CN107486006A - 一种递级式双孔径筛板塔 - Google Patents

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袁军
余俊
陈钱
邹杨
程健
张富青
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Wuhan Institute of Technology
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Wuhan Institute of Technology
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    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
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Abstract

本发明公开了一种递级式双孔径筛板塔。包括中空筒状结构的塔体，塔体上部为喷淋层、下部为浆池，浆池和喷淋层之间的塔体上设置有烟气入口，塔体的最上端设置有烟气出口；所述的烟气入口与喷淋层之间的塔体内设置有两个或以上水平布置的筛板，筛板上开设有气体通孔与液体通孔；所述液体通孔的孔壁高出筛板上表面，位于筛板外侧沿圆周分布；所述气体通孔位于筛板内侧分布。采用递级式结构，气体通孔孔径从下至上依次递减，液体通孔孔壁高从下至上依次递增，压降从下至上依次增加，处理负荷从下至上依次递减，能使烟气通过筛孔时加速，浆液形成高速小液滴，强化气液湍动。同时，也能提高气固接触面积和气固接触的惯性碰撞动能，使得除尘效率达到50％以上。

Description

一种递级式双孔径筛板塔
技术领域
本发明涉及气液接触装置技术领域，具体地指一种递级式双孔径筛板塔。
背景技术
筛板塔是最简单和最经济的气液接触塔之一。其优点是结构简单，金属耗量小、造价低廉；板上液面落差小、气体压降小；生产能力大，气体分散均匀，传质效果相对较高。其缺点是操作弹性小，筛孔容易堵塞。
筛板塔的工作状态对筛板的效率影响很大。筛板塔的主要状态为泡沫状态和喷射状态：泡沫状态中，气体为离散相，液体为连续相，此时吸收效果较为显著。然而，当气速升高到某一值时，气体由原来的离散相变为连续相，液体由原来的连续相变为离散相，在转相的同时完成泡沫工况向喷射工况的转变，造成了气体吸收效率的明显降低。与此同时，泡沫状态中出现的沟流、雾沫夹带等问题，严重阻碍了筛板塔进一步的大规模应用。
发明内容
本发明目的在于解决上述背景技术的不足，提供一种递级式双孔径筛板塔。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
一种递级式双孔径筛板塔，包括中空筒状结构的塔体，塔体上部为喷淋层、下部为浆池，浆池和喷淋层之间的塔体上设置有烟气入口，塔体的最上端设置有烟气出口；
所述的烟气入口与喷淋层之间的塔体内设置有两个或以上水平布置的筛板，筛板上开设有仅能通过高速烟气上升的气体通孔与仅能通过下降液滴的液体通孔；
所述液体通孔的孔壁高出筛板上表面，位于筛板外侧沿圆周均匀分布；
所述气体通孔位于筛板内侧均匀分布。
按上述方案，相邻筛板之间高度差不小于0.8m。
按上述方案，所述递级式双孔径筛板塔设置有三个筛板，从下往上依次是第一、第二、第三筛板；
第一筛板的开孔率为18～20％，液体通孔孔径为8～10mm，液体通孔孔径为气体通孔孔径的1.5～2倍，液体通孔孔壁高出筛板上表面5～10mm；
第二筛板开孔率为20～22％，气体通孔孔径为6～8mm，液体通孔孔径为8～10mm，液体通孔孔壁高出筛板上表面10～15mm；
第三筛板开孔率为22～25％，气体通孔孔径为4-6mm，液体通孔孔径为8～10mm，液体通孔孔壁高出筛板上表面15-20mm。
按上述方案，所述筛板上的气体通孔和液体通孔按照横向成排纵向成列的阵列结构分布，且排与列之间的夹角为40～60°。
按上述方案，所述第一筛板同排的气体通孔间距为15～20mm，气体和液体通孔的间距为6～8mm；
所述第二筛板同排的气体通孔间距为10-15mm，气体和液体通孔的间距为4-6mm；
所述第三筛板同排的气体通孔间距为5-10mm，气体和液体通孔的间距为2-4mm。
按上述方案，所述第一筛板离烟气入口的距离不小于1m；第三筛板与喷淋层之间的距离为1～2m。
按上述方案，所述喷淋层有2～3层，相邻喷淋层之间的距离不小于1.5m。
本发明相对于现有技术有益效果如下：
该装置采用递级式结构，气体通孔孔径从下至上依次递减，液体通孔孔壁高从下至上依次递增，使得压降从下至上依次增加，处理负荷从下至上依次递减，使得该装置能使烟气通过筛孔时加速，使浆液形成高速小液滴，强化气液湍动。同时，也能提高气固接触面积和气固接触的惯性碰撞动能，使得除尘效率达到50％以上。
在双孔结构中，气体通孔只通过气体，液体通孔只通过液体，液体从小孔向大孔流下。同时液体通孔孔壁高出筛板平面，可有效提高泡沫层高度，使得筛板一部分是错流的，另一部分是穿流的，从而延长了两相接触时间，同时消去了操作时的脉冲现象，使得板效率提高30％以上；
气体通孔面积为液体通孔面积的2～4倍的范围内，塔板既具有大孔塔板压降小，泛点较高的特性，又具有小孔塔板拦液点低、操作弹性大的特点；
该装置采用集中型双孔板，使得液体通孔对流壁效应进行针对性排布，可有效克服泡沫返混现象，同时还使液流短路得到一定程度的缓和。
附图说明
图1：本发明的结构示意图；
图2：本发明的第一筛板的结构示意图；
图3：本发明的第二筛板的结构示意图；
图4：本发明的第三筛板的结构示意图；
图5：本发明的筛板正视图；
其中：1—烟气出口；2—喷淋层；3—第三筛板；4—第二筛板；5—第一筛板；6—搅拌泵；7—塔体；8—浆池；9—烟气入口；10—第一筛板气体通孔；11—第一筛板液体通孔；12—第二筛板气体通孔；13—第二筛板液体通孔；14—第三筛板气体通孔；15—第三筛板液体通孔；16—液体通孔孔壁。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
本发明递级式双孔径筛板塔，如附图1所示，包括中空筒状结构的塔体7，塔体上部为喷淋层2、下部为浆池8，浆池8和喷淋层2之间的塔体上设置有烟气入口9，塔体7的最上端设置有烟气出口1；所述的烟气入口9与喷淋层2之间的塔体内设置有两个或以上水平布置的筛板(3、4、5)，筛板上开设有仅能通过高速烟气的气体通孔与仅能通过下降液滴的液体通孔；浆池8内还设置有搅拌泵6。
如图5所示筛板正视图，液体通孔孔壁16高出筛板上表面。液体通孔位于筛板外侧沿圆周均匀分布，气体通孔位于筛板内侧均匀分布，如图2-5所示。
递级式双孔径筛板塔设置有三个筛板，从下往上依次是第一、第二、第三筛板；相邻筛板之间高度差不小于0.8m。
如图2，第一筛板5的开孔率为18～20％，液体通孔11孔径为8～10mm，液体通孔11孔径为气体通孔10孔径的1.5～2倍，液体通孔孔壁高出筛板上表面5～10mm。气体通孔10和液体通孔11按照横向成排纵向成列的阵列结构均匀分布于第一筛板5上，其夹角α、β均为40～60°。相邻两个气体通孔10之间间距b为15～20mm，相邻的气体通孔10和液体通孔11之间的间距a为6～8mm。
如图3，第二筛板4开孔率为20～22％，气体通孔12孔径为6～8mm，液体通孔13孔径为8～10mm，液体通孔孔壁高出筛板上表面10～15mm。气体通孔12和液体通孔13按照横向成排纵向成列的阵列结构均匀分布于第二筛板4上，其夹角α、β均为40～60°。相邻两个气体通孔12之间间距d为10-15mm，相邻的气体通孔12和液体通孔13之间的间距c为4-6mm。
如图4，第三筛板3开孔率为22～25％，气体通孔14孔径为4-6mm，液体通孔15孔径为8～10mm，液体通孔孔壁高出筛板上表面15-20mm。如图4，气体通孔14和液体通孔15按照横向成排纵向成列的阵列结构均匀分布于第三筛板3上，其夹角α、β均为40～60°。相邻两个气体通孔14之间间距f为15～20mm，相邻的气体通孔14和液体通孔15之间的间距e为6～8mm。
如图5所示筛板正视图，液体通孔孔壁16
实际使用时，三块筛板的开孔方式可以是一样的，也可以是不一样的，上下筛板上的通孔的孔径也可以不一样的设置，只要能够完成增大气液接触、强化吸收，使烟气分布均匀的目的即可。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种递级式双孔径筛板塔，其特征在于：包括中空筒状结构的塔体，塔体上部为喷淋层、下部为浆池，浆池和喷淋层之间的塔体上设置有烟气入口，塔体的最上端设置有烟气出口；
所述的烟气入口与喷淋层之间的塔体内设置有两个或以上水平布置的筛板，筛板上开设有仅能通过高速烟气的气体通孔与仅能通过下降液滴的液体通孔；
所述液体通孔的孔壁高出筛板上表面，位于筛板外侧沿圆周均匀分布；
所述气体通孔位于筛板内侧均匀分布。
2.如权利要求1所述递级式双孔径筛板塔，其特征在于相邻筛板之间高度差不小于0.8m。
3.如权利要求1所述递级式双孔径筛板塔，其特征在于所述筛板上的气体通孔和液体通孔按照横向成排纵向成列的阵列结构分布，且排与列之间的夹角为40～60°。
4.如权利要求1所述递级式双孔径筛板塔，其特征在于所述递级式双孔径筛板塔设置有三个筛板，从下往上依次是第一、第二、第三筛板；
第一筛板的开孔率为18～20％，液体通孔孔径为8～10mm，液体通孔孔径为气体通孔孔径的1.5～2倍，液体通孔孔壁高出筛板上表面5～10mm；
第二筛板开孔率为20～22％，气体通孔孔径为6～8mm，液体通孔孔径为8～10mm，液体通孔孔壁高出筛板上表面10～15mm；
第三筛板开孔率为22～25％，气体通孔孔径为4-6mm，液体通孔孔径为8～10mm，液体通孔孔壁高出筛板上表面15-20mm。
5.如权利要求4所述递级式双孔径筛板塔，其特征在于：
所述第一筛板同排的气体通孔间距为15～20mm，气体和液体通孔的间距为6～8mm；
所述第二筛板同排的气体通孔间距为10-15mm，气体和液体通孔的间距为4-6mm；
所述第三筛板同排的气体通孔间距为5-10mm，气体和液体通孔的间距为2-4mm。
6.如权利要求4所述递级式双孔径筛板塔，其特征在于所述第一筛板离烟气入口的距离不小于1m；第三筛板与喷淋层之间的距离为1～2m。
7.如权利要求1所述递级式双孔径筛板塔，其特征在于所述喷淋层有2～3层，相邻喷淋层之间的距离不小于1.5m。
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