CN105363336B - 一种气体液膜旋风净化装置 - Google Patents

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Abstract

一种气体液膜旋风净化装置，卧式放置的等径圆管一侧上面接有切线进口的进料管，同侧一端安装有封板，与等径圆管同心安装的出料管由封板中心伸入等径圆管里面，等径圆管的另一端接有锥形收缩段，锥形收缩段的小端里面安装有锥顶向里的定风锥体，等径圆管下面安装有敞口液体缓冲罐，在等径圆管底部中间位置沿轴向开有矩形开口，在矩形开口外侧、等径圆管底部安装有液体溢流矩型接管，液体溢流矩型接管沿等径圆管的轴向安装有导流隔板将液体溢流矩型接管分隔成两室，导流隔板由矩形开口处向上伸入等径圆管里形成凸起。本发明具有占地面积少、操作调节灵敏简便、处理效果好的优点。

Description

一种气体液膜旋风净化装置
技术领域
本发明涉及一种气体处理装置，具体说是一种气体液膜旋风净化装置，属于环境保护技术领域，它可对含有酸性，例如含二氧化硫气体等有害气体液膜中和成盐脱除净化；以及含尘，例如含碳微粉的烧煤烧柴锅炉烟气液膜吸附净化，即适宜一般水溶液接触的气体净化领域。
背景技术
我国环境保护虽然取得积极进展，但环境形势依然严峻，规模以上工业以煤为主的能源结构导致大气污染物排放总量居高不下，区域性大气污染问题日趋凸显，酸雨的类型已经从硫酸型向硫酸和硝酸复合型转化。《国家环境保护“十二五”规划》提出主要污染物二氧化硫排放总量减少8%、氮氧化物排放总量减少10%的约束性指标,进一步加大二氧化硫和氮氧化物减排力度。
但是，目前锅炉烟气净化装置，由于设备复杂，烟气净化装置投资接近总投资10%～15%，而且操作技术要求高，使管理费用高居不下，便出现了中型及以下规模锅炉极小设置烟气净化装置，即使有也只是低效率的冲击池式洗烟装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种占地面积少、操作调节灵敏简便、处理效果好的气体液膜旋风净化装置。
本发明提供的一种气体液膜旋风净化装置，卧式放置的等径圆管一侧上面接有切线进口的进料管，同侧一端安装有封板，与等径圆管同心安装的出料管由封板中心伸入等径圆管里面，等径圆管的另一端接有锥形收缩段，锥形收缩段的小端里面安装有锥顶向里的定风锥体，等径圆管下面安装有敞口液体缓冲罐，在等径圆管底部中间位置沿轴向开有矩形开口，在矩形开口外侧、等径圆管底部安装有液体溢流矩型接管，液体溢流矩型接管沿等径圆管的轴向安装有导流隔板将液体溢流矩型接管分隔成两室，导流隔板由矩形开口处向上伸入等径圆管里形成凸起。
上述中，进料管为渐变长方管，其流道沿流向的横截面为长宽比逐渐变大的矩形。
上述中，出料管为由里向外内径逐渐变小的渐变圆管，出料管在位于封板外侧接有一沿出口方向锥口逐渐变小的短锥体。
上述中，导流隔板伸入等径圆管的凸起顶部有一沿流向方向弯折的折边。
上述中，在液体溢流矩型接管和等径圆管的封板分别接有向外延伸的液位计接出管。
上述中，在敞口液体缓冲罐里设置有一活动式浓浆提升槽。
本发明从风洞试验观察流体能量转换规律开始，巧妙地设计创造了单位体积接触、分离表面积最大化的液膜表面和液膜表面瞬间更新的物理吸附、中和反应条件；使得装置小巧、简单、高效和耐用。
具体地，本发明具有如下优点：
投资少，装置占地面积少。上述烟气净化装置，总投资不到5000元，占地约3平方米；一般来说，该净化装置占锅炉系统投资不超过5%；
高效，耐用。烟气净化率达到99.9%；可见在类似旋风分离器摩擦冲蚀表面覆盖液膜的另一个作用是缓解了固体微粒对器壁表面的直接摩擦冲蚀。
操作调节灵敏简便。净化效率由装置敞口液体缓冲罐的液位控制，而液位在100mm范围波动都不会使净化率明显波动；因此，只需定期调节(或简单的液位自动调节回路控制)就可以维持装置高效平稳运行。
附图说明
图1是本发明的剖视图。
图2是图1的A-A向剖视图。
图3是图1的B部分放大图。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明提供的一种气体液膜旋风净化装置，卧式放置的等径圆管3一侧上面接有切线进口的进料管1，进料管1为渐变长方管，其流道沿流向的横截面为长宽比逐渐变大的矩形，同侧一端安装有封板12，与等径圆管3同心安装的出料管2由封板12中心伸入等径圆管3里面，出料管2为由里向外内径逐渐变小的渐变圆管，出料管2在位于封板12外侧接有一沿出口方向锥口逐渐变小的短锥体11，等径圆管3的另一端接有锥形收缩段4，锥形收缩段4的小端里面安装有锥顶向里的定风锥体5，等径圆管3下面安装有敞口液体缓冲罐6，在等径圆管3底部中间位置沿轴向开有矩形开口13，在矩形开口13外侧、等径圆管3底部安装有液体溢流矩型接管7，液体溢流矩型接管7沿等径圆管3的轴向安装有导流隔板9将液体溢流矩型接管7分隔成两室，导流隔板9由矩形开口13处向上伸入等径圆管里形成凸起14，导流隔板9伸入等径圆管的凸起14顶部有一沿流向方向弯折的折边15。
在本发明中，在液体溢流矩型接管7和等径圆管的封板12分别接有向外延伸的液位计接出管10，在敞口液体缓冲罐6里设置有一活动式浓浆提升槽8。
使用时，压力不少于1000Pa（表压）的含粉尘、含硫等有害气体例如燃煤、燃生物质和重油的锅炉烟气，粉尘气，以一定夹角由进料管1从前端进入等径圆管3，进料管1由圆渐变长方管有两个作用：一是将流道由圆变为矩形；二是矩形长宽比逐渐变大从而形成流速大于25 m/s 的扁平气流；受等径圆管3管壁的约束向前作螺旋运动；在惯性离心力作用下，粉尘颗粒、含硫等杂质组分由于密度差异被抛向管壁，或浓集管壁边缘。
扁平气体流层在等径圆管3旋转6～12圈，受等径圆管3后端锥形收缩段4的约束引导撞到定风锥体5，流向由原先由前向后的外层逆时针流动转变为由后向前的内层顺时针流动。定风锥体5位置参数是影响分离器净化效率最重要因素, 位置参数与等径圆管3直径已经很好地确定关联关系。为避免不必的泄漏，在设备制造时，定风锥体焊接定位。
在中心轴线附近净化后的气体由后向前作内层顺时针螺旋流动，进入渐变圆管即出料管2排出。很显现，渐变圆管有两个作用：一是大截面流道使气流流速下降而压强回升即转能过程，形成了等径圆管3里内外反向流动的气流，内层压力大于外层压力，尽可能避免短路返混，保证净化效率；二是长锥变到小截面，使外接管径满足经济输送的同时降低变速造成永久阻力损失。
等径圆筒3的矩形开口13宽度不大于60 毫米，导流隔板9伸入等径圆管的凸起14由最低壁处垂直向上凸出高度不大于进料管1切线进口宽度30%，液体溢流矩型接管7套接高度不少于600毫米，垂直插入敞口液体缓冲罐6，浸没于液面以下。
等径圆管3内高速旋转气流由于静压能转变为动能缘故，管内边缘虽然形成低压区，但是压力还是比外界大气高300毫米水柱左右。因此，在进气的同时，向敞口液体缓冲罐6补充溶液，使缓冲罐液面上升，通过连接的液面计，看到液面达到刚淹没导流隔板9时停上补液。这时，溶液在等径圆筒3内被高速旋转气流夹带在管壁形成液膜流，粉尘颗粒浸润进入液相而与气流分离，含硫等杂质组分与碱性液膜接触发生中和等反应生成硫盐进入液膜流而脱除。
含粉尘颗粒、硫盐等杂质组分的液膜流在导流隔板9后出现涡流而造成了导流隔板9前后压力差；在压力差和浓度差的共同作用下，淡液由导流隔板9前吸入，浓液由导流隔板9后排出。可以看到敞口液体缓冲罐6的溶液比较剧烈搅动，表面有浮渣漂动。约30分钟后溶液逐渐变黑或pH值变小，这时要在维持液面稳定的前提下，补充新液或中和剂，排出浓浆；这个过程由敞口液体缓冲罐6液位调节阀即溶液进、出口阀开度调节控制。粉尘浆料定期由设在罐底部的浓浆提升槽8回收。

Claims (4)

1.一种气体液膜旋风净化装置，其特征在于，卧式放置的等径圆管一侧上面接有切线进口的进料管，同侧一端安装有封板，与等径圆管同心安装的出料管由封板中心伸入等径圆管里面，等径圆管的另一端接有锥形收缩段，锥形收缩段的小端里面安装有锥顶向里的定风锥体，等径圆管下面安装有敞口液体缓冲罐，在等径圆管底部中间位置沿轴向开有矩形开口，在矩形开口外侧、等径圆管底部安装有液体溢流矩型接管，液体溢流矩型接管沿等径圆管的轴向安装有导流隔板将液体溢流矩型接管分隔成两室，导流隔板由矩形开口处向上伸入等径圆管里形成凸起；进料管为渐变长方管，其流道沿流向的横截面为长宽比逐渐变大的矩形；出料管为由里向外内径逐渐变小的渐变圆管，出料管在位于封板外侧接有一沿出口方向锥口逐渐变小的短锥体。
2.根据权利要求1所述的一种气体液膜旋风净化装置，其特征在于，导流隔板伸入等径圆管的凸起顶部有一沿流向方向弯折的折边。
3.根据权利要求1所述的一种气体液膜旋风净化装置，其特征在于，在液体溢流矩型接管和等径圆管的封板分别接有向外延伸的液位计接出管。
4.根据权利要求1所述的一种气体液膜旋风净化装置，其特征在于，在敞口液体缓冲罐里设置有一活动式浓浆提升槽。
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