CN106110837B - 抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔 - Google Patents
抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔，包括按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作的吸收塔和通过烟气输送管与吸收塔的烟气出口连接的烟气处理装置，所述烟气处理装置包括依次连接的烟气冷凝室、重金属小颗粒物喷淋室和烟气循环处理区。本发明设置烟气冷凝室、重金属小颗粒物喷淋室和烟气循环处理区，能够较为彻底地处理混合烟气。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉尾气净化处理装置设计领域，具体涉及抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔。
背景技术
相关技术中的锅炉尾气净化处理装置将生活垃圾热解气化产生燃气，然后将燃气燃烬。虽然该项专利技术克服了现有垃圾直接焚烧技术产生的二恶英类物质、焦油、固体粉尘、废弃炉渣等带来的二次污染，但其燃烬后产生的废气成份复杂，含有酸性废气与有机挥发性气体(不溶性)及烟尘等成份复杂的多种废气混合在一起，属混合型废气，如果采用现有湿法除尘脱硫工艺处理，烟气处理不彻底，无法达到国家排放标准；另外，相关技术设计的锅炉尾气净化处理装置，抗爆安全性能较差，存在较大的安全隐患。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔，包括按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作的吸收塔和通过烟气输送管与吸收塔的烟气出口连接的烟气处理装置，所述烟气处理装置包括依次连接的烟气冷凝室、重金属小颗粒物喷淋室和烟气循环处理区。
其中所述烟气循环处理区包括储液罐、锥形吸收槽、烟气吸收室，所述锥形吸收槽设在储液罐上方，在所述锥型吸收槽中设有溢流管，所述溢流管出口与所述储液罐相通；所述烟气吸收室设在所述锥形吸收槽上方，所述烟气吸收室由若干个Y形结构吸收架和通气支撑板组成，所述通气支撑板固定支撑在塔内壁上，在所述Y形结构吸收架的左右分支架上设有通气孔，所述Y形结构吸收架排列布置在通气支撑板上；所述烟气吸收室的上方设置有吸收液喷淋装置，所述吸收液喷淋装置吸收液输入端通过离心泵与所述储液罐相连接。经过烟气冷凝室、重金属小颗粒物喷淋室后的混合烟气继续向上穿越进入烟气循环处理区，烟气吸收室中密排的Y形结构吸收架对扩大烟气与吸收液接触面积，减小烟气穿越阻力起到很好效果，混合烟气在烟气吸收室与经过冷却的喷射下来的吸收液充分接触，酸性废气在该区大部分与水份混合成酸性液体。
本发明的有益效果为：
设置烟气冷凝室、重金属小颗粒物喷淋室和烟气循环处理区，能够较为彻底地处理混合烟气，解决了上述的技术问题。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的应用场景不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔的简化结构示意图；
图2是对吸收塔模型进行抗爆性能评估的流程示意图。
附图标记：
吸收塔1、烟气输送管2、烟气冷凝室3、重金属小颗粒物喷淋室4、烟气循环处理区5、储液罐51、锥形吸收槽52、烟气吸收室53、溢流管54、吸收液喷淋装置55、离心泵56。
具体实施方式
结合以下应用场景对本发明作进一步描述。
应用场景1
参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔，包括按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作的吸收塔1和通过烟气输送管2与吸收塔1的烟气出口连接的烟气处理装置，所述烟气处理装置包括依次连接的烟气冷凝室3、重金属小颗粒物喷淋室4和烟气循环处理区5。
其中所述烟气循环处理区5包括储液罐51、锥形吸收槽52、烟气吸收室53，所述锥形吸收槽52设在储液罐51上方，在所述锥型吸收槽中设有溢流管54，所述溢流管54出口与所述储液罐51相通；所述烟气吸收室53设在所述锥形吸收槽52上方，所述烟气吸收室53由若干个Y形结构吸收架和通气支撑板组成，所述通气支撑板固定支撑在塔内壁上，在所述Y形结构吸收架的左右分支架上设有通气孔，所述Y形结构吸收架排列布置在通气支撑板上；所述烟气吸收室53的上方设置有吸收液喷淋装置55，所述吸收液喷淋装置55吸收液输入端通过离心泵56与所述储液罐51相连接。经过烟气冷凝室3、重金属小颗粒物喷淋室4后的混合烟气继续向上穿越进入烟气循环处理区5，烟气吸收室53中密排的Y形结构吸收架对扩大烟气与吸收液接触面积，减小烟气穿越阻力起到很好效果，混合烟气在烟气吸收室53与经过冷却的喷射下来的吸收液充分接触，酸性废气在该区大部分与水份混合成酸性液体。
优选的，所述烟气吸收室53连通净化烟气排出管道。
本发明的上述实施例设置烟气冷凝室、重金属小颗粒物喷淋室和烟气循环处理区，能够较为彻底地处理混合烟气，解决了上述的技术问题。
优选的，所述烟气输送管上设有引风机。本优选实施例提高了烟气的处理速度。
优选的，所述重金属小颗粒物喷淋室内的风速1.2m/s，重金属小颗粒物喷淋室内设有浓度25％的氢氧化钙溶液。本优选实施例提高了烟气中重金属小颗粒物的处理效率。
优选的，所述吸收塔模型的抗爆性能评估，包括：
(1)通过CAD辅助设计初步构建吸收塔模型；
(2)运用有限元软件LS-DYNA对所述吸收塔模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定吸收塔模型中动力响应最强烈的区域；
(3)在所述动力响应最强烈的区域中确定吸收塔模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
(4)通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：
其中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
损伤评估系数ψ的计算公式为：
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
若损伤评估系数ψ<0时，吸收塔模型满足设计要求，评估合格，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对吸收塔模型进行设计。
本优选实施例按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作吸收塔1，进一步提高其抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建吸收塔模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。
优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括：
(1)往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；
(2)在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；
(3)将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。
本优选实施例增加了设计的可靠度。
优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。
本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度，使得设计更加贴近现实情况。
本应用场景的上述实施例取σ＝0.1，设计速度相对提高了15％，抗爆性能相对提高了10％。
应用场景2
参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔，包括按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作的吸收塔1和通过烟气输送管2与吸收塔1的烟气出口连接的烟气处理装置，所述烟气处理装置包括依次连接的烟气冷凝室3、重金属小颗粒物喷淋室4和烟气循环处理区5。
其中所述烟气循环处理区5包括储液罐51、锥形吸收槽52、烟气吸收室53，所述锥形吸收槽52设在储液罐51上方，在所述锥型吸收槽中设有溢流管54，所述溢流管54出口与所述储液罐51相通；所述烟气吸收室53设在所述锥形吸收槽52上方，所述烟气吸收室53由若干个Y形结构吸收架和通气支撑板组成，所述通气支撑板固定支撑在塔内壁上，在所述Y形结构吸收架的左右分支架上设有通气孔，所述Y形结构吸收架排列布置在通气支撑板上；所述烟气吸收室53的上方设置有吸收液喷淋装置55，所述吸收液喷淋装置55吸收液输入端通过离心泵56与所述储液罐51相连接。经过烟气冷凝室3、重金属小颗粒物喷淋室4后的混合烟气继续向上穿越进入烟气循环处理区5，烟气吸收室53中密排的Y形结构吸收架对扩大烟气与吸收液接触面积，减小烟气穿越阻力起到很好效果，混合烟气在烟气吸收室53与经过冷却的喷射下来的吸收液充分接触，酸性废气在该区大部分与水份混合成酸性液体。
优选的，所述烟气吸收室53连通净化烟气排出管道。
本发明的上述实施例设置烟气冷凝室、重金属小颗粒物喷淋室和烟气循环处理区，能够较为彻底地处理混合烟气，解决了上述的技术问题。
优选的，所述烟气输送管上设有引风机。本优选实施例提高了烟气的处理速度。
优选的，所述重金属小颗粒物喷淋室内的风速1.2m/s，重金属小颗粒物喷淋室内设有浓度25％的氢氧化钙溶液。本优选实施例提高了烟气中重金属小颗粒物的处理效率。
优选的，所述吸收塔模型的抗爆性能评估，包括：
(1)通过CAD辅助设计初步构建吸收塔模型；
(2)运用有限元软件LS-DYNA对所述吸收塔模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定吸收塔模型中动力响应最强烈的区域；
(3)在所述动力响应最强烈的区域中确定吸收塔模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
(4)通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：
其中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
损伤评估系数ψ的计算公式为：
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
若损伤评估系数ψ<0时，吸收塔模型满足设计要求，评估合格，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对吸收塔模型进行设计。
本优选实施例按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作吸收塔1，进一步提高其抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建吸收塔模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。
优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括：
(1)往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；
(2)在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；
(3)将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。
本优选实施例增加了设计的可靠度。
优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。
本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度，使得设计更加贴近现实情况。
本应用场景的上述实施例取σ＝0.15，设计速度相对提高了12％，抗爆性能相对提高了8％。
应用场景3
参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔，包括按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作的吸收塔1和通过烟气输送管2与吸收塔1的烟气出口连接的烟气处理装置，所述烟气处理装置包括依次连接的烟气冷凝室3、重金属小颗粒物喷淋室4和烟气循环处理区5。
其中所述烟气循环处理区5包括储液罐51、锥形吸收槽52、烟气吸收室53，所述锥形吸收槽52设在储液罐51上方，在所述锥型吸收槽中设有溢流管54，所述溢流管54出口与所述储液罐51相通；所述烟气吸收室53设在所述锥形吸收槽52上方，所述烟气吸收室53由若干个Y形结构吸收架和通气支撑板组成，所述通气支撑板固定支撑在塔内壁上，在所述Y形结构吸收架的左右分支架上设有通气孔，所述Y形结构吸收架排列布置在通气支撑板上；所述烟气吸收室53的上方设置有吸收液喷淋装置55，所述吸收液喷淋装置55吸收液输入端通过离心泵56与所述储液罐51相连接。经过烟气冷凝室3、重金属小颗粒物喷淋室4后的混合烟气继续向上穿越进入烟气循环处理区5，烟气吸收室53中密排的Y形结构吸收架对扩大烟气与吸收液接触面积，减小烟气穿越阻力起到很好效果，混合烟气在烟气吸收室53与经过冷却的喷射下来的吸收液充分接触，酸性废气在该区大部分与水份混合成酸性液体。
优选的，所述烟气吸收室53连通净化烟气排出管道。
本发明的上述实施例设置烟气冷凝室、重金属小颗粒物喷淋室和烟气循环处理区，能够较为彻底地处理混合烟气，解决了上述的技术问题。
优选的，所述烟气输送管上设有引风机。本优选实施例提高了烟气的处理速度。
优选的，所述重金属小颗粒物喷淋室内的风速1.2m/s，重金属小颗粒物喷淋室内设有浓度25％的氢氧化钙溶液。本优选实施例提高了烟气中重金属小颗粒物的处理效率。
优选的，所述吸收塔模型的抗爆性能评估，包括：
(1)通过CAD辅助设计初步构建吸收塔模型；
(2)运用有限元软件LS-DYNA对所述吸收塔模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定吸收塔模型中动力响应最强烈的区域；
(3)在所述动力响应最强烈的区域中确定吸收塔模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
(4)通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：
其中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
损伤评估系数ψ的计算公式为：
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
若损伤评估系数ψ<0时，吸收塔模型满足设计要求，评估合格，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对吸收塔模型进行设计。
本优选实施例按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作吸收塔1，进一步提高其抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建吸收塔模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。
优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括：
(1)往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；
(2)在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；
(3)将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。
本优选实施例增加了设计的可靠度。
优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。
本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度，使得设计更加贴近现实情况。
本应用场景的上述实施例取σ＝0.2，设计速度相对提高了14％，抗爆性能相对提高了12％。
应用场景4
参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔，包括按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作的吸收塔1和通过烟气输送管2与吸收塔1的烟气出口连接的烟气处理装置，所述烟气处理装置包括依次连接的烟气冷凝室3、重金属小颗粒物喷淋室4和烟气循环处理区5。
其中所述烟气循环处理区5包括储液罐51、锥形吸收槽52、烟气吸收室53，所述锥形吸收槽52设在储液罐51上方，在所述锥型吸收槽中设有溢流管54，所述溢流管54出口与所述储液罐51相通；所述烟气吸收室53设在所述锥形吸收槽52上方，所述烟气吸收室53由若干个Y形结构吸收架和通气支撑板组成，所述通气支撑板固定支撑在塔内壁上，在所述Y形结构吸收架的左右分支架上设有通气孔，所述Y形结构吸收架排列布置在通气支撑板上；所述烟气吸收室53的上方设置有吸收液喷淋装置55，所述吸收液喷淋装置55吸收液输入端通过离心泵56与所述储液罐51相连接。经过烟气冷凝室3、重金属小颗粒物喷淋室4后的混合烟气继续向上穿越进入烟气循环处理区5，烟气吸收室53中密排的Y形结构吸收架对扩大烟气与吸收液接触面积，减小烟气穿越阻力起到很好效果，混合烟气在烟气吸收室53与经过冷却的喷射下来的吸收液充分接触，酸性废气在该区大部分与水份混合成酸性液体。
优选的，所述烟气吸收室53连通净化烟气排出管道。
本发明的上述实施例设置烟气冷凝室、重金属小颗粒物喷淋室和烟气循环处理区，能够较为彻底地处理混合烟气，解决了上述的技术问题。
优选的，所述烟气输送管上设有引风机。本优选实施例提高了烟气的处理速度。
优选的，所述重金属小颗粒物喷淋室内的风速1.2m/s，重金属小颗粒物喷淋室内设有浓度25％的氢氧化钙溶液。本优选实施例提高了烟气中重金属小颗粒物的处理效率。
优选的，所述吸收塔模型的抗爆性能评估，包括：
(1)通过CAD辅助设计初步构建吸收塔模型；
(2)运用有限元软件LS-DYNA对所述吸收塔模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定吸收塔模型中动力响应最强烈的区域；
(3)在所述动力响应最强烈的区域中确定吸收塔模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
(4)通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：
其中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
损伤评估系数ψ的计算公式为：
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
若损伤评估系数ψ<0时，吸收塔模型满足设计要求，评估合格，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对吸收塔模型进行设计。
本优选实施例按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作吸收塔1，进一步提高其抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建吸收塔模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。
优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括：
(1)往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；
(2)在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；
(3)将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。
本优选实施例增加了设计的可靠度。
优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。
本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度，使得设计更加贴近现实情况。
本应用场景的上述实施例取σ＝0.25，设计速度相对提高了15％，抗爆性能相对提高了12％。
应用场景5
参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔，包括按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作的吸收塔1和通过烟气输送管2与吸收塔1的烟气出口连接的烟气处理装置，所述烟气处理装置包括依次连接的烟气冷凝室3、重金属小颗粒物喷淋室4和烟气循环处理区5。
其中所述烟气循环处理区5包括储液罐51、锥形吸收槽52、烟气吸收室53，所述锥形吸收槽52设在储液罐51上方，在所述锥型吸收槽中设有溢流管54，所述溢流管54出口与所述储液罐51相通；所述烟气吸收室53设在所述锥形吸收槽52上方，所述烟气吸收室53由若干个Y形结构吸收架和通气支撑板组成，所述通气支撑板固定支撑在塔内壁上，在所述Y形结构吸收架的左右分支架上设有通气孔，所述Y形结构吸收架排列布置在通气支撑板上；所述烟气吸收室53的上方设置有吸收液喷淋装置55，所述吸收液喷淋装置55吸收液输入端通过离心泵56与所述储液罐51相连接。经过烟气冷凝室3、重金属小颗粒物喷淋室4后的混合烟气继续向上穿越进入烟气循环处理区5，烟气吸收室53中密排的Y形结构吸收架对扩大烟气与吸收液接触面积，减小烟气穿越阻力起到很好效果，混合烟气在烟气吸收室53与经过冷却的喷射下来的吸收液充分接触，酸性废气在该区大部分与水份混合成酸性液体。
优选的，所述烟气吸收室53连通净化烟气排出管道。
本发明的上述实施例设置烟气冷凝室、重金属小颗粒物喷淋室和烟气循环处理区，能够较为彻底地处理混合烟气，解决了上述的技术问题。
优选的，所述烟气输送管上设有引风机。本优选实施例提高了烟气的处理速度。
优选的，所述重金属小颗粒物喷淋室内的风速1.2m/s，重金属小颗粒物喷淋室内设有浓度25％的氢氧化钙溶液。本优选实施例提高了烟气中重金属小颗粒物的处理效率。
优选的，所述吸收塔模型的抗爆性能评估，包括：
(1)通过CAD辅助设计初步构建吸收塔模型；
(2)运用有限元软件LS-DYNA对所述吸收塔模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定吸收塔模型中动力响应最强烈的区域；
(3)在所述动力响应最强烈的区域中确定吸收塔模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
(4)通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：
其中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
损伤评估系数ψ的计算公式为：
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
若损伤评估系数ψ<0时，吸收塔模型满足设计要求，评估合格，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对吸收塔模型进行设计。
本优选实施例按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作吸收塔1，进一步提高其抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建吸收塔模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。
优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括：
(1)往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；
(2)在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；
(3)将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。
本优选实施例增加了设计的可靠度。
优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。
本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度，使得设计更加贴近现实情况。
本应用场景的上述实施例取σ＝0.3，设计速度相对提高了10％，抗爆性能相对提高了12％。
最后应当说明的是，以上应用场景仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳应用场景对本发明作了详细地说明，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实质和范围。
Claims (4)
1.抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔，其特征是，包括按爆炸性能评估合格的吸收塔模型进行制作的吸收塔和通过烟气输送管与吸收塔的烟气出口连接的烟气处理装置，所述烟气处理装置包括依次连接的烟气冷凝室、重金属小颗粒物喷淋室和烟气循环处理区；其中，所述吸收塔模型的抗爆性能评估，包括：
(1)通过CAD辅助设计初步构建吸收塔模型；
(2)运用有限元软件LS-DYNA对所述吸收塔模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定吸收塔模型中动力响应最强烈的区域；
(3)在所述动力响应最强烈的区域中确定吸收塔模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；
(4)通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：
其中，Si为第i个主要构件的剩余使用寿命，Qi为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；
损伤评估系数ψ的计算公式为：
其中，T1为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T1∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，Pi为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T2为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；
若损伤评估系数ψ＜0时，吸收塔模型满足设计要求，评估合格，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对吸收塔模型进行设计。
2.根据权利要求1所述的抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔，其特征是，所述烟气循环处理区包括储液罐、锥形吸收槽、烟气吸收室，所述锥形吸收槽设在储液罐上方，在所述锥型吸收槽中设有溢流管，所述溢流管出口与所述储液罐相通；所述烟气吸收室设在所述锥形吸收槽上方，所述烟气吸收室由若干个Y形结构吸收架和通气支撑板组成，所述通气支撑板固定支撑在塔内壁上，在所述Y形结构吸收架的左右分支架上设有通气孔，所述Y形结构吸收架排列布置在通气支撑板上；所述烟气吸收室的上方设置有吸收液喷淋装置，所述吸收液喷淋装置吸收液输入端通过离心泵与所述储液罐相连接。
3.根据权利要求2所述的抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔，其特征是，所述烟气输送管上设有引风机。
4.根据权利要求3所述的抗爆式烟气洗涤吸收净化热交换塔，其特征是，所述重金属小颗粒物喷淋室内的风速1.2m/s，重金属小颗粒物喷淋室内设有浓度25％的氢氧化钙溶液。
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