CN109945220A - 排气稀释装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及排气稀释装置，该装置包括：引导壳体，具有上部和下部均开放的筒形状；扩散板，设置在所述引导壳体的内部；以及连通支撑部，一端固定在所述引导壳体的内侧下端部，另一端连接到所述扩散板，并且在内部具有连通通道，从而连通外部与所述扩散板的上部。

Description

排气稀释装置
技术领域
本发明涉及一种排气稀释装置，更具体地，涉及一种在烟囱上部设置本发明中提出的构造物，以降低污染物扩散到大气中的阶段的地面浓度，或者降低引发白烟、青烟等的物质的浓度的排气稀释装置。
背景技术
传统的烟囱排气的稀释技术提出了在外部设置鼓风机并向烟囱强制注入空气的方法。然而，利用鼓风机将外部空气强制注入烟囱的方法需要用于设置鼓风机的投资费用，并且存在鼓风机使用电力而导致运营成本增加以及需要确保鼓风机设置空间等问题，因此难以用于烟囱排气的稀释。
传统的技术是通过从外部吹来的风力来稀释烟囱上端的结构体的空气或者通过结构体内产生的乱流来进行稀释的发明，但是，相比乱流，通过涡流的稀释可以更好地混合，因此传统的技术存在难以稀释的问题。
现有技术文献
(专利文献1)日本公开专利公报第2014-109414号
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明是为了解决上述的问题而提出的，本发明的目的在于提供一种不使用鼓风机等附加的动力，而是仅通过在烟囱上部设置构造物并根据排放气体的特性来稀释排气的构造物。
(二)技术方案
根据本发明的一个实施例的排气稀释装置可以包括：引导壳体，具有上部和下部均开放的筒形状，并且截面积大于烟囱的截面积，从而外部空气流入所述引导壳体与所述烟囱之间的空间；扩散板，设置在所述烟囱的上部且位于所述引导壳体的内部；以及连通支撑部，一端固定在所述烟囱的上部，另一端连接到所述扩散板，并且在内部具有连通通道，从而将从外部流入的空气引导到所述扩散板的上部。
其中，所述连通支撑部的所述一端可以固定在所述烟囱与所述引导壳体之间。
并且，通过设置在所述引导壳体与所述烟囱之间的所述连通支撑部，在所述引导壳体与所述烟囱之间可以形成与外部连通的连通空间。
并且，所述引导壳体可以被设置成与所述烟囱的上部处于同一线上，或者所述引导壳体的至少一部分与所述烟囱重叠。
并且，所述扩散板可以被设置成具有圆锥形状且尖锐的部分朝向烟囱。
并且，所述扩散板可以被设置成具有多棱锥形状且尖锐的部分朝向烟囱。
并且，所述扩散板可以具有平坦的板形状。
并且，可以沿着所述烟囱的周围以相同的间隔设置多个所述连通支撑部。
并且，所述引导壳体可以具有圆柱形状。
并且，所述引导壳体可以具有多边柱形状。
并且，所述扩散板的最大截面积可以大于所述烟囱的截面积10％以上。
并且，外部空气可以流入所述连通空间。
并且，流入所述连通空间的空气可以沿着循环管道温度上升之后与排气混合。
并且，从所述烟囱排放的排气的温度可以为100℃以上。
并且，所述引导壳体的高度可以为30cm以上。
根据本发明的一个实施例的排气稀释装置，其为将从烟囱排放的排气至少稀释两次的装置，可以包括：第一混合空间，与从外部流入的空气第一次混合；以及第二次混合空间，经过第一次混合的排气与从外部流入的空气第二次混合。
其中，流入所述第一混合空间和所述第二混合空间的空气可以为相同的空气。
并且，所述排气稀释装置可以包括：引导壳体，上部和下部均开放的筒形状，并且截面积大于烟囱的截面积，从而外部空气流入所述引导壳体与所述烟囱之间；以及扩散板，设置在所述烟囱的上部且位于所述引导壳体的内部，所述第一混合空间形成在所述烟囱的上端部和所述扩散板的下部，所述第二混合空间形成在所述扩散板的上部。
并且，所述排气稀释装置可以包括连通支撑部，其一端固定在所述烟囱的上部，另一端连接到所述扩散板，并且在内部具有连通通道，从而将从外部流入的空气引导到所述扩散板的上部，流入所述烟囱与所述引导壳体之间的空气流入所述第一混合空间，流入所述连通支撑部内部的空气流入所述第二混合空间。
另外，根据本发明的一个实施例的排气稀释装置可以包括：引导壳体，具有上部和下部均开放的筒形状；扩散板，设置在所述引导壳体的内部；以及连通支撑部，一端固定在所述引导壳体的内侧下端部，另一端连接到所述扩散板，并且在内部具有连通通道，从而连通外部和所述扩散板的上部。
(三)有益效果
利用本发明能够有效地稀释通过烟囱排放的排气中含有的恶臭引发物质，因此能够减少扩散到大气时到达地面的恶臭物质的浓度。
另外，通过烟囱排放的排气在被排放之后，由于排气的温度急剧下降，排气中含有的物质发生凝缩，因此由于排气中含有的物质凝缩而产生青烟或白烟等现象，但是，如果能够在烟囱上部设置结构体来稀释排放的气体，则可以降低引发青烟或白烟的引发物质的浓度，抑制青烟或白烟的产生。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施例的排气稀释装置的立体图。
图2是示出根据本发明的一个实施例的排气稀释装置设置在烟囱的上部的形态的立体图。
图3是沿图2的I-I'的剖视图。
图4是示出根据本发明的一个实施例的排气稀释装置中排气与从外部流入的空气混合的示意图。
图5是示出根据本发明的一个实施例的排气稀释装置的扩散板的各种实施例的立体图。
图6是示出根据本发明的一个实施例的排气稀释装置的性能实验结果的流动解析结果。
图7是示出通过设置本发明的一个实施例的排气稀释装置而SO2浓度降低的情况的示意图，
图8是示出根据本发明的一个实施例的排气稀释装置的性能实验中使用的整体装置的示意图，
图9是示出利用图8的实验结果的图。
附图标记说明：
1：烟囱
3：排气
4、5：外部空气
100：排气稀释装置
110：引导壳体
130：扩散板
150：连通支撑部
具体实施方式
本发明的目的、特定的优点及新的特征可以通过与附图相关的以下的详细说明和优选实施例变得更加清楚。本说明书中，对各图的组件添加附图标记时，对于相同的组件，即使在不同的图中示出，也尽可能使用相同的附图标记。并且，在本发明的说明中，认为对公知技术的详细说明有可能混淆本发明的主旨时，省略对其的详细说明。
下面，参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
图1是示出根据本发明的一个实施例的排气稀释装置的立体图，图2是示出根据本发明的一个实施例的排气稀释装置设置在烟囱的上部的形态的立体图，图3是沿图2的I-I'的剖视图，图4是示出根据本发明的一个实施例的排气稀释装置中排气与从外部流入的空气混合的示意图。
参照图1，根据本发明的一个实施例的排气稀释装置100包括：引导壳体110，具有上部和下部均开放的筒形状；扩散板130，被设置成位于引导壳体110的内部；以及连通支撑部150，一端固定在引导壳体110的内侧下端部，另一端连接到扩散板130，并且内部具有连通通道155，从而连通外部和扩散板130的上部。
另外，参照图2至图4，根据本实施例的排气稀释装置100可以设置在烟囱1的上部。连通支撑部150的外侧面固定在引导壳体110的内侧下端部，因此，排气稀释装置100可以以连通支撑部150的内侧面固定在烟囱1的结构固定在烟囱1。其中，引导壳体110的截面积大于烟囱1的截面积，因此，引导壳体110的内部面与烟囱1的外部面之间可以形成外部空气流入的连通空间10。
因此，通过连通空间10流入引导壳体110内的外部空气4与从烟囱1排放的排气3第一次混合(当然没有混合的外部空气4和排气3仍然存在，这些外部空气和排气也一起移动到扩散板130的上部，即第二混合空间190)，并且在引导壳体110的内部进一步上升至上部，并迂回扩散板130，在扩散板130的上部与流入连通支撑部150的连通通道155的外部空气5第二次混合，然后可以排放到外部。其中，排气3和/或外部空气4移动到扩散板130的上部时可以在扩散板130的上部形成涡流，因此，排气3与外部空气5能够更加有效地混合。
另一方面，连通支撑部150连接引导壳体110的下端部和扩散板130的下部面，并且被设置成从下部到上部向内侧倾斜。因此，流入连通支撑部150的连通通道155的外部空气5可以以朝向扩散板130的中心部的方式排放。因此，所述外部空气与从扩散板130的下部即第一混合空间170流入第二混合空间190时形成涡流的空气相遇，从而能够提高混合性能。
为此，本实施例的排气稀释装置100可以将从烟囱1排放的排气3至少稀释两次，为此，引导壳体110的内部空间可以区分为第一混合空间170和第二混合空间190，在所述第一混合空间170中排气与从外部流入的空气4第一次混合，在所述第二混合空间190中经过第一次混合的排气与从外部流入的空气5第二次混合。其中，第一混合空间170和第二混合空间190可以表示为以扩散板130为基准的上部空间和下部空间。
如上所述，由于将排气3与外部空气4、5混合的空间分为两个空间，因此本实施例的排气稀释装置100可以分阶段稀释从烟囱1排放的排气3，从而能够更有效地稀释排气。
根据本实施例的排气稀释装置100设置在烟囱1上。更具体地，所述排气稀释装置100包括：引导壳体110，具有上部和下部均开放的筒形状，并且截面积大于烟囱1的截面积，从而外部空气4流入所述引导壳体与烟囱1之间的空间即连通空间10；扩散板130，设置在烟囱1的上部且位于引导壳体110的内部；以及连通支撑部150，一端固定在烟囱1的上部，另一端连接到扩散板130，并且在内部具有连通通道155，从而将从外部流入的空气5引导到扩散板130的上部。
其中，连通支撑部150的一端可以固定在烟囱1与引导壳体110之间。更具体地，作为连通支撑部150的一端的下端部的内侧面可以固定在烟囱1的外部面，下端部的外侧面可以固定在引导壳体110的下端部的内侧面。因此，引导壳体110的截面积(以内径为基准)可以大于烟囱1的截面积(以外径为基准)，当然，连通支撑部150的下端部的内径(表示将至少两个连通支撑部150的下端部沿着烟囱1的外径连接的情况)可以与烟囱1的外径大致相同，连通支撑部150的下端部的外径(表示将至少两个连通支撑部150的下端部沿着引导壳体110的内径连接的情况)可以与引导壳体110的内径大致相同
并且，通过设置在引导壳体110与烟囱1之间的连通支撑部150，在引导壳体110与烟囱1之间可以形成与外部连通的连通空间10，外部空气4可以通过连通空间10流入作为扩散板130的下部的第一混合空间170。
因此，引导壳体110的下端部可以被设置成与烟囱1的上端部处于同一线上，或者引导壳体110的下端部的至少一部分与烟囱1的上端部重叠，以使外部空气4容易流入第一混合空间170。通过这种结构，具有上升气流的从烟囱1排放的排气3可以直接移动到引导壳体110的内部，而不会流出到外部，并且外部空气4也可以容易流入引导壳体110的内部。
并且，流入连通空间10或连通支撑部150的连通通道155的外部空气4、5可以沿着循环管道(未示出)温度上升之后与排气3混合。即，流入连通空间10或连通支撑部150的连通通道155的外部空气4、5在流入第一混合空间170或第二混合空间190之前，可以沿着单独设置的循环管道通过回收排放排气3的工艺中的废热来温度上升一定程度之后，流入第一混合空间170或第二混合空间190。
另一方面，根据本实施例的排气稀释装置100中扩散板130可以被设置成具有圆锥或多棱锥形状且尖锐的部分朝向烟囱1，以使具有上升气流的排气3容易向上部移动(参照图5的(a)和(b))。通过这种结构，即使在烟囱1的上部存在扩散板130，排气3也可以沿着斜线地设置的扩散板130的下部面容易地移动到扩散板130的上部。并且，扩散板130中在与连通支撑部150连接的部分具有连通口135，连通口135可以与连通支撑部150的连通通道155连接。
并且，根据本实施例的排气稀释装置100中扩散板130可以被设置成圆形或多边形的板形状，以使具有上升气流的排气3能够在作为扩散板的下部的第一混合空间170中停流较长时间(参照图5的(c))。通过这种结构，在扩散板130的下部与外部空气4充分混合的排气3可以上升至扩散板130的上部，因此排气3的稀释可以更容易进行。并且，扩散板130中在与连通支撑部150连接的部分具有连通口135，连通口135可以与连通支撑部150的连通通道155连接。
并且，可以沿着烟囱1的周围以相同的间隔设置多个连通支撑部150。即，可以沿着引导壳体110或扩散板130的周围以相同的间隔设置多个连通支撑部150。
通常引导壳体110的形状可以是与筒状烟囱1的形状对应的圆柱形状，但实际上其形状没有限制，可以是多边柱形状。
扩散板130的具有最大截面积的截面可以是圆形或多边形，并且扩散板130的最大截面积可以小于或等于或略大于烟囱1的截面积(以内径为基准)。即，扩散板130设置在引导壳体110的内部，因此，只有扩散板130的最大截面积小于引导壳体110的截面积(以内径为基准)时，混合空气才能从第一混合空间170移动到第二混合空间190。即便如此，扩散板130的最大截面积可以小于或等于或大于烟囱1的截面积。
另一方面，扩散板130的最大截面积可以大于烟囱1的截面积10％以上，以产生充分的涡流。
并且，从烟囱1排放的排气3可以具有各种温度，例如，温度可以是100℃以上。
并且，根据烟囱1的直径，引导壳体110可以具有各种不同尺寸，并且高度可以具有排气3和外部空气4、5能够充分混合的高度，例如，高度可以是30cm以上。
图6是示出根据本发明的一个实施例的排气稀释装置的性能实验结果的流动解析结果，图7是示出通过设置本发明的一个实施例的排气稀释装置而SO2浓度降低的情况的示意图，图8是示出根据本发明的一个实施例的排气稀释装置的性能实验中使用的整体装置的示意图，图9是示出利用图8的实验结果的图。
参照图6和图7，示出将本实施例的排气稀释装置100设置在烟囱1的上部之后的计算机模拟流动解析结果。示出300ppm的污染物通过设置在烟囱上的构造物时被稀释的效果，这可以从图6的附图标记“7”的位置处形成150ppm的表面SO2浓度的情况得知。
如图7所示，300ppm的污染物SO2在结构体内部形成为如附图标记“8”所示一样是因为吸入外部空气而被稀释的结果。即，可以确认在烟囱内部浓度显示300ppm，但从结构体设置末端排放的污染物SO2的浓度如附图标记“8”所示显示150ppm以下。
并且，参照图8和图9，为了通过实验验证，设置如图8所示的装置来验证排气稀释效果。在图8的烟囱12上设置模拟结构体13(模拟本发明的排气稀释装置100)。利用鼓风机15吸入10m3/分钟的模拟气体，并且设置加热器14将模拟气体设定为所需的温度，并执行了模拟实验。设置流量计17、18并测量在烟囱内的流量和从结构体排放的流量，以验证排气的稀释效果。
图9示出模拟实验结果。在测量实验中改变从模拟烟囱排放的流量的温度并进行实验。固定的流量为10m3/分钟，并且可以确认随着温度的上升，流量计17测量的流量在400℃下最高上升至25Nm3/分钟。实际上，当排气污染物被稀释时，为了降低到达浓度，通过烟囱排放的排气浓度应减少30％以上，在实施例的情况下，10m3/分钟的排气应为15m3/分钟。因此，可以知道为了使本发明成为意义的装置，排气温度应达到100℃以上。这样的上升效果是因为通过结构体13的外部气体流入而被稀释的结果，可以确认本发明中提出的结构体在5没有使用附加的动力的情况下，能够稀释从烟囱排放的气体。
以上参照根据本发明的实施例对本发明的构成和特征进行了说明，但是，本发明并不限定于此，在本发明的思想和范围内，可以进行各种变更和变形，这对于本技术领域的普通技术人员来说是显而易见的，因此，这样的变更或变形包含在权利要求书中。

Claims (20)

1.一种排气稀释装置，包括：
引导壳体，具有上部和下部均开放的筒形状，并且截面积大于烟囱的截面积，从而外部空气流入所述引导壳体与所述烟囱之间的空间；
扩散板，设置在所述烟囱的上部且位于所述引导壳体的内部；以及
连通支撑部，一端固定在所述烟囱的上部，另一端连接到所述扩散板，并且在内部具有连通通道，从而将从外部流入的空气引导到所述扩散板的上部。
2.根据权利要求1所述的排气稀释装置，其中，
所述连通支撑部的所述一端固定在所述烟囱与所述引导壳体之间。
3.根据权利要求2所述的排气稀释装置，其中，
通过设置在所述引导壳体与所述烟囱之间的所述连通支撑部，在所述引导壳体与所述烟囱之间形成与外部连通的连通空间。
4.根据权利要求1所述的排气稀释装置，其中，
所述引导壳体被设置成与所述烟囱的上部处于同一线上，或者所述引导壳体的至少一部分与所述烟囱重叠。
5.根据权利要求1所述的排气稀释装置，其中，
所述扩散板被设置成具有圆锥形状且尖锐的部分朝向烟囱。
6.根据权利要求1所述的排气稀释装置，其中，
所述扩散板被设置成具有多棱锥形状且尖锐的部分朝向烟囱。
7.根据权利要求1所述的排气稀释装置，其中，
所述扩散板具有平坦的板形状。
8.根据权利要求1所述的排气稀释装置，其中，
沿着所述烟囱的周围以相同的间隔设置多个所述连通支撑部。
9.根据权利要求1所述的排气稀释装置，其中，
所述引导壳体具有圆柱形状。
10.根据权利要求1所述的排气稀释装置，其中，
所述引导壳体具有多边柱形状。
11.根据权利要求1所述的排气稀释装置，其中，
所述扩散板的最大截面积大于所述烟囱的截面积10％以上。
12.根据权利要求3所述的排气稀释装置，其中，
外部空气流入所述连通空间。
13.根据权利要求12所述的排气稀释装置，其中，
流入所述连通空间或所述连通支撑部的空气沿着循环管道温度上升之后与排气混合。
14.根据权利要求1所述的排气稀释装置，其中，
从所述烟囱排放的排气的温度为100℃以上。
15.根据权利要求1所述的排气稀释装置，其中，
所述引导壳体的高度为30cm以上。
16.一种排气稀释装置，其为将从烟囱排放的排气至少稀释两次的装置，包括：
第一混合空间，与从外部流入的空气第一次混合；以及
第二次混合空间，经过第一次混合的排气与从外部流入的空气第二次混合。
17.根据权利要求16所述的排气稀释装置，其中，
流入所述第一混合空间和所述第二混合空间的空气为相同的空气。
18.根据权利要求16所述的排气稀释装置，包括：
引导壳体，具有上部和下部均开放的筒形状，并且截面积大于烟囱的截面积，从而外部空气流入所述引导壳体与所述烟囱之间；以及
扩散板，设置在所述烟囱的上部且位于所述引导壳体的内部，
所述第一混合空间形成在所述烟囱的上端部和所述扩散板的下部，
所述第二混合空间形成在所述扩散板的上部。
19.根据权利要求18所述的排气稀释装置，包括：
连通支撑部，一端固定在所述烟囱的上部，另一端连接到所述扩散板，并且在内部具有连通通道，从而将从外部流入的空气引导到所述扩散板的上部，
流入所述烟囱与所述引导壳体之间的空气流入所述第一混合空间，
流入所述连通支撑部内部的空气流入所述第二混合空间。
20.一种排气稀释装置，包括：
引导壳体，具有上部和下部均开放的筒形状；
扩散板，设置在所述引导壳体的内部；以及
连通支撑部，一端固定在所述引导壳体的内侧下端部，另一端连接到所述扩散板，并且在内部具有连通通道，从而连通外部和所述扩散板的上部。
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