CN107890733B - 用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开的用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备，包括蓄水器以及位于蓄水器中的多个射流微泡发生部，每个射流微泡发生部包括与污染物发生装置相连的负压管，负压管连接于喷射器，喷射器喷口正对一个溢流槽，喷射器末端连接一个液下泵，液下泵位于蓄水器的水位以下。本发明的用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备解决了现有的高塔造粒湿法除尘工艺存在的成本高、效果较差的问题。其可以快速彻底地将污染物经液体溶液吸收，而且不会产生对人体有害的微米级水雾，而且结构简单、安装使用成本低，非常适合于工业化的大规模推广应用。

Description

用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备

技术领域

本发明属于化肥制造设备技术领域，具体涉及一种用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备。

背景技术

我国的化肥塔式熔体造粒工艺自上世纪七十年代引进国外这一技术以来，从当初生产单一的尿素或硝铵球形颗粒直到国内自主研发的生产氮磷钾三元复合肥的造粒塔目前已遍布祖国各地，为我国的农业可持续发展发挥了重要作用。

造粒塔作为熔体造粒工艺的关键一环，在得到人们充分肯定的同时也因其有害物质的排放问题而逐渐受到环保部门的关注。

我国的高塔复合肥熔体造粒工艺主要有尿基复合肥和硝基复合肥两大类，这两大类的工艺仅在熔融载体以及工艺温度方面有一些区别，除此之外两个工艺总的工艺流程以及产生的有害物质也基本相同：即从熔融槽产生的含氨气体以及从混合槽产生的单质矿物磷、钾及填料粉尘。

作为复合肥熔融载体原材料的尿素或硝铵在熔融过程中不可避免的会产生挥发性的氨气，这一现象随着熔融温度的升高以及熔融物停留时间的延长而加剧。从熔融槽产生的有害物质主要是可挥发性的氨气以及化学性质的(NOx)有害气体。

作为复合肥原材料的磷、钾等粉体物料在进入混合槽的工艺过程中会产生粉尘飞扬，这一现象随着粉体原材料的数量增加以及粉体原材料的细度增加而加剧。从混合槽产生的有害物质主要是固体粉尘，同时也伴有一小部分氨气等化学有害气体。

不论是挥发性的化学气体还是固体粉尘，不论是大量的还是小量的，其对环境均是有负面影响的，故都是在环保部门要求进行有效处理范畴的。

在高塔造粒过程中，不论是熔融槽还是一混槽二混槽，在容器内部蒸汽温度以及搅拌运动的作用下其空间部分会呈现略大于当地大气压的状态，故在容器的端盖上必须设计一个保持容器内部衡压的直径约200毫米的管口，这个管口由等径的管路连接，其出端直接伸出造粒塔且大部分用户都在这个管口的出端裝一台排风机，令容器内部的气体和一些微量粉尘通过这个管路排出，此举的目的就是为了改善造粒塔工作层的刺眼刺鼻的强烈氨味以及到处粉尘飞扬的环境状态，目前在诸多措施下造粒塔工作层的环境确实得到了许多改善，但由于这个管口直接伸向百米高的造粒塔工作层外面，故这些工艺产生出来的有害物质只是从工作现场转移到了大气中而已。

目前复合肥高塔有害物质处理的可选方案大致有三个，分别是：

第一种方案是滤材(布袋)除尘方案，由于目前造粒塔普遍采用的是自然通风原理，故要满足布袋除尘这个工艺所需的风速、风压等基本流体条件就必须增加一套大功率的风机，除此之外还必须考虑滤材的通透性以及连续工作的可靠性，因为布袋之类的滤材除尘对于尿素(或硝铵)磷铵以及钾盐等这类强吸湿性物质极不适宜，无法满足这种物料长时间连续工业生产的要求，特别是在空气湿度大的气候条件下根本无法工作和清理，故这一方案目前没有实际实施案例。

第二种方案是湿法(喷淋)除尘方案，湿法(喷淋)除尘工艺对于这种可溶于水的一类物质效果是很明显的，由于实施起来比较容易且除尘效果显著，故近几年新建的造粒塔大多采用这一方案。

第三种方案是将静电除尘加球炭吸附这两项技术有机结合的方案，即用静电除尘来扑捉粉尘，用球炭吸附来扑捉有害气体，但由于该方案实施成本以及运行成本等方面的原因，极难被用户所接受，故这一方案目前也没有实施案例。

但目前应用最多的湿法喷淋水洗处理工艺仍然不适合高塔造粒，原因在于：

1、湿法(喷淋)除尘工艺对于这种可溶于水的物质效果是很明显的，实施起来也比较容易，其工作原理是用大功率的风机产生的气流将熔融槽及一混二混槽的有害气体和粉尘等污染物送至有足够面积的液体喷淋区域，含污染物的气体在通过喷淋区域时被喷淋液体扑捉并溶于该液体中，符合环保要求的洁净气体则穿过喷淋区域离开造粒塔进入大气层完成排放，由于这个工艺依靠的是风机产生的风速、风压等基本流体条件必须大于液体喷淋区域的阻力，故随之必然会由此产生一定数量的含有此类物质的微型水雾，这种微米级的水雾借助风机的动能离开喷淋区域，同时借助造粒塔的百米高度随风飘逸数十千米，这种微米级的含氮水雾一旦被人体摄入其对人体的伤害要远远大于干燥的矿物质粉尘！该方案看似解决了造粒塔的污染实则却有可能产生了另一种更为可怕的污染。

2、液体喷淋区域依靠的是向下喷淋的液体流形成多级的有效水幕，依靠污染物亲水的特性使其落入水池内，产生液体流的喷嘴越小，即液体流束越细小且喷嘴的数量越多即液体流越密集其阻拦效果就越好，由于该喷淋液体是循环使用的，为了防止液体内的粉尘不溶物堵塞喷嘴就必须将喷嘴的口径加大，为了防止喷嘴的口径加大后气流走短路影响阻拦效果，就要相应增大喷淋面积并增大循环水泵以及风机的有关参数，然而风机和水泵的功率，即整个装置的运行费用才是企业最为关心的，同时企业关心的还有随微米级的水雾飘逸出造粒塔的大量喷淋水的消耗。

3、该工艺在我国北方冬季不适宜，冰点气候会令装置无法工作。

4、尽管有密集的水幕但仍会有污染气体和颗粒流走短路的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备，解决了现有的高塔造粒湿法除尘工艺存在的成本高、效果较差的问题。

本发明所采用的技术方案是：用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备，包括蓄水器以及位于蓄水器中的多个射流微泡发生部，每个射流微泡发生部包括与污染物发生装置相连的负压管，负压管连接于喷射器，喷射器喷口正对一个溢流槽，喷射器末端连接一个液下泵，液下泵位于蓄水器的水位以下。

本发明的特点还在于，

喷射器包括与负压管相连的喷嘴，喷嘴喷出高速射流，喷嘴连接有吸入室、并在吸入室内产生负压，吸入室连接有喉管，喉管连接有扩压管，扩压管正对溢流槽的底部。

喷射器为文丘里喷射器。

蓄水器中还设置有一个溢流管路，溢流管路一端位于蓄水器内，另一端穿过蓄水器底部。

蓄水器底部设置有排水阀，排水阀与溢流管路相连。

还包括向蓄水器内注水的补水管。

还包括pH值检测控制系统，pH值检测控制系统用于检测蓄水器内液体的pH值，当蓄水器内液体的pH值超过预设值时，pH值检测控制系统控制补水管向蓄水器内注水。

负压管上设置有调节阀门。

本发明的有益效果是：本发明的用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备解决了现有的高塔造粒湿法除尘工艺存在的成本高、效果较差的问题。其可以快速彻底地将污染物经液体溶液吸收，而且不会产生对人体有害的微米级水雾，而且结构简单、安装使用成本低，非常适合于工业化的大规模推广应用。

附图说明

图1是本发明的用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备的结构示意图；

图2是图1中喷射器的结构示意图；

图3是图1中负压管的结构示意图。

图中，1.负压管，2.喷射器，3.溢流槽，4.液下泵，5.蓄水器内水位，6.蓄水器，7.补水管路，8.溢流管路，9.排空阀，10.容器端盖，11.调节阀门，21.喷嘴，22.吸入室，23.喉管，24.扩压管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供的用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备的结构如图1所示，包括蓄水器6以及位于蓄水器6中的多个射流微泡发生部，每个射流微泡发生部包括与污染物发生装置相连的负压管1，负压管1连接于喷射器2，喷射器2喷口正对一个溢流槽3，喷射器2末端连接一个液下泵4，液下泵4位于蓄水器6的水位以下。

参见图2，喷射器2包括与负压管1相连的喷嘴21，喷嘴21喷出高速射流，喷嘴21连接有吸入室22、并在吸入室22内产生负压，吸入室22连接有喉管23，喉管23连接有扩压管24，扩压管24正对溢流槽3的底部。

优选的，喷射器2为文丘里喷射器。

进一步的，蓄水器6中还设置有一个溢流管路8，溢流管路8一端位于蓄水器6内，另一端穿过蓄水器6底部。

进一步的，蓄水器6底部设置有排水阀9，排水阀9与溢流管路8相连。

为了保持蓄水器6内的水量，本发明还包括向蓄水器6内注水的补水管7。

进一步的，为了实现自动化控制，还包括pH值检测控制系统，pH值检测控制系统用于检测蓄水器6内液体的pH值，当蓄水器6内液体的pH值超过预设值时，pH值检测控制系统控制补水管7向蓄水器6内注水。

参见图3，为了控制负压大小，在负压管1上设置有调节阀门11。

使用时，射流微泡发生部共设置有三个，其三个负压管1分别与熔融槽、一混槽、二混槽的容器端盖10的排气管口相连，在每个负压管1的前端均设有一个调节阀门11，调节阀门11的作用是用以调节熔融槽及一混槽二混槽内的真空度即微负压指标，熔融槽及一混槽二混槽内的微负压值太小将不利于污染物的抽取，而太大则会造成粉体原材料过多地被抽走，设置该阀门就可以将槽内的微负压值调节到理想状态。负压管1将污染物利用负压抽入喷射器2的喷嘴21处，液下水泵4将带压的液体水送至文丘里喷射器的喷嘴21，具有一定压力的水流经截面积较小的喷嘴21时，在喷嘴21出口处产生极高速的射流，经喷嘴21射出的高速射流在喷射器吸入室22内产生负压，射向喉管23的端口，利用负压效应将熔融槽及一混槽二混槽内的有害气体和粉尘等污染物以及高速射流经负压管1送至喷射器2的喉管23的混合管段，经喉管23混合管段充分混合的含气体以及含粉尘的混合液自喷射器2的扩压管24段射入溢流槽3的底部，射出的含污染物气体以及含粉尘的混合液由液体和大量的气泡组成，以泡沫状从溢流槽3上部溢出，落至蓄水器6内，从溢流槽3上部溢出的泡沫液体在蓄水器6的蓄水器内水位5的液面完成气水自然分离。蓄水器6的液位由溢流管8管口的高度决定，蓄水器6的底部设有排空阀9与溢流管8相连。当开启蓄水器6的底部排水阀门9时，蓄水器6内的液体即可从溢流管8排至塔下。当蓄水器6的液面低于设定的水位下线时补水管7向蓄水器6补水，当蓄水器6的液面高于设定的水位上线时补水管7将自动停止向蓄水器6补水。由于本工艺中的污染物氨气等有害气体以及磷铵和钾盐粉尘大部可溶解于水中且这些可溶物质均呈碱性，故在本发明装置中设计一个pH值检测控制系统，当蓄水器6的液体pH值到达某一设定值时，补水管7将自动向蓄水器6送水进行浓度稀释，当补水管7向蓄水器6送水时高出水位线的液体将从溢流管8排至塔下，此浓度稀释工作直至蓄水器6的液体pH至达到预设值为止。

为了防止污染物对本发明的材料造成腐蚀，所有与液体接触的金属材料均为304材质。

具体来说，本发明的用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备与湿法(喷淋)除尘工艺相比，至少具有以下优点：

第一、不会产生对人体有害的微米级水雾，这点最为关键。

第二、装置除液下泵外其余均为没有功率的静设备，单台液下泵的功率仅为4～5.5Kw，三台液下泵的总功率也只有12～16.5Kw。因喷射器本身结构极其简单，与各设备的连接也特别简单，故装置成本和施工成本以及运行成本均远低于现有的湿法(喷淋)除尘方案。

第三、由于不会产生微米级水雾现象也就不会有水的大量消耗。

第四、由于整个装置设在工作层室内，因此不存在冬季结冰现象，可以满足任何地区的任何时间段连续使用。

第五、所有的污染物(氨气和粉尘)都将快速且彻底的经过液体溶解，故除尘效率高。

第六、可以调节熔融槽及一混槽二混槽内的微负压指标。

第七、运行可靠，不会发生诸如喷嘴堵塞之类的故障。

第八、液下泵属于自吸泵，启动时无需灌水。

第九、可在线检测液体pH浓度以及不停系统就可完成液体的稀释和置换，自动化程度高。

Claims (4)

1.用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备，其特征在于，包括蓄水器(6)以及位于所述蓄水器(6)中的多个射流微泡发生部，每个所述射流微泡发生部包括与污染物发生装置相连的负压管(1)，所述负压管(1)连接于喷射器(2)，所述喷射器(2)喷口正对一个溢流槽(3)，喷射器(2)射出的含污染物气体及粉尘的混合液由液体和大量的气泡组成，以泡沫状从溢流槽(3)上部溢出，落至蓄水器(6)内，从溢流槽(3)上部溢出的泡沫液体在蓄水器(6)的蓄水器内水位(5)液面完成气水自然分离；所述喷射器(2)末端连接一个液下泵(4)，所述液下泵(4)位于所述蓄水器(6)的水位以下；所述喷射器(2)为文丘里喷射器，包括与负压管(1)相连的喷嘴(21)，所述喷嘴(21)喷出高速射流，所述喷嘴(21)连接有吸入室(22)、并在吸入室(22)内产生负压，所述吸入室(22)连接有喉管(23)，所述喉管(23)连接有扩压管(24)，所述扩压管(24)正对溢流槽(3)的底部；所述蓄水器(6)中还设置有一个溢流管路(8)，所述溢流管路(8)一端位于蓄水器(6)内，另一端穿过蓄水器(6)底部，还包括向所述蓄水器(6)内注水的补水管(7)。

2.如权利要求1所述的用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备，其特征在于，所述蓄水器(6)底部设置有排水阀(9)，所述排水阀(9)与所述溢流管路(8)相连。

3.如权利要求1所述的用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备，其特征在于，还包括pH值检测控制系统，所述pH值检测控制系统用于检测所述蓄水器(6)内液体的pH值，当蓄水器(6)内液体的pH值超过预设值时，所述pH值检测控制系统控制所述补水管(7)向所述蓄水器(6)内注水。

4.如权利要求1所述的用于造粒塔除尘的射流微泡发生设备，其特征在于，所述负压管(1)上设置有调节阀门(11)。