CN110064279A - 一种尾气处理装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种尾气处理装置及其控制方法,尾气处理装置,包括:罐体;对流净化装置,设置在罐体内,用于尾气的对流净化;和/或错流净化装置,设置在罐体内,用于尾气的错流净化;尾气通入到罐体内经过对流净化装置进行对流净化和/或经过错流净化装置进行错流净化。本发明的尾气处理装置因地制宜打破了超重力装置的单一结构,集储液,气体整流及稳流,系统喷液循环以及将错流和对流整合在一个空间内完成,大大加快了气液融合的传质效率,成倍提升了系统净化效果。这样的空间布局暨集合了吸收塔和超重力技术的双重功能。
Description
技术领域
本发明涉及环保、化工技术领域,具体地,涉及一种尾气处理装置及其控制方法。
背景技术
肼-70作为某型号飞机的应急燃料,在燃烧后会排放出大量有毒有害高温蒸汽,氨气浓度峰值达39%,肼浓度峰值达3000ppm,这样的排放浓度远远超过国家规定的排放标准《国标:氨≤4mg/m3约5ppm;肼≤0.13mg/m3约1ppm》。为保证现场操作人员和周边居民免受毒气伤害,保护蓝天白云,快速高效处理净化这样大量的有毒尾气排放势在必行。
针对上述情况的尾气处理最大难点就在于:
1.排放流量大(2000m3/每小时--3000m3/每小时);
2.排放浓度高(氨39%;肼3000ppm);
3.排放时间短(仅有2min);
4.装置空间小(车载式,外形尺寸限定在:长2400mm×宽1300mm×高1700mm);
5.排放通畅,不能有任何阻滞。(否则会对飞机发动机造成严重伤害)。
有行业专家指出,这五项指标哪怕放宽任何一项,这都是一项很好完成的任务,关键就在于这五项指标恰恰汇聚到了一起,使之变成了一项难以完成的任务。
本来肼和氨是可以以任何比例溶于水的(除非饱和),传统的处理方式也是将尾气引入喷淋塔中,通过气液对流的方式用酸性液体喷淋于填料表面借以吸收尾气中的肼和氨。根据排气量和排放浓度的大小,同样工况下,地面处理站采用直径约1m,高9m的喷淋塔来完成这样的工作,且尺寸可以任意扩大,处理时间和空间都不受限,而车载式装置则需要在狭小空间内完成氨浓度由39%下降到≤5ppm,(浓度下降78000倍);肼浓度由3000ppm下降到≤1ppm(浓度下降3000倍),且要求在短短2min内完成,挑战难度可想而知。
超重力旋转床是尾气处理设备中的关键核心部件,也是制约超重力设备能否发挥最大效能的关键因素。
超重力旋转床作为气、液交换的载体,其间填料的比表面积越大,意味着气、液接触的面积就越大,相对时间内气、液交换的就越充分;旋转床转速越高,意味着超重力g越大(离心力),液体在填料表面成膜的就越快越薄,界面更新越快,和气体的接触面积也就越大,气------液相间传质就越快,这就是利用超重力技术能高效净化尾气的关键所在。
所谓超重力技术,核心实际上就是一种不同相间的强化传质技术,其工作原理是通过旋转床的高速旋转产生的离心力---超重力,使气—液以对流、折流、错流等方式在大比表面积的旋转床内部快速的传质交换,从而达到通过吸收液快速捕集尾气中的有害成分,净化尾气。其中转床的转速、转床中填料的比表面积、转床的持液量、尾气流量等指标均是影响尾气处理效果的重要因素。对于处理大气量的工业排放尾气,选择一种相对重量轻(能耗低)、比表面积大(相间接触面积大)的填料至关重要,而从已在市场中广泛应用的各种填料来看,丝网填料不论从气—液的易通过量,还是相间的有效接触面积以及重量三项指标来看都是最佳选择。但也由此带来一个问题,那就是丝网填料在超重力场的作用下引起的变形问题,如何解决尤其是对大尺寸旋转床来说,一直是制约超重力技术在诸多领域工程化应用的核心问题。
以填料的结构划分,填料分为规整填料和散装填料两大类。规整填料是以一定的几何形状整齐排列叠拼而成,由于其重量的均匀分布性和结构稳定性而被用于超重力旋转床的填料。其中大孔径不锈钢波纹板填料使用较为普遍,但由于其特殊结构和重量限制,使得制造大直径(800mm),大比表面积(1200--1400)和高转速(800转/min--1200转/min)的旋转床异常困难,查新检索发现,不论规整填料还是散装填料,大尺寸(转床直径超过800mm);高转速(超过800转/min)的超重力旋转床还没有工程化应用的成功案列。
有比这直径大(1300mm)的转床应用案列,但转速仅有300转/min---400转/min,转速低意味着液体成膜厚,界面更新慢,气液交换效率低下,失去了超重力的技术优势;而且这种超重力设备仅适合处理超大气量(超过10000m3/每小时)的排放尾气。
也有比这转速高的,转速可达3000转/min以上,但转床直径只能控制在200mm以内,气流通过量小,没有工程化应用的实用价值,仅适合某些特定领域的使用,使用范围狭小。
不锈钢金属丝网波纹填料作为规整填料的一种,在同等重量同样转速的情况下有着比不锈钢大孔径波纹板填料更大的比表面积和更好的液体离散性(以0.3mm厚波纹板组成的填料和0.3mm丝径组成的填料比较),其比表面积增加了1.5--2倍,(同样体积同等重量的情况下,丝网填料的比表面积是波纹板填料的1.5---2倍),意味着气—液交换的面积增加了1.5--2倍,尾气处理吸收的效率也同比例增加。但丝网填料尤其是大直径丝网填料床会由于高速旋转变形而导致外紧内松最终动平衡失衡,如何找到一种高速旋转而不变形的丝网填料成为我们寻求技术突破的关键点,围绕这一重点,我们开展了相关的工程化应用研究。由于相关的影响因子众多,而且相互间作用导致都是动态变量(填料的比表面积,转速,喷液量,喷液压力,授液范围,气体流速,转床直径,转床厚度,转床有效通过面积等),业界还没有成熟完善的理论体系和准确的计算方法。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的第一发明目的旨在按要求研发一款遂行保障装备,一种车载式小型化、快速高效的尾气净化处理装置。利用超重力设备体积小(同效比)、超重力场下气液间传质快的特点、综合运用多种技术手段完成目标任务。具体地,本发明采用了如下的技术方案:
一种尾气处理装置,包括:
罐体;
对流净化装置,设置在罐体内,用于尾气的对流净化;
和/或错流净化装置,设置在罐体内,用于尾气的错流净化;
尾气通入到罐体内经过对流净化装置进行对流净化和/或经过错流净化装置进行错流净化。
进一步地,所述罐体的底部设置用于尾气进入的进气口,罐体的顶部设置用于尾气排出的出气口,所述罐体内由进气口向出气口依次设置对流净化装置、错流净化装置;
所述的对流净化装置包括气体分布器和设置在气体分布器上方的液体分布器;所述的错流净化装置为超重力旋转床。
进一步地,还包括液路系统,液路系统包括:
水泵,用于驱动尾气吸收液的循环流动;
第一管路,连通水泵与罐体的底部,第一管路上设置第一阀门V1;
第二管路,用于排出罐体内的尾气吸收液,第二管路上设置第二阀门V2;
第三管路,用于向罐体内补充尾气吸收液,第三管路上设置第三阀门V3;
第四管路,连通水泵和液体分布器,第四管路上设置第四阀门V4;
第五管路,连通水泵与超重力旋转床的进液端,第五管路上设置第五阀门V5。
进一步地,所述的液体分布器包括主液管和分别与主液管相连通的多个分液管,所述的主液管和分液管上朝向气体分布器的一侧均布至少三排喷液孔;
优选地,所述喷液孔的喷射方向呈与水平面45°设置。
进一步地,所述的超重力旋转床包括:
旋转床体,内置旋转床填料;
中空喷液轴,与旋转床连接带动其转动;
所述中空喷液轴的周壁上开设多个喷液孔,用于中空喷液轴带动旋转床体转动的过程中向旋转床填料授液。
进一步地,包括:
第一净化模块,用于尾气的对流净化和/或错流净化;
第二净化模块,用于尾气的对流净化和/或错流净化;
第一净化模块与第二净化模块之间串联,尾气依次通过第一净化模块与第二净化模块进行多级净化。
进一步地,所述的第一净化模块包括第一罐体,第一罐体内设置第一对流净化装置和第一错流净化装置;
所述的第二净化模块包括第二罐体,第二罐体内设置第二对流净化装置和第二错流净化装置;
所述的第一罐体具有用于尾气排出的第一出气口,第二罐体具有用于尾气进入的第二进气口,所述的第一出气口与第二进气口相连通。
进一步地,所述的第一罐体具有用于尾气进入的第一进气口,第二罐体具有用于尾气排出的第二出气口,所述的第一进气口处、第二出气口处分别设置微差压传感器;所述的第一罐体的第一出气口与第二罐体的第二进气口之间通过连通管路连通,所述的连通管路上设置导流风机。
本发明的第二发明目的是提供一种尾气处理装置的控制方法,具体地,本发明采用了如下的技术方案:
一种尾气处理装置的控制方法,处理装置包括控制系统,控制方法包括:
所述的控制系统控制对流净化装置和/或错流净化装置对进入壳体内的尾气进行对流净化和/或错流净化。
进一步地,尾气处理装置的控制方法包括:
液路系统的控制方法:控制第一阀门V1、第四阀门V4、第五阀门V5开启,第二阀门V2、第三V3关闭,尾气吸收液通过水泵抽吸到达液体分布器、超重力旋转床喷出,尾气吸收液在罐体内部循环;
当罐体内尾气吸收液达到饱和状态时,控制第一阀门V1、第三阀门V3开启,第二阀门V2、第四阀门V4、第五阀门V5关闭,通过水泵抽吸尾气吸收液经第二管路排出;
控制第二阀门V2、第四阀门V4、第五阀门V5开启,第一阀门V1、第三阀门V3关闭,通过水泵抽吸尾气吸收液经第三管路向罐体内补液;
优选地,和/或,导流风机的控制方法:第一进气口处设置的微差压传感器检测进口风压P1,第二出气口处设置的微差压传感器检测出口风压P2,当进口风压P1>出口风压P2时,控制系统控制导流风机加速,增大抽风量,P1和P2压力相近,导流风机转速趋于稳定;当进口风压P1<出口风压P2时,控制系统控制导流风机减速,P1和P2值趋于一致,控制系统保持导流风机一定的抽吸风量将管路及系统中的残余尾气处理干净;
优选地,和/或,尾气排放在线监测控制方法:通过检测第二出气口排出尾气的有害物质的含量,当检测其含量大于设定值时,则至少调控增大旋转床转速、和/或增大水泵的泵压、和/或增大喷液量。
本发明的尾气处理装置因地制宜打破了超重力装置的单一结构,集储液,气体整流及稳流,系统喷液循环以及将错流和对流整合在一个空间内完成,大大加快了气液融合的传质效率,成倍提升了系统净化效果。这样的空间布局暨集合了吸收塔和超重力技术的双重功能。
附图说明
图1本发明尾气处理装置的净化工艺流程图;
图2本发明尾气处理装置的系统流程图;
图3本发明尾气处理装置的液路系统图;
图4本发明尾气处理装置的液路系统图(循环状态);
图5本发明尾气处理装置的液路系统图(排液状态);
图6本发明尾气处理装置的液路系统图(补液状态);
图7传统超重力旋转床的系统流程图;
图8本发明超重力旋转床的系统流程图;
图9传统超重力旋转床的结构示意图;
图10本发明超重力旋转床的结构示意图;
图11本发明超重力旋转床的旋转床体的立体结构示意图;
图12本发明超重力旋转床的俯视图;
图13本发明规整丝网填料的填料层板的立体结构示意图;
图14本发明规整丝网填料的填料层板的截面图;
图15本发明规整丝网填料的立体结构示意图;
图16本发明超重力旋转床的中空喷液轴的结构示意图;
图17本发明超重力旋转床的中空喷液轴的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种尾气处理装置及其控制方法进行详细描述:
实施例一
如图8所示,本实施例提供一种尾气处理装置,包括:
罐体2;
对流净化装置,设置在罐体内,用于尾气的对流净化;
和/或错流净化装置,设置在罐体内,用于尾气的错流净化;
尾气通入到罐体2内经过对流净化装置进行对流净化和/或经过错流净化装置进行错流净化。
本实施例的尾气处理装置在同一罐体内集成了对流净化装置和错流净化装置,对流净化装置和/或错流净化装置可对尾气进行处理,集成程度高,满足尾气处理装置的空间要求。
进一步地,所述罐体2的底部设置用于尾气进入的进气口1,罐体2的顶部设置用于尾气排出的出气口9,所述罐体内由进气口1向出气口9依次设置对流净化装置、错流净化装置;所述的对流净化装置包括气体分布器3和设置在气体分布器3上方的液体分布器4;所述的错流净化装置为超重力旋转床5。
如图7所示,传统意义上的超重力装置是超重力旋转床和外壳体构成一个相对密闭的狭小空间,形成一个超重力场,功能单一。
本实施例的尾气处理装置因地制宜打破了超重力装置的单一结构,集储液,气体整流及稳流,系统喷液循环以及将错流和对流整合在一个空间内完成,大大加快了气液融合的传质效率,成倍提升了系统净化效果。这样的空间布局暨集合了吸收塔和超重力技术的双重功能。
如图3所示,本实施例的尾气处理装置还包括液路系统,液路系统包括:
水泵8,用于驱动尾气吸收液的循环流动;
第一管路,连通水泵8与罐体2的底部,第一管路上设置第一阀门V1;
第二管路,用于排出罐体2内的尾气吸收液,第二管路上设置第二阀门V2;
第三管路,用于向罐体2内补充尾气吸收液,第三管路上设置第三阀门V3;
第四管路,连通水泵2和液体分布器4,第四管路上设置第四阀门V4;
第五管路,连通水泵2与超重力旋转床5的进液端,第五管路上设置第五阀门V5。
本实施例的尾气处理装置根据净化流程工艺要求以及空间布局要求,通过不同阀门的切换,在有限的空间内很好的实现了系统工作的三种状态:
如图4所示,尾气吸收液循环状态:控制第一阀门V1、第四阀门V4、第五阀门V5开启,第二阀门V2、第三V3关闭,尾气吸收液通过水泵抽吸到达液体分布器、超重力旋转床喷出,尾气吸收液在罐体内部循环。
如图5所示,尾气吸收液排放状态:当罐体内尾气吸收液达到饱和状态时,控制第一阀门V1、第三阀门V3开启,第二阀门V2、第四阀门V4、第五阀门V5关闭,通过水泵抽吸尾气吸收液经第二管路排出。
如图6所示,尾气吸收液补液状态:控制第二阀门V2、第四阀门V4、第五阀门V5开启,第一阀门V1、第三阀门V3关闭,通过水泵抽吸尾气吸收液经第三管路向罐体内补液。
作为本发明的一种实施方式,所述的液体分布器4包括主液管和分别与主液管相连通的多个分液管,所述的主液管和分液管上朝向气体分布器的一侧均布至少三排喷液孔。优选地,所述喷液孔的喷射方向呈与水平面45°设置。本实施例的液体分布器4主要对气体分布器3喷液,使丝网填料表面充分湿润,形成湿润的迷宫通道,使气、液大面积的充分接触。
本实施例的上述尾气处理装置可作为独立的净化模块进行尾气处理,也可根据具体的要求进行组合进一步提升尾气处理的效率。进一步地,如图1所示,本发明的尾气处理装置从净化原理出发,在有限时间和有效空间内,尽可能的使气液充分接触,意在最大限度的延长气、液相间的传质时间,从而达到净化目的。本尾气处理工艺流程采用四级吸收法:
一级:整流净化,尾气由湍流变均匀细小稳流,形成气液上下对流交互;
二级:超重力净化,气液形成轴向径向错流交互;
三级:整流净化,尾气由湍流变均匀细小稳流,形成气液上下对流交互;
四级:超重力净化,气液形成轴向径向错流交互。
基于上述尾气处理工艺流程,本申请的尾气处理装置,包括:
第一净化模块,用于尾气的对流净化和/或错流净化;
第二净化模块,用于尾气的对流净化和/或错流净化;
第一净化模块与第二净化模块之间串联,尾气依次通过第一净化模块与第二净化模块进行多级净化。
本实施例的第一净化模块与第二净化模块之间串联,尾气依次通过第一净化模块与第二净化模块进行至少两级净化,当第一净化模块和第二净化模块均具有对流净化和错流净化时,可实现上述尾气处理工艺的四级净化效果。
本实施例的尾气处理装置采用相对独立的第一净化模块与第二净化模块串联使用,大大延长了气、液项间的传质时间,错流和对流技术的交替使用,使气、液“搓揉”的更加均匀,从而成倍提升净化效率。
具体地,如图2所示,本实施例所述的第一净化模块包括第一罐体2-1,第一罐体2-1内设置第一对流净化装置和第一错流净化装置;所述的第二净化模块包括第二罐体2-2,第二罐体2-2内设置第二对流净化装置和第二错流净化装置;所述的第一罐体2-1具有用于尾气排出的第一出气口,第二罐体2-2具有用于尾气进入的第二进气口,所述的第一出气口与第二进气口相连通。
进一步地,所述第一罐体2-1的底部设置用于尾气进入的进气口1,第一罐体2-1的顶部设置用于尾气排出的第一出气口,所述第一罐体2-1内由进气口1向第一出气口依次设置对流净化装置、错流净化装置;所述的对流净化装置包括第一气体分布器3-1和设置在第一气体分布器3-1上方的第一液体分布器4-1;所述的错流净化装置为第一超重力旋转床5-1。
所述第二罐体2-2的底部设置用于尾气进入的第二进气口,第二罐体2-2的顶部设置用于尾气排出的出气口9,所述第二罐体2-2内由第二进气口向出气口9依次设置对流净化装置、错流净化装置;所述的对流净化装置包括第二气体分布器3-2和设置在第二气体分布器3-2上方的第二液体分布器4-2;所述的错流净化装置为第二超重力旋转床5-2。
作为本实施例的一种实施方式,本实施例所述的第一罐体2-1具有用于尾气进入的第一进气口,第二罐体具有用于尾气排出的第二出气口,所述的第一进气口处、第二出气口处分别设置微差压传感器;所述的第一罐体的第一出气口与第二罐体的第二进气口之间通过连通管路连通,所述的连通管路上设置导流风机6。本实施例的两罐体的连接管路安装有导流风机,通过在系统入口和出口处安装的差压传感器给出的信号用变频器自动调节(导流风机转速)系统风量,使进、出口风量达到动态平衡,暨进出口压力保持一个ΔP差值,这样在保证系统不发生气流阻滞的同时又能使气、液两相以相对合理的速度进行传质交换。
本实施例的罐体:由两只直径800mm高1400mm的罐体串联而成,罐体底部盛装吸收液体,液体上部依次安装有气体分布器(固定床);液体分布器;超重力旋转床(动床):上盖板;中空轴;轴承套等。
本实施例的气体均化器:整流净化依靠气体均化气实现。采用比表面积大于800的不锈钢丝网填料,直径800mm,厚200mm。主要作用是使≧0.2Mpa的湍流(入口直径100mm)尾气瞬间被均匀切割为细小气流,通过迷宫式湿润通道均匀上升,而吸收液通过液体分布器喷洒而下,气、液瞬间在填料表面形成对流交换,不但起到了一级净化效果,而且使尾气以100%RH的样态均匀上升(整流)进入超重力旋转床,大大提升了气、液在超重力旋转床填料表面上的有效接触面积。
本实施例的尾气处理装置还包括:
1.底座
由槽钢焊接而成,主要用于罐体的定位,部件安装和汽车底板的固定。
2.动力系统
由电机,正时皮带、皮带轮、中空轴及旋转床构成(如图示),根据系统载荷大小,通过变频器调节电机转速,使之逐步达到理想转速。具体做法是:通过视窗观察液体在转床外缘的雾化状态来调节转床转速和喷液量,物理状态为喷出的液体为均匀细密的小液滴。
3.气液分离器
考虑到气液分离为短时间工作,特采用定制的滤芯式气液分离器,这样的安装方式结构紧凑,节约空间。
4.自动控制系统
本系统包括:
感知模块:差压传感器;氨、肼传感器;液位传感器;PH值传感器;温度传感器;
控制模块:变频器;PLC可编程控制器;
执行模块:加热风机;蜂鸣器;过载保护;吹扫及抽吸系统;故障报警;
显示模组:触控屏可编辑设定各项参数指标;
控制系统可根据工作环境温度自由设定系统加热时间、超重力旋转床转速、喷液量控制、补液、排液等所有功能,界面简洁、操作方便,所有功能可按界面提示轻松操作。
本实施例同时提供一种所述处理装置的控制方法,处理装置包括控制系统,控制方法包括:
所述的控制系统控制对流净化装置和/或错流净化装置对进入壳体内的尾气进行对流净化和/或错流净化。
进一步地,所述尾气处理装置的控制方法包括:
液路系统的控制方法:控制第一阀门V1、第四阀门V4、第五阀门V5开启,第二阀门V2、第三V3关闭,尾气吸收液通过水泵抽吸到达液体分布器、超重力旋转床喷出,尾气吸收液在罐体内部循环;
当罐体内尾气吸收液达到饱和状态时,控制第一阀门V1、第三阀门V3开启,第二阀门V2、第四阀门V4、第五阀门V5关闭,通过水泵抽吸尾气吸收液经第二管路排出;
控制第二阀门V2、第四阀门V4、第五阀门V5开启,第一阀门V1、第三阀门V3关闭,通过水泵抽吸尾气吸收液经第三管路向罐体内补液。
导流风机的控制方法:第一进气口处设置的微差压传感器检测进口风压P1,第二出气口处设置的微差压传感器检测出口风压P2,当进口风压P1>出口风压P2时,控制系统控制导流风机加速,增大抽风量,P1和P2压力相近,导流风机转速趋于稳定;当进口风压P1<出口风压P2时,控制系统控制导流风机减速,P1和P2值趋于一致,控制系统保持导流风机一定的抽吸风量将管路及系统中的残余尾气吸入处理干净。
尾气排放在线监测控制方法:通过检测第二出气口排出尾气的有害物质的含量,当检测其含量大于设定值时,则至少调控增大旋转床转速、和/或增大水泵的泵压、和/或增大喷液量。
实施例二
本实施例的超重力旋转床的发明重点在于突破所有现在公认的传统理论和思维定势,另辟蹊径,创造性的从填料的编织方法和装填方式、转床的结构、转床的授液形式四方面获得创新灵感,提供一种适合于处理大气量(1500m3----5000m3)、高转速(800转/min--1200转/min)、大通径(直径800mm---1200mm,厚200mm)、大喷液量(200L/min)、持续旋转不变形的丝网填料及超重力旋转床。
本发明搭建了不同的试验模型进行工程验证,以实验效果反证理论推断,建立了以结果为导向的动态调整重点参数(影响因子:转速,喷液量)模型,从而摸索出普适性的丝网填料制造方法。
常规的丝网填料一般由钢丝通过编织机编制成片状,通过模具挤压成型,而后一片一片叠压而成,丝径的粗细、材质和孔径的大小直接影响填料的柔韧度和变形程度,不论采用什么样的编制方法和怎样的材质、丝径粗细,在高速旋转的情况下都会产生变形,变形主要由两方面原因构成:一是因为丝和丝之间是经纬搭编,在离心力的作用下丝和丝会产生相对位移导致变形,二是因为每一片填料钢度不够,上下层叠压后没有刚性约束上下层相互错位而变形。本发明着力解决了这两个问题,具体地:
如图3及图4所示,一种规整丝网填料,包括填料层板21,填料层板21具有冲孔,填料层板21的上下表面分别具有限位凸部24和限位凹部23,相邻两层填料层板21的上下表面的限位凸部24与限位凹部23相互配合,用于限定填料层板21之间的相对位移。
进一步地,相邻两层填料层板的相邻表面的限位凸部与限位凹部的错位叠压,通过模型板挤压相邻两层填料层板,使上下层凸部分相互间插,构成结合致密、上下层相互嵌入的有机整体结构。
优选地,所述填料层板的上表面具有∧型凸部和V型凹部,下表面具有∧型凸部和V型凹部,相邻两层填料层板的相邻表面的∧型凸部与V型凹部的呈45°角错位叠压;所述的冲孔为菱形冲孔。
优选地,所述规整丝网填料的比表面积为1200~1400。
具体地,填料层板采用0.3mm厚的不锈钢板,通过模具冲孔4mm×4mm菱形孔,边距3mm,再在模具上挤压成3mm深的V型槽,这样就避免了丝与丝的相对位移。
本实施例同时提供了一种所述规整丝网填料的制造工艺,包括:选制一定厚度的不锈钢板,通过模具在不锈钢板上冲孔,再在模具上挤压成一定深度的限位凸部和限位凹部。
进一步地,所述的制造工艺包括:每一层填料层板的限位凸部与限位凸部的呈45°角错位叠压,每一层填料层板的自由高度3mm~5mm,相邻两层填料层板通过模型板挤压使叠压到4mm~8mm,通过模型板挤压相邻两层填料层板相对的挤压变形使上下层构成结合致密、上下层相互嵌入的有机整体结构。
优选地,所述的填料层板采用0.3mm厚的不锈钢板,通过模具冲孔4mm×4mm菱形孔,再在模具上挤压成3mm深的V型槽制成。
如图10-图17所示,本实施例同时还提供了一种所述规整丝网填料的超重力旋转床,包括:
旋转床体,内置规整丝网填料20;
中空喷液轴11,与旋转床体连接带动其转动;
所述中空喷液轴11的周壁上开设多个喷液孔27,用于中空喷液轴11带动旋转床体转动的过程中向规整丝网填料20授液。
如图9所示,传统的超重力旋转床的转轴12带动旋转床体转动,由于授液管13设置在旋转床体的中部,不能和转床一起转动,上盖板和转轴12之间必需留出安装空间,使得上盖板和转轴12之间悬空,这样不但扭矩只能通过下托板传递,而且旋转床体没有形成闭环框架稳定结构,极易造成动平衡失衡,高速旋转起来会造成“摆头现象”。
本发明的超重力旋转床采用中空轴授液不但增加了授液的有效面积,而且提高了授液的均匀性并且有效增加了气体通过的有效面积,提高了气液交换的效率。
进一步地,如图11及图12所示,本实施例所述的旋转床体包括环形框16、封盖环形框16两端开口的上盖板17和下盖板15,所述的中空喷液轴11分别与上盖板17、下盖板15固定连接,所述中空喷液轴11上位于上盖板17与下盖板15之间的周壁上开设喷液孔27。
作为本实施例的一种实施方式,所述的环形框体16包括内环围板和外环围板,所述上盖板、下盖板分别封盖在内环围板与外环围板环形开口上,所述的中空喷液轴的一端穿过内环围板的内部与下盖板固定连接,中空喷液轴的中部与上盖板固定连接。
优选地,所述的上盖板上开设上花键槽18,下盖板上开设下花键槽,所述的中空喷液轴11上具有用于装配上花键槽的上花键和用于装配下花键槽的下花键。
优选地,所述的上盖板、下盖板、内环围板和外环围板一体成型。
中空喷液轴11设计具有双重功能,除具有轴的功能外还兼具喷液功能,这样的设计思想主要基于两点考虑,一是可以大大缩小中空喷液轴11和转床内环的间距,让出空间增加旋转床有效通过面积。二是可以把上盖板、内环围板、外环围板、下盖板制造成一个圆环状的有机整体,从而大大提高了旋转床的结构稳定性,并且上盖板、下盖板通过花键槽和中空喷液轴11连为一体共同转动,扭矩通过上下盖板同时传递,这样就避免了因高速旋转而带来的“摆头现象”。
进一步地,所述的上盖板17与下盖板15之间设置多个与中空喷液轴11平行设置的贯穿杆19,用于分散旋转床离心力避免填料的不可回弹形变。
优选地,所述的贯穿杆19分布在内环围板和外环围板之间的同一圆周上,且该圆周与内环围板、外环围板同心设置。
优选地,所述内环围板和外环围板之间具有多圈贯穿杆19。
根据旋转床的圆环几何直径,以轴为圆心,在转床的上下盖板辐条间设置多层和轴平行的贯穿杆19,贯穿杆19采用穿钉,可分散承担离心力,避免大直径填料变形造成的不可回弹。
每层填料按内外环尺寸裁剪成园环型,一层一层平铺装入框内,上下层错开45°角放置,每层厚度3mm,但两层用模板挤压到4mm厚,暨每层增加2mm厚度,保证上下层有1mm错位叠压。借以保证上下层接触致密不错位。
本实施例的上下层填料层板凸部相互嵌入形成致密结构,嵌入式防止层间的相互位移;填料层板采用冲孔网板和V形槽一次冲压成型而构成了一块有机体,这样就有效防止了丝网间的相互串动;穿钉起到离心力均布的作用;通过这三项措施来强化丝网填料动态的稳定性,从而使变形限定在最小范围。
本实施例的一种超重力旋转床还包括与中空喷液轴11相连通的进液管,所述的进液管与中空喷液轴之间设置旋转密封装置29,实现了中空喷液轴的旋转授液和密封。
本实施例的旋转床体的转床外径直径为800mm~1200mm,内径为100mm~150mm,厚度为150mm~200mm,转速为800转/min~1200转/min。
优选地,干床(授液前)重量为30kg~50kg,喷液量为80L/min~120L/min,湿床(授液后)重量为100kg~150kg,气、液以90°角错流交换。中空喷液轴11的外径60mm,内径30mm,内径的截面积为706mm2,在正对旋转床(厚200mm)的轴表面均匀转孔900个,每个直径1mm,作为对旋转床的授液喷孔。意在优化转床的有效通过面积和转床结构(如果另外安装喷液管不但内环直径增大,而且上盖板将不能形成闭环结构),提高转床结构的完整性(密闭的框架结构),从而大大提高转床动平衡的稳定性,为转床得以高速旋转提供了基础保障。
超重力旋转床的具体运行机理是:湿润的尾气经下级整流后均匀轴向上升,吸收液通过中空喷液轴11径向喷洒在旋转床内环表面,喷出的尾气吸收液在离心力的作用下在填料表面形成液膜、液丝,液珠状态并由内而外径向运动,由此形成气、液的错流交换,高速的旋转(800转/min),使旋转床瞬间产生10g的重力加速度,气液在此状态下得以快速充分融合,从而成倍提高了气、液的相间传质速率。达到了短时间内快速捕集有害物质的目的。
本实施例同时提供一种具有如所述超重力旋转床的在线处理尾气的处理装置,包括罐体2,所述的超重力保护床设置在罐体2内部。
优选地,所述中空喷液轴11的上端伸出罐体2上部与进液管连接,所述的中空喷液轴与罐体2上部盖板31之间设置机械密封装置30。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (10)
1.一种尾气处理装置,其特征在于,包括:
罐体;
对流净化装置,设置在罐体内,用于尾气的对流净化;
和/或错流净化装置,设置在罐体内,用于尾气的错流净化;
尾气通入到罐体内经过对流净化装置进行对流净化和/或经过错流净化装置进行错流净化。
2.根据权利要求1所述的一种尾气处理装置,其特征在于,所述罐体的底部设置用于尾气进入的进气口,罐体的顶部设置用于尾气排出的出气口,所述罐体内由进气口向出气口依次设置对流净化装置、错流净化装置;
所述的对流净化装置包括气体分布器和设置在气体分布器上方的液体分布器;所述的错流净化装置为超重力旋转床。
3.根据权利要求2所述的一种尾气处理装置,其特征在于,还包括液路系统,液路系统包括:
水泵,用于驱动尾气吸收液的循环流动;
第一管路,连通水泵与罐体的底部,第一管路上设置第一阀门V1;
第二管路,用于排出罐体内的尾气吸收液,第二管路上设置第二阀门V2;
第三管路,用于向罐体内补充尾气吸收液,第三管路上设置第三阀门V3;
第四管路,连通水泵和液体分布器,第四管路上设置第四阀门V4;
第五管路,连通水泵与超重力旋转床的进液端,第五管路上设置第五阀门V5。
4.根据权利要求2所述的一种尾气处理装置,其特征在于,所述的液体分布器包括主液管和分别与主液管相连通的多个分液管,所述的主液管和分液管上朝向气体分布器的一侧均布至少三排喷液孔;
优选地,所述喷液孔的喷射方向呈与水平面45°设置。
5.根据权利要求2所述的一种尾气处理装置,其特征在于,所述的超重力旋转床包括:
旋转床体,内置旋转床填料;
中空喷液轴,与旋转床连接带动其转动;
所述中空喷液轴的周壁上开设多个喷液孔,用于中空喷液轴带动旋转床体转动的过程中向旋转床填料径向授液。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种尾气处理装置,其特征在于,包括:
第一净化模块,用于尾气的对流净化和/或错流净化;
第二净化模块,用于尾气的对流净化和/或错流净化;
第一净化模块与第二净化模块之间串联,尾气依次通过第一净化模块与第二净化模块进行多级净化。
7.根据权利要求6所述的一种尾气处理装置,其特征在于,所述的第一净化模块包括第一罐体,第一罐体内设置第一对流净化装置和第一错流净化装置;
所述的第二净化模块包括第二罐体,第二罐体内设置第二对流净化装置和第二错流净化装置;
所述的第一罐体具有用于尾气排出的第一出气口,第二罐体具有用于尾气进入的第二进气口,所述的第一出气口与第二进气口相连通。
8.根据权利要求7所述的一种尾气处理装置,其特征在于,所述的第一罐体具有用于尾气进入的第一进气口,第二罐体具有用于尾气排出的第二出气口,所述的第一进气口处、第二出气口处分别设置微差压传感器;所述的第一罐体的第一出气口与第二罐体的第二进气口之间通过连通管路连通,所述的连通管路上设置导流风机。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述尾气处理装置的控制方法,处理装置包括控制系统,其特征在于,控制方法包括:
所述的控制系统控制对流净化装置和/或错流净化装置对进入壳体内的尾气进行对流净化和/或错流净化。
10.根据权利要求9所述的控制方法,其特征在于,包括:
液路系统的控制方法:控制第一阀门V1、第四阀门V4、第五阀门V5开启,第二阀门V2、第三V3关闭,尾气吸收液通过水泵抽吸到达液体分布器、超重力旋转床喷出,尾气吸收液在罐体内部循环;
当罐体内尾气吸收液达到饱和状态时,控制第一阀门V1、第三阀门V3开启,第二阀门V2、第四阀门V4、第五阀门V5关闭,通过水泵抽吸尾气吸收液经第二管路排出;
控制第二阀门V2、第四阀门V4、第五阀门V5开启,第一阀门V1、第三阀门V3关闭,通过水泵抽吸尾气吸收液经第三管路向罐体内补液;
优选地,和/或,导流风机的控制方法:第一进气口处设置的微差压传感器检测进口风压P1,第二出气口处设置的微差压传感器检测出口风压P2,当进口风压P1>出口风压P2时,控制系统控制导流风机加速,增大抽风量,P1和P2压力相近,导流风机转速趋于稳定;当进口风压P1<出口风压P2时,控制系统控制导流风机减速,P1和P2值趋于一致,控制系统保持导流风机一定的抽吸风量将管路及系统中的残余尾气处理干净;
优选地,和/或,尾气排放在线监测控制方法:通过检测第二出气口排出尾气的有害物质的含量,当检测其含量大于设定值时,则至少调控增大旋转床转速、和/或增大水泵的泵压、和/或增大喷液量。
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