液态物料的进料管；所述布料器包括固定设置的布料体、锥孔盖和雾化芯，所述布料体套在增速器的动力输出轴上并与其间隙配合，所述锥孔盖固定套在布料体的底部，所述雾化芯为中空结构，外圆上均布多个螺旋形布料槽，雾化芯固定设置在布料体的底部和锥孔盖之间，所述布料体、锥孔盖和雾化芯围成环形存料腔，所述进料管的出料口和螺旋形布料槽的进料口分别与环形存料腔连通；所述雾化盘固定套在增速器的动力输出轴的端部，雾化盘上设有环形布料腔，外圆周向均布与环形布料腔连通的喷嘴，所述螺旋形布料槽的出料口与环形布料腔连通。

本发明还包括密封罩和用于固定安装在喷雾吸收塔顶部的机座；所述增速器的动力输出轴、布料器和进料管封装在密封罩内，雾化盘设置在密封罩外；所述密封罩设置在机座的底部，增速器的动力输出轴向下穿过机座并伸出密封罩。

作为本发明的一种优选方案，所述雾化芯的外圆为锥形结构，所述雾化芯的大锥端靠近环形存料腔，小锥端靠近雾化盘。

作为本发明的另一种优选方案，所述喷嘴为陶瓷喷嘴。

作为本发明的又一种优选方案，所述变频电机的输出轴通过弹性柱销齿式联轴器与增速器的动力输入轴连接。

本发明的有益效果：用于烟气处理的高速离心雾化装置与现有技术相比具有如下优点：

1、变频电动机提供雾化器的工作动力，增速器将变频电机的转速由2042r/min～2950r/min增至9000r/min～13000r/min，带动雾化盘高速旋转。本装置主要利用离心原理，通过高速旋转的雾化盘对烟气处理反应所需碱性(或酸性)液态物料进行高效、可控的雾化，雾化效果好，雾化后液态物料粒径≤50um，从而使烟气处理反应更彻底，残留污染物更低。

2、适应性广，适应多种烟气处理装置所用的各种碱性液态物料(改变部份部件材质也可适应酸性液态物料)。

3、运行灵活，可根据烟气处理系统的需要调节变频电动机随时控制雾化盘的输出量及雾化粒径。

4、喷嘴采用耐磨、耐腐蚀的陶瓷材料制成。

5、布料器通过雾化芯外圆上均布的多个螺旋形布料槽将液态物料均匀分配到雾化盘的圆周方向上，从而保证该装置运行平稳，工作时振动小。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为增速器装配的剖面视图；

图3为布料器的剖面视图；

图4为雾化芯的结构示意图；

图5为雾化盘的剖面视图。

附图中的附图标记所代表的结构如下：

1-变频电机2-增速器3-布料器4-雾化盘5-进料管6-布料体7-锥孔盖8-雾化芯9-螺旋形布料槽10-环形存料腔11-环形布料腔12-喷嘴13-密封罩14-机座15-弹性柱销齿式联轴器16-增速器的动力输入轴17-动力传递轴18-增速器的动力输出轴19-一级大齿轮20-一级小齿轮21-二级大齿轮22-二级小齿轮23-轴承24-油池25-回油管

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

如图1所示：用于烟气处理的高速离心雾化装置包括变频电机1、变频电机1驱动的增速器2、布料器3、雾化盘4、用于输送处理烟气反应所需液态物料的进料管5、密封罩13和用于固定安装在喷雾吸收塔顶部的机座14。变频电机1的输出轴通过弹性柱销齿式联轴器15与增速器2的动力输入轴连接。变频电机1、弹性柱销齿式联轴器15和增速器2固定安装在机座14顶部。密封罩13为锥形结构，通过螺栓安装在机座14的底部；增速器2的动力输出轴向下穿过机座14并伸出密封罩13；布料器3套在增速器2的动力输出轴上并与其间隙配合，布料器3被密封在密封罩13内并固定连接在机座14上；雾化盘4固定套在增速器2的动力输出轴的端部，并位于密封罩13的下方。

图2为增速器装配的剖面视图，如图所示：增速器2包括增速器的动力输入轴16、动力传递轴17和增速器的动力输出轴18，增速器的动力输入轴16通过其上的一级大齿轮19和动力传递轴17上的一级小齿轮20啮合将动力传递给动力传递轴17，动力传递轴17通过其上的二级大齿轮21和增速器的动力输出轴18上的二级小齿轮22啮合将动力传递给增速器的动力输出轴18。增速器的动力输出轴18竖直向下穿过机座14，在安装增速器的动力输出轴18的最低轴承23下方设置油池24，油池24的壳体固定连接在机座14上，油池24用于回收润滑高速转动部件的润滑油，油池24内的润滑油通过回油管25抽回油站的油箱内。

图3为布料器的剖面视图，图4为雾化芯的结构示意图，如图所示：布料器3包括布料体6、锥孔盖7和雾化芯8。布料体6套在增速器2的动力输出轴上并与其间隙配合，顶部通过螺栓连接在油池24的壳体底部。锥孔盖7通过螺纹旋套在布料体6的底部。雾化芯8为中空结构，外圆为锥形结构，在锥形结构的外圆上均布多个螺旋形布料槽9(本实施例中，螺旋形布料槽9为十二个)，螺旋形布料槽9靠大锥端的槽口为进料口，螺旋形布料槽9靠小锥端的槽口为出料口，雾化芯8固定套在布料体6的底部并安装在布料体6和锥孔盖7之间。布料体6、锥孔盖7和雾化芯8围成环形存料腔10，进料管5的出料口和十二个螺旋形布料槽9的进料口分别与环形存料腔10连通。

图5为雾化盘的剖面视图，如图所示：雾化盘4固定套在增速器的动力输出轴18的底部并位于布料器3的底部，雾化盘4上设有环形布料腔11，外圆周向均布与环形布料腔11连通的喷嘴12(本实施例中，喷嘴12为十二个)，螺旋形布料槽9的出料口与环形布料腔11连通。

使用该高速离心雾化装置时，首先将机座14固定安装在喷雾吸收塔顶部，使密封罩13及雾化盘4处于喷雾吸收塔内。进料管5将烟气处理反应所需碱性液态物料(石灰乳液或氢氧化钠溶液等)送入布料器3的环形存料腔10内；然后通过十二个螺旋形布料槽9将液态物料均匀分配到雾化盘4的环形布料腔11内；变频电机1转动带动雾化盘4高速旋转，环形布料腔11内的液态物料在离心力的作用下，从喷嘴12高速甩出，形成20um～50um的雾状液滴，从而实现对烟气处理反应所需碱性(或酸性)液态物料进行高效、可控的雾化。

通过调节变频电机1的频率可随时控制其输出功率及其转速，从而实现对雾化液态物料的数量及雾化后粒径的控制。通过十二个螺旋形布料槽9将液态物料均匀分配到雾化盘4的圆周方向上，从而保证雾化盘4在高速旋转中动平衡不至于被破坏，保证雾化盘4运行平稳且不发生堵塞。如果液态物料沿雾化盘4的圆周方向分布不匀将破坏雾化盘4在高速转动时的动平衡，而引发剧烈振动，甚至破坏整套装置。布料器3的主要作用是保证液态物料均匀分配到雾化盘4的圆周方向，保证整套装置运行平稳。

锥形结构的密封罩13对其内的部件起着保护作用，避免烟气中的腐蚀性气体进入密封罩13腐蚀部件。由于该高速离心雾化装置安装于烟气处理系统的喷雾吸收塔的顶部，而密封罩位于喷雾吸收塔内，处于烟气环境中，故采用耐腐蚀的不绣钢制造，避免被烟气中的腐蚀性气体腐蚀而损坏。

喷嘴为易损件，故本实施例的喷嘴12采用陶瓷喷嘴，其使用寿命比不锈钢喷嘴高5倍左右，喷嘴孔径为12mm。雾化盘4边缘的线速度高达94.2m/s～136.1m/s，液态物料通过大口径耐磨陶瓷喷嘴以相同速度被离心力沿切线方向高速甩出，从而实现了高效、超细、可控的雾化。该陶瓷喷嘴即使对雾化物料为浓度高达20％～25％的石灰乳液进行喷雾也不会发生堵塞。

烟气处理系统的喷雾吸收塔对烟气处理效果的好坏，很大程度上取决于经雾化装置雾化后的反应吸收液的粒径，粒径越小，反应吸收越迅速彻底。该高速离心装置能将液态反应物料雾化为20um～50um的雾状液滴，使每升液态反应物料的表面积达到了约(12-66)×10¹⁰m²，表面积较其常态增大约数亿倍，因而高温烟气与雾状反应物料能在瞬间完成化学反应及传热传质过程，从而使烟气中的有毒有害物质残留降至最低。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于烟气处理的高速离心雾化装置，其特征在于：包括变频电机(1)、变频电机(1)驱动的增速器(2)、布料器(3)、雾化盘(4)和用于输送处理烟气反应所需液态物料的进料管(5)；

所述布料器(3)包括固定设置的布料体(6)、锥孔盖(7)和雾化芯(8)，所述布料体(6)套在增速器(2)的动力输出轴上并与其间隙配合，所述锥孔盖(7)固定套在布料体(6)的底部，所述雾化芯(8)为中空结构，外圆上均布多个螺旋形布料槽(9)，雾化芯(8)固定设置在布料体(6)的底部和锥孔盖(7)之间，所述布料体(6)、锥孔盖(7)和雾化芯(8)围成环形存料腔(10)，所述进料管(5)的出料口和螺旋形布料槽(9)的进料口分别与环形存料腔(10)连通；

所述雾化盘(4)固定套在增速器(2)的动力输出轴的端部，雾化盘(4)上设有环形布料腔(11)，外圆周向均布与环形布料腔(11)连通的喷嘴(12)，所述螺旋形布料槽(9)的出料口与环形布料腔(11)连通。

2.根据权利要求1所述的用于烟气处理的高速离心雾化装置，其特征在于：还包括密封罩(13)，所述增速器(2)的动力输出轴、布料器(3)和进料管(5)封装在密封罩(13)内，雾化盘(4)设置在密封罩(13)外。

3.根据权利要求2所述的用于烟气处理的高速离心雾化装置，其特征在于：还包括用于固定安装在喷雾吸收塔顶部的机座(14)，所述变频电机(1)和增速器(2)固定设置在机座(14)的顶部，所述密封罩(13)设置在机座(14)的底部，增速器(2)的动力输出轴向下穿过机座(14)并伸出密封罩(13)。

4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的用于烟气处理的高速离心雾化装置，其特征在于：所述雾化芯(8)的外圆为锥形结构，所述雾化芯(8)的大锥端靠近环形存料腔(10)，小锥端靠近雾化盘(4)。

5.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的用于烟气处理的高速离心雾化装置，其特征在于：所述喷嘴(12)为陶瓷喷嘴。

6.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的用于烟气处理的高速离心雾化装置，其特征在于：所述变频电机(1)的输出轴通过弹性柱销齿式联轴器(15)与增速器(2)的动力输入轴连接。

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