CN107029536A - 旋球混合器及使用该混合器的脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟气净化装置技术领域，尤其是涉及一种旋球混合器及使用该混合器的脱硝装置。旋球混合器，包括筒体、多个旋流片和若干悬浮球，筒体的内部设置有芯管，芯管的轴线与筒体的轴线平行；旋流片的一个短边侧与芯管的外壁固定连接，旋流片的另一个短边侧与筒体的内壁固定连接；相邻两个旋流片之间形成供烟气通过的通道，通道的宽度由旋流片的一个短边侧向旋流片的另一个短边侧逐渐增大；筒体上设置有封闭网，封闭网的边框用于与脱硝装置的壳体的内壁固定连接，悬浮球位于封闭网与旋流片之间。本发明还提供了脱硝装置。本发明能够增大烟气与碱液的接触面积，使烟气中的氮氧化物与碱液的反应更加充分，从而提高了脱硝效率。

Description

旋球混合器及使用该混合器的脱硝装置

技术领域

本发明涉及烟气净化装置技术领域，尤其是涉及一种旋球混合器及使用该混合器的脱硝装置。

背景技术

空气是人类赖以生存的基础之一，它不仅通过自身运动进行热量、动量和水资源的分布调节过程，而且给人类提供了一个适宜的生活环境，有效地保护人类和地球上的生物。但是，随着人类生产和社会活动的增加，特别是大量燃料的燃烧，使得烟气和粉尘的排放量也逐渐增加，导致大气环境日趋恶化，已经成为危害人们身体健康的重要因素。烟气中的氮氧化物对环境的污染极为严重，鉴于氮氧化物对大气环境的不利影响以及目前氮氧化物排放控制的严峻形势，我国已经制定出更为严格的排放标准。

目前，现有的烟气脱硝设备的脱硝效率比较低，达不到日益严格的排放标准。此外，由于大部分烟尘都具有粘性、会吸附在脱硝设备内部设施上，造成热态阻力增加，使得烟气无法与吸收液充分接触，从而导致脱硝效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋球混合器，以解决在脱硝过程中烟气无法与吸收液充分接触的技术问题。

本发明的目的还在于提供一种脱硝装置，以解决现有的脱硝装置存在的因烟气无法与吸收液充分接触而导致的脱硝效率低的技术问题。

基于上述第一目的，本发明提供了一种旋球混合器，包括筒体、多个旋流片和若干悬浮球，所述筒体的内部设置有芯管，所述芯管的轴线与所述筒体的轴线平行；

所述旋流片的一个短边侧与所述芯管的外壁固定连接，所述旋流片的另一个短边侧与所述筒体的内壁固定连接；

相邻两个旋流片之间形成供烟气通过的通道，所述通道的宽度由所述旋流片的一个短边侧向所述旋流片的另一个短边侧逐渐增大；

所述筒体上设置有封闭网，所述封闭网的边框用于与脱硝装置的壳体的内壁固定连接，若干所述悬浮球位于所述封闭网与所述旋流片之间。

进一步的，所述旋流片的板面与所述芯管的轴线之间的夹角为30～60°。

进一步的，所述旋流片的板面与所述芯管的轴线之间的夹角为45°。

进一步的，所述通道的最大宽度小于所述悬浮球的直径。

进一步的，相邻两个所述旋流片的板面之间的夹角为8～15°。

进一步的，相邻两个所述旋流片的板面之间的夹角为11.25°。

进一步的，所述悬浮球为空心球。

基于上述第二目的，本发明还提供了一种脱硝装置，包括壳体，所述壳体的内部由上至下依次设置有喷淋器和所述的旋球混合器，所述喷淋器的进液管用于与碱液罐连通；所述壳体上设置有进气口、出气口和排液口，所述进气口位于所述旋球混合器的下方，用于与引风机的出风口连通，以引入烟气；所述出气口位于所述壳体的顶端，用于排出脱硝后的气体；所述排液口位于所述壳体的底端，用于排放与所述烟气反应后的碱液。

进一步的，所述喷淋器包括多个喷雾头，多个所述喷雾头间隔设置。

进一步的，还包括液体回收装置，所述液体回收装置的进液口与所述排液口相连通。

本发明提供的旋球混合器，通过设置悬浮球和旋流片，能够增大烟气与碱液的接触面积，使烟气中的氮氧化物与碱液的反应更加充分，从而提高了脱硝效率。在使用时，将本发明的旋球混合器安装在脱硝装置的喷淋器的下方，并将封闭网的边框与脱硝装置的壳体的内壁固定连接，当烟气进入脱硝装置后，烟气会进入相邻两个旋流片之间形成的通道，产生旋转气流，在旋转气流的带动下，若干悬浮球均能够绕芯管的轴线旋转，且每个悬浮球能够绕自身的与芯管的轴线相平行的直径旋转；同时，喷淋器将用于吸收氮氧化物的碱液喷成雾状，雾状的碱液经过封闭网，与烟气撞击并与烟气中的氮氧化物反应，反应后的气体经过封闭网继续向上运动，并从壳体顶端的出气口排出；而反应后的液体会附着在悬浮球的表面形成液膜，随着反应时间的增加，液膜形成液滴滴落至壳体的底端，并从排液口排出。

本发明提供的脱硝装置，由于使用了本发明提供的旋球混合器，能够增大烟气与碱液的接触面积，使烟气中的氮氧化物与碱液的反应更加充分，从而提高了脱硝效率。在使用时，通过引风机引入烟气，烟气会进入相邻两个旋流片之间形成的通道，产生旋转气流，在旋转气流的带动下，若干悬浮球均能够绕芯管的轴线旋转，且每个悬浮球能够绕自身的与芯管的轴线相平行的直径旋转；同时，喷淋器将用于吸收氮氧化物的碱液喷成雾状，雾状的碱液经过封闭网，与烟气撞击并与烟气中的氮氧化物反应，反应后的气体经过封闭网继续向上运动，并从壳体顶端的出气口排出；而反应后的液体会附着在悬浮球的表面形成液膜，随着反应时间的增加，液膜会形成液滴滴落至壳体的底端，并从排液口排出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的旋球混合器的主视结构示意图；

图2为图1的沿C-C线的剖视图；

图3为图1的沿D-D线的剖视图；

图4为本发明实施例一提供的封闭网的结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的脱硝装置的结构示意图；

图6为图5中E处的局部放大图。

图标：101-筒体；102-旋流片；103-悬浮球；104-芯管；105-封闭网；106-第一螺纹孔；107-壳体；108-出气口；109-排液口；110-进气口；111-喷雾头；112-液体回收装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的旋球混合器的主视结构示意图；图2为图1的沿C-C线的剖视图；图3为图1的沿D-D线的剖视图；图4为本发明实施例一提供的封闭网的结构示意图。为了清楚显示旋流片102、芯管104和筒体101之间的位置关系，旋流片102、芯管104和筒体101的厚度均未示出，因此，图2和图3中将剖面线省略。参见图1至图4所示，本实施例提供了一种旋球混合器，包括筒体101、多个旋流片102和若干悬浮球103，筒体101的内部设置有芯管104，芯管104的轴线与筒体101的轴线平行；作为优选，芯管104的轴线与筒体101的轴线重合，这样的方式能够使悬浮球103分布更均匀，从而使得烟气的分布更加均匀，烟气中的氮氧化物与碱液的反应也更加完全。作为优选，本实施例提供的旋流片102呈平板状，且为四边形，旋流片102具有相对的两个短边侧，旋流片102的一个短边侧与芯管104的外壁固定连接，旋流片102的另一个短边侧与筒体101的内壁固定连接，作为优选，旋流片102与芯管104的外壁一体成型，旋流片102与筒体101的内壁一体成型；相邻两个旋流片102之间形成供烟气通过的通道，通道的宽度由旋流片102的一个短边侧向旋流片102的另一个短边侧逐渐增大，其中，通道的宽度是指相邻两个旋流片102之间的最短的距离，也就是说，相邻两个旋流片102之间的最短的距离从芯管104向筒体101的方向逐渐增大；筒体101上设置有封闭网105，作为优选，筒体101与封闭网105可拆卸连接，便于更换封闭网105和悬浮球103；封闭网105的边框用于与脱硝装置的壳体107的内壁固定连接，作为优选，封闭网105的边框上设置有第一螺纹孔106，壳体107的内壁上设置有环形连接板，环形连接板上设置有与第一螺纹孔106的位置相对应的第二螺纹孔，通过螺栓将封闭网105固定在壳体107上。若干悬浮球103位于封闭网105与旋流片102之间，也就是说，若干悬浮球103位于由封闭网105、筒体101和多个旋流片102的长边侧所形成的空间内，其中，长边侧是指与两个短边侧相连接的边，且该长边侧是靠近封闭网105的一个长边侧；通过设置封闭网105，能够防止悬浮球103从筒体101中飞出。本实施例提供的旋球混合器，通过设置悬浮球103和旋流片102，能够增大烟气与碱液的接触面积，使烟气中的氮氧化物与碱液的反应更加充分，从而提高了脱硝效率。在使用时，将本实施例的旋球混合器安装在脱硝装置的喷淋器的下方，并将封闭网105的边框与脱硝装置的壳体107的内壁固定连接，当烟气进入脱硝装置后，烟气会进入相邻两个旋流片102之间的空间所形成的通道，产生旋转气流，在旋转气流的带动下，若干悬浮球103均能够绕芯管104的轴线旋转，且每个悬浮球103能够绕自身的与芯管104的轴线相平行的直径旋转；同时，喷淋器将用于吸收氮氧化物的碱液喷成雾状，雾状的碱液经过封闭网105，与烟气撞击并与烟气中的氮氧化物反应，反应后的气体经过封闭网105继续向上运动，并从壳体107顶端的出气口108排出；而反应后的液体会附着在悬浮球103的表面形成液膜，随着反应时间的增加，液膜会形成液滴滴落至壳体107的底端，并从排液口109排出。

本实施例的可选方案中，旋流片102的板面与芯管104的轴线之间的夹角为30～60°。参见图1所示，旋流片102的板面与芯管104的轴线之间的夹角为α。

如果旋流片102的板面与芯管104的轴线之间的夹角过大，相邻两个旋流片102之间形成的通道较小，不利于烟气进入旋球混合器，从而阻碍了雾状碱液与烟气中的氮氧化物的反应，导致脱硝效果较差。

如果旋流片102的板面与芯管104的轴线之间的夹角过小，烟气进入通道之后，气流的流向趋于竖直向上，不足以使悬浮球103沿芯管104的轴线旋转，不仅会导致烟气与雾状碱液的接触面积小，反应不充分，而且会导致反应后的液体难以均匀附着在悬浮球103的表面以形成液膜，从而导致脱硝效果较差。

作为优选，本实施例提供的旋流片102的板面与芯管104的轴线之间的夹角为45°。

本实施例的可选方案中，通道的最大宽度小于悬浮球103的直径。

将通道的最大宽度设置为小于悬浮球103的直径，这样的方式能够保证悬浮球103不会卡在相邻两个旋流片102之间，从而保证脱硝过程能够顺利进行。

本实施例的可选方案中，悬浮球103的直径为25～45mm。

如果悬浮球103的直径过大，则悬浮球103的体积较大，且质量较大，比表面积较小，不仅导致烟气与雾状碱液的接触面积较小，反应不充分；而且需要更大的气流才能够使悬浮球103旋转，一方面对引风机的功率要求较高，消耗大量电能，另一方面，气流过大，会导致烟气来不及与雾状碱液充分接触，就从出气口108排出，对空气造成污染。

如果悬浮球103的直径过小，所需要的通道的最大宽度也会相应减小，这样就会导致烟气难以进入通道中，从而不足以产生足够的气流使悬浮球103旋转，此外，由于烟气具有粘性，会附着在旋流片102的表面，随着使用时间的增加，通道就可能被堵塞，导致脱硝过程无法顺利进行。

作为优选，本实施例提供的悬浮球103的直径为38mm。

本实施例的可选方案中，相邻两个旋流片102的板面之间的夹角为8～15°。参见图3所示，相邻两个旋流片102的板面之间的夹角为β。

如果相邻两个旋流片102的板面之间的夹角过大，会使相邻两个旋流片102的靠近封闭网105的长边侧之间的距离过大，这样就需要更大直径的悬浮球103，悬浮球103的直径过大，则会导致烟气与雾状碱液的接触面积较小，反应不充分，脱硝效果不理想。

如果相邻两个旋流片102的板面之间的夹角过小，则旋流片102的分布较为密集，不利于烟气进入旋球混合器，从而阻碍了雾状碱液与烟气中的氮氧化物的反应，导致脱硝效果较差。

作为优选，本实施例提供的相邻两个旋流片102的板面之间的夹角为11.25°。

多个旋流片102的排布方式有多种，例如：参见图3所示，在视野范围内，沿顺时针方向，前一个旋流片102的长边侧位于与其相邻的后一个旋流片102的板面的下方。

又如：也可以沿逆时针方向，前一个旋流片102的长边侧位于与其相邻的后一个旋流片102的板面的下方。

本实施例的可选方案中，悬浮球103为空心球。

将悬浮球103设置为空心球，这样可以减轻悬浮球103的质量，使其容易在气流的作用下旋转。

作为优选，本实施例提供的悬浮球103由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)制成。ABS不仅具有良好的抗冲击性、耐热性、耐低温性及耐化学药品性，而且还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，易于涂装和着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，是一种用途极广的热塑性工程塑料。ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。采用ABS代替传统的不锈钢材质，能够使悬浮球103的重量减轻，从而使其容易在气流的作用下旋转。

本实施例提供的碱液采用现有的碱液。

实施例二

图5为本发明实施例二提供的脱硝装置的结构示意图；图6为图5中E处的局部放大图。参见图5和图6所示，其中，箭头A表示烟气的流向，箭头B表示碱液的流向，本实施例提供了一种脱硝装置，包括壳体107，壳体107的内部由上至下依次设置有喷淋器和本发明实施例一提供的旋球混合器，其中，旋球混合器的数量可以根据烟气处理量来选取，本实施例的旋球混合器的数量为四个，相邻两个旋球混合器的封闭网105的边框通过螺栓连接。喷淋器的进液管用于与碱液罐连通；壳体107上设置有进气口110、出气口108和排液口109，进气口110位于旋球混合器的下方，用于与引风机的出风口连通，以引入烟气；出气口108位于壳体107的顶端，用于排出脱硝后的气体；排液口109位于壳体107的底端，用于排放与烟气反应后的碱液。本实施例提供的脱硝装置，由于使用了本发明实施例一提供的旋球混合器，能够增大烟气与碱液的接触面积，使烟气中的氮氧化物与碱液的反应更加充分，从而提高了脱硝效率。在使用时，通过引风机引入烟气，烟气会沿箭头A方向进入相邻两个旋流片102之间形成的通道，产生旋转气流，在旋转气流的带动下，若干悬浮球103均能够绕芯管104的轴线旋转，且每个悬浮球103能够绕自身的与芯管104的轴线相平行的直径旋转；同时，喷淋器将用于吸收氮氧化物的碱液喷成雾状，雾状的碱液沿箭头B方向运动，经过封闭网105，与烟气撞击并与烟气中的氮氧化物反应，反应后的气体经过封闭网105继续沿箭头A方向运动，并从壳体107顶端的出气口108排出；而反应后的液体会附着在悬浮球103的表面形成液膜，随着反应时间的增加，液膜会形成液滴滴落至壳体107的底端，并从排液口109排出。

本实施例的可选方案中，喷淋器包括多个喷雾头111，多个喷雾头111间隔设置。

喷雾头111的设置方式有多种，例如：多个喷雾头111可以沿壳体107的周向均匀间隔设置，可以沿周向设置一圈，也可以沿壳体107的径向设置多圈，相邻两圈上的喷雾头111交错设置，这样的方式能够使喷出的雾状碱液更加均匀，覆盖面积更大，从而与烟气的接触面积更大，反应更加充分。

又如：多个喷雾头111可以沿壳体107的径向间隔设置。

参见图5所示，本实施例提供的喷雾头111的数量为四个，四个喷雾头111沿壳体107的径向间隔设置。

本实施例的可选方案中，还包括液体回收装置112，液体回收装置112的进液口与排液口109相连通。

通过设置液体回收装置112，能够对与烟气反应后的碱液进行回收处理，防止其污染环境。作为优选，本实施例提供的液体回收装置112采用现有的液体回收装置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种旋球混合器，其特征在于：包括筒体、多个旋流片和若干悬浮球，所述筒体的内部设置有芯管，所述芯管的轴线与所述筒体的轴线平行；

所述旋流片的一个短边侧与所述芯管的外壁固定连接，所述旋流片的另一个短边侧与所述筒体的内壁固定连接；

相邻两个旋流片之间形成供烟气通过的通道，所述通道的宽度由所述旋流片的一个短边侧向所述旋流片的另一个短边侧逐渐增大；

所述筒体上设置有封闭网，所述封闭网的边框用于与脱硝装置的壳体的内壁固定连接，若干所述悬浮球位于所述封闭网与所述旋流片之间。

2.根据权利要求1所述的旋球混合器，其特征在于：所述旋流片的板面与所述芯管的轴线之间的夹角为30～60°。

3.根据权利要求2所述的旋球混合器，其特征在于：所述旋流片的板面与所述芯管的轴线之间的夹角为45°。

4.根据权利要求1所述的旋球混合器，其特征在于：所述通道的最大宽度小于所述悬浮球的直径。

5.根据权利要求1所述的旋球混合器，其特征在于：相邻两个所述旋流片的板面之间的夹角为8～15°。

6.根据权利要求5所述的旋球混合器，其特征在于：相邻两个所述旋流片的板面之间的夹角为11.25°。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋球混合器，其特征在于：所述悬浮球为空心球。

8.一种脱硝装置，其特征在于：包括壳体，所述壳体的内部由上至下依次设置有喷淋器和如权利要求1至7中任一项所述的旋球混合器，所述喷淋器的进液管用于与碱液罐连通；所述壳体上设置有进气口、出气口和排液口，所述进气口位于所述旋球混合器的下方，用于与引风机的出风口连通，以引入烟气；所述出气口位于所述壳体的顶端，用于排出脱硝后的气体；所述排液口位于所述壳体的底端，用于排放与所述烟气反应后的碱液。

9.根据权利要求8所述的脱硝装置，其特征在于：所述喷淋器包括多个喷雾头，多个所述喷雾头间隔设置。

10.根据权利要求8所述的脱硝装置，其特征在于：还包括液体回收装置，所述液体回收装置的进液口与所述排液口相连通。