CN105688637A - 一种全雾化吸收的废气喷淋装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种全雾化吸收的废气喷淋装置，喷淋装置的顶部和周边分布有雾化喷头，使整个喷淋装置内部充满小雾滴，形成全雾化的状态；且1）雾化喷头在对面方向上错列排开，使形成的小雾滴形成一个旋风流动的状态，延长小雾滴在喷淋装置中的停留时间；2）雾化喷头与喷淋装置的内壁呈一定角度，增强喷淋液对废气的吸收。本发明雾化区域大，处理效率高，且雾化喷头错列设计，可以延长小雾滴在喷淋塔中的沉降时间。

Description

一种全雾化吸收的废气喷淋装置
技术领域
本发明专利涉及一种新型的全雾化吸收的气体喷淋处理装置，属于废气治理领域。
技术背景
自从工业革命以来，由于工业及化石燃料使用的与日俱增，尤其是燃煤电厂、化学工业等燃煤企业排放出大量高浓度废气，废气的成分也因为行业的不同有很大的差异，主要为SO2、NOx、挥发性有机废气等，若排出的废气不进行处理，则会对空气带来严重的污染。环保执法不严，加上以前环保的“欠债”，致使雾霾天气越来越严重，且越来越频繁，严重影响了人民的生活质量。因此，烟气脱硫、脱硝等大气处理设施企业必须安装，使企业产生的废气达标排放，以改善日益恶化的空气质量。
在废气的处理工艺中，一般采用喷淋的方法，将废气中的污染因子转移到喷淋液中，进而将废气中的污染因素去除。在进行喷淋时，喷淋液一般针对废气中污染因子的主要成分进行选择，针对SO2、NOx等酸性废气一般采用碱液喷淋，针对有机废气一般采用水喷淋或者有机废气易溶的液体。总之，是将废气中的污染因子大部分转移到溶液中，通过处理溶液将废气中的污染物进行净化。在废气进行喷淋的过程中，主要是喷淋液形成的小雾滴与废气中的成分接触反应，形成相应的眼泪物质。因此，雾化区的面积越大，形成小雾滴越多，反应效率越高，去除效果越好。
在现有的喷淋技术中，一般采用立式顶端喷淋塔，在喷淋塔的顶部设有雾化喷淋器，其结构图如图1所示。由图1可以看出，普通喷淋装置为一种塔式结构，喷淋液在顶部进行雾化喷淋，气体由下往上流动，在气体流动的过程中将废气中的污染物反应吸收。普通的喷淋设备中，只有顶部设有雾化喷淋装置，形成的雾化区域很小，雾滴的产生量也很小，在底部喷淋液是以溶液的状态存在，与废气的接触面积显著降低，导致最后的吸收效率较低，致使废气中的污染因子不能达标排放。
发明内容
针对现有喷淋装置雾化区域小、喷淋效率低的问题，本发明专利公开了一种全雾化吸收的废气喷淋装置。
本发明所述的全雾化吸收的废气喷淋装置，喷淋装置的顶部和周边分布有雾化喷头，使整个喷淋装置内部充满小雾滴，形成全雾化的状态；且
1）雾化喷头在对面方向上错列排开，使形成的小雾滴形成一个旋风流动的状态，延长小雾滴在喷淋装置中的停留时间；
2）雾化喷头与喷淋装置的内壁呈一定角度，使废气与喷淋液相互碰撞，增强喷淋液对废气的吸收。
优选的，所述喷淋装置为塔状结构或者箱式结构。
优选的，所述箱式喷淋装置底部有一定的坡度，而塔式喷淋装置底部为锥形结构，便于喷淋装置中沉淀物质的排出。
优选的，所述喷淋装置为塔式结构时，喷淋装置底部和顶部安装波纹板，以均匀气流，使废气中的污染成分更加均匀分布；底部波纹板上面安装鲍尔环填料层，以增加气体与喷淋液间的碰撞，增强反应效果和反应效率。
优选的，所述喷淋装置为箱式结构时，喷淋装置进气侧与出气侧安装波纹板，以均匀气流，使废气中的污染物的浓度更加均匀。
优选的，喷淋装置结构为塔状结构时，根据处理废气量的大小有两种形式：当处理废气量较大时，喷淋装置内部中央设有中心通道，在中心通道的外壁和喷淋装置内壁上均设置雾化喷头；当处理的废气量较小时，喷淋装置中没有中心通道，雾化喷头安装在喷淋装置的内壁上。
优选的，雾化喷头与喷淋装置内壁的角度为向下15-75°的角度。
优选的，喷淋装置底部为坡度结构是，坡度在5-20°之间。
优选的，喷淋装置内雾化喷头的排列为错列排列时，雾化喷头在对面两个喷头中点左右偏移2cm-90cm。
优选的，控制烟气的速率，使烟气在反应装置中的停留时间为3-15秒。
本发明专利的优势：
（1）本发明专利最大的优势是雾化区域大，处理效率高。本发明专利喷淋装置是一种卧式喷淋的废气预处理喷淋装置，其雾化喷头安装在喷淋装置的四周，使整个喷淋装置内全部形成雾化区，雾化区中形成的全部是喷淋液的小雾滴，大幅度增加了喷淋液与废气中污染物的接触面积，反应后将污染物截留在液相中，达到净化废气的目的。本发明装置的雾化区域较普通喷淋装置相比扩大了几倍甚至几十倍，因此对废气的喷淋、吸收效果也成倍的增加，适用于SO2、NOx、VOCs等各类废气的处理。
（2）本发明专利中，雾化喷头错列设计，可以延长小雾滴在喷淋塔中的沉降时间。在喷淋装置中，雾化喷头的错列排放，可以使喷头喷出来的雾滴形成一个流动的旋流，雾滴在反应塔中可保持水平旋流状态一段时间，因此其雾化时间会延长，雾滴对废气中的成分吸收、反应时间也相应延长，会极大提高喷淋液与废气成分的反应效率，提高吸收效果。同时，小雾滴在水平旋流状态时，可以弥补喷淋装置中的死角，使小雾滴分布在喷淋装置的各个死角，在喷淋装置内形成全雾化区域。
（3）本发明专利中喷淋装置，底部有一定的坡度，便于喷淋装置中形成的沉淀物质排出。在废气处理过程中，会有大量的烟尘夹带在废气中，在经过本发明喷淋装置时，会经喷淋液沉降到喷淋装置底部，脱沉淀物不进行清污，累计时间长后会影响喷淋装置的底部。喷淋装置的底部留有一定的坡度和沟槽，便于喷淋中沉淀物质的排出，不会影响喷淋装置的使用。
（4）本发明专利中在喷淋装置底部设置了鲍尔环，增强了反应效率。在本发明中喷淋装置中，塔状结构中，底部会安装鲍尔环，在气体向上流动时，与向下喷淋的喷淋液接触反应，在底部安装鲍尔环，会使气体与喷淋液形成逆流碰撞，增加喷淋液与废气的接触面积和反应强度，使废气中的污染成分充分转移到喷淋液中，增强喷淋液的吸收效果，使废气能够超低排放。
（5）针对不同的废气处理量有不同的结构形式。废气处理的过程中针对不同的行业和不同的规模，废气的处理量有很大的差异。本发明中的反应塔针对这种情况，开发了两种反应塔的结构。当废气处理量较大时，反应塔设计为一种中空结构，设有中间通道，一方面增加了反应塔雾化区域的面积，将一个塔一分为二，当做两个塔使用，增强了反应效率，另一方面起到支撑反应塔的作用，使形状较大的反应塔可以在地面上牢固。当废气量较小时，可以将中间通道去除，在外周安装的雾化喷头可使反应塔内部充满雾滴，减少设备成本。
附图说明
图1为普通碱液喷淋装置示意图；
图2为适用于处理的废气量较小情况下的无中间通道的塔状喷淋装置的剖视图；
图3为适用于处理的废气量较大的情况的有中间通道的塔状喷淋装置的剖视图；
图4为箱式结构的喷淋装置；
其中：1—喷淋液储存箱；2—泵；3—排气口；4—喷淋装置；5—催化还原填料；6—波纹板；7—雾化喷头；8—鲍尔环填料层；9—中心通道；10—废气进口；11—箱式喷淋装置；12—斜坡；13—沟槽。
具体实施方式
实施例1
如图4所示，箱式结构适用于不便安装反应塔的环境位置，可安装箱式喷淋装置11。为了验证箱式结构全雾化吸收的废气喷淋装置4的脱硫效果，进行了设备的中试实验。试验中烟气SO2的初始浓度为8500mg/m3，喷淋装置4的长宽高为4m*2m*2m，喷淋装置4进气侧安装波纹板6，底部设5°的斜坡12，斜坡12底部设有沟槽13，方便吸收液排放。在横向的四个侧面均安装了4个通过泵2与喷淋液储存箱1相连的雾化喷头7，共16个喷头，雾化喷头7与内壁的角度为向下15°的角度，且相对面的喷头错列开来，错列角度为对面两个雾化喷头7中点偏左20cm。喷淋液的主要成分是NaOH，NaOH的浓度为5%，控制烟气的速率，使烟气在反应装置中的水力停留时间为5秒，在出口处测得烟气中SO2的浓度为15mg/m3，去除效率达到了99%以上。
实施例2
如图4所示，箱式结构适用于不便安装反应塔的环境位置，为了验证箱式结构全雾化吸收的废气喷淋装置4的脱硝效果，进行了设备的中试实验。试验中，气中NOx的初始浓度为872mg/m3，喷淋装置4的长宽高为4m*2m*2m，喷淋装置4进气侧安装波纹板6，底部设20°的斜坡12，在横向的四个侧面均安装了4个通过泵2与喷淋液储存箱1相连的雾化喷头7，共16个喷头，雾化喷头7与内壁的角度为向下75°的角度，且相对面的喷头错列开来，错列角度为对面两个雾化喷头7中点偏左2cm。喷淋液的主要成分是NaOH，并混合加入一定量的氧化剂，NaOH的浓度为5%，控制废气的速率，使烟气在反应装置中的水力停留时间为8秒，在出口处测得烟气中NOx的浓度为58mg/m3。
实施例3
如图2所示，为了验证塔式结构全雾化吸收的废气喷淋装置4的脱硫效果，进行了设备的中试实验。试验中烟气中SO2的初始浓度为7500mg/m3。喷淋装置4的高度为5m，顶部设有排气口3，底部设有废气进口10，底部为锥形结构，直径为1m，底部和顶部安装波纹板6，顶部波纹板6上方设有催化还原填料5，底部波纹板6上面安装鲍尔环填料层8，在反应塔的外周安装了24个通过泵2与喷淋液储存箱1相连的雾化喷头7，雾化喷头7与内壁的角度为向下15°的角度，在同一水平的圆周上雾化喷头7的安装密度为0.5m*1.0m，每个一米一层，一共4层。喷淋液的主要成分是NaOH，NaOH的浓度为5%，控制废气的速率，使废气在反应装置中的水力停留时间为5秒，在出口处测得烟气中SO2的浓度为18mg/m3。
实施例4
如图2所示，为了验证塔式结构全雾化吸收的废气喷淋装置4的脱硝效果，进行了设备的中试实验。试验中烟气中NOx的初始浓度为248mg/m3。喷淋装置4的高度为5m，底部直径为1m，在反应塔的外周安装了24个通过泵2与喷淋液储存箱1相连的雾化喷头7，雾化喷头7与内壁的角度为向下75°的角度，在同一水平的圆周上雾化喷头7的安装密度为0.5m*1.0m，每个一米一层，一共4层。喷淋液的主要成分是NaOH，并混合加入一定量的氧化剂，NaOH的浓度为5%，控制废气的速率，使废气在反应装置中的水力停留时间为8秒，在出口处测得烟气中NOx的浓度为4.6mg/m3。
实施例5，
如图2所示，为了验证塔式结构全雾化吸收的废气喷淋装置4去除有机废气的效果，进行了设备的中试实验。试验中废气为家具制造行业的有机废气，废气中TVOC的初始浓度为148mg/m3。喷淋装置4的高度为5m，底部直径为1m，在反应塔的外周安装了24个通过泵2与喷淋液储存箱1相连的雾化喷头7，雾化喷头7与内壁的角度为向下15°的角度，在同一水平的圆周上雾化喷头7的安装密度为0.5m*1.0m，每个一米一层，一共4层。喷淋液的主要成分是NaOH，NaOH的浓度为5%，控制废气的速率，使废气在反应装置中的水力停留时间为10秒，在出口处测得处理后废气中TVOC的浓度为5.4mg/m3。在具体工业应用过程中，当处理废气量较大时，如图3所示，喷淋装置4内部中央可以设有中心通道9，在中心通道9的外壁和喷淋装置4内壁上均设置雾化喷头7，可有效增强反应效率。

Claims (10)

1.全雾化吸收的废气喷淋装置，其特征在于，喷淋装置的顶部和周边分布有雾化喷头，使整个喷淋装置内部充满小雾滴，形成全雾化的状态；且
1）雾化喷头在对面方向上错列排开，使形成的小雾滴形成一个旋风流动的状态，延长小雾滴在喷淋装置中的停留时间；
2）雾化喷头与喷淋装置的内壁呈一定角度，增强喷淋液对废气的吸收。
2.根据权利要求1所述的全雾化吸收的废气喷淋装置，其特征在于，雾化喷头与喷淋装置内壁的角度为向下15-75°的角度。
3.根据权利要求1所述的全雾化吸收的废气喷淋装置，其特征在于，雾化喷头错列排列时，雾化喷头在对面两个喷头中点左右偏移2cm-90cm。
4.根据权利要求1所述的全雾化吸收的废气喷淋装置，其特征在于，所述喷淋装置为塔状结构或者箱式结构。
5.根据权利要求4所述的全雾化吸收的废气喷淋装置，其特征在于，所述喷淋装置为塔式结构时，喷淋装置底部和顶部安装波纹板；底部波纹板上面安装鲍尔环填料层。
6.根据权利要求4所述的全雾化吸收的废气喷淋装置，其特征在于，所述喷淋装置为箱式结构时，喷淋装置进气侧与出气侧安装波纹板。
7.根据权利要求4所述的全雾化吸收的废气喷淋装置，其特征在于，喷淋装置结构为塔状结构时，当处理废气量较大时，喷淋装置内部中央设有中心通道，在中心通道的外壁和喷淋装置的内壁上均设置雾化喷头。
8.根据权利要求4所述的全雾化吸收的废气喷淋装置，其特征在于，所述喷淋装置为塔式结构时，喷淋装置底部为锥形结构。
9.根据权利要求4所述的全雾化吸收的废气喷淋装置，其特征在于，所述喷淋装置为箱式结构时，喷淋装置底部有一定的坡度。
10.根据权利要求9所述的全雾化吸收的废气喷淋装置，其特征在于，所述坡度在5-20°之间。
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