CN110141956A - 一种洗涤塔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及尾气净化治理技术领域，尤其涉及一种洗涤塔。本发明提供的洗涤塔，一方面，通过使进气管与塔身相切设置，并使进气管的出口端朝向排气管的方向，以使尾气从进气管以一定向上倾角进入塔身；通过使负离子喷嘴安装管的朝向与进气管的朝向相同并与塔身相切设置，从而使从负离子喷嘴安装管进入的带负离子的空气对从进气管进入的尾气产生一个沿塔身内壁流动的作用力，使尾气在塔身内呈螺旋式上升，降低了尾气流动的阻力，同时延长了尾气在塔身内流动的路径，此外带负离子的空气也能够净化尾气。另一方面，通过超声雾化装置产生的雾化碱液能够充分与尾气中的有害物质进行反应，提高尾气净化效果。

Description

一种洗涤塔
技术领域
本发明涉及尾气净化治理技术领域，尤其涉及一种洗涤塔。
背景技术
船舶尾气主要是由主机和锅炉燃烧燃料产生的，船舶尾气中含有大量的硫氧化物，如不加以处理，硫氧化物排放在大气中容易产生酸雨，危害生态环境。传统的做法一般是在尾气排放管上增加洗涤塔，利用洗涤塔中喷出的碱液(通常为苛性钠溶液)与硫氧化物中和反应生成无危害溶于水的盐类，然后排放到海水中或者保存起来做进一步处理。随着经济的发展以及人们理念的改变，现今各国越来越重视环境保护，因此对尾气排放提出了更为严格的要求。
为了满足排放要求，人们不得不增大洗涤塔或在洗涤塔中增加填料等方式来提高船舶尾气净化率。增大洗涤塔或在洗涤塔中增加填料会带来如下问题：1)洗涤塔一般放置在船舶上层，增大洗涤塔使船舶重心上升，不利于船舶的航行稳定；2)增加填料使排气管路系统背压增大，导致主机功率下降，排放污染物增加，反过来影响了船舶尾气净化效率。
鉴于上述问题，亟待一种新型的高效率尾气净化洗涤塔以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种洗涤塔，无需增加填料既能够提高尾气净化效率，同时能够降低排放管路中的背压，提高主机性能。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
一种洗涤塔，用于净化气体，包括：
塔体，包括相连通的塔身、进气管和排气管，所述进气管的出口端与所述塔身相切设置，且所述进气管的出口端朝向所述排气管的方向，以使所述气体沿所述塔身的内壁朝向所述排气管方向流动；
负离子装置，包括负离子喷嘴安装管，所述负离子喷嘴安装管的出口端与所述塔身相切设置，且所述负离子喷嘴安装管的出口端朝向所述排气管的方向，所述负离子喷嘴安装管用于安装负离子喷嘴，所述负离子喷嘴能够向所述塔身内喷射带负离子的空气；
超声雾化装置，包括超声雾化喷嘴，所述超声雾化喷嘴能够向所述塔身内喷射雾化的碱液。
进一步地，所述进气管的出口端轴线与所述塔身的轴线的夹角为80°-85°。
进一步地，多个所述负离子喷嘴安装管沿所述塔身的周向排列设置。
进一步地，多个所述负离子喷嘴安装管组成一组负离子喷嘴安装管组，多组所述负离子喷嘴安装管组沿所述塔身的长度方向排列设置。
进一步地，所述超声雾化装置还包括碱液输送管路和压缩空气输送管路，所述超声雾化喷嘴包括与所述压缩空气输送管路相连通的压缩空气进口和与所述碱液输送管路相连通的碱液进口。
进一步地，多个所述超声雾化装置沿所述塔身的长度方向排列设置。
进一步地，所述塔身上设置有碱液供应管路，所述碱液供应管路用于连通多个所述超声雾化装置中的所述碱液输送管路；和/或
所述塔身上设置有压缩空气供应管路，所述压缩空气供应管路用于连通多个所述超声雾化装置中的所述压缩空气输送管路。
进一步地，所述碱液输送管路包括第一主管路，所述第一主管路与所述碱液供应管路相连通；和/或
所述压缩空气输送管路包括第二主管路，所述第二主管路与所述压缩空气供应管路相连通。
进一步地，所述碱液输送管路还包括第一支管路，多个所述第一支管路沿所述第一主管路的长度方向排列设置，所述第一支管路上设置有所述碱液输送管路的出口；和/或
所述压缩空气输送管路还包括第二支管路，多个所述第二支管路沿所述第二主管路的长度方向排列设置，所述超声雾化喷嘴设置在所述第二支管路上。
进一步地，所述超声雾化装置还包括安装架，所述碱液输送管路设置在所述安装架的上侧，所述压缩空气输送管路设置在所述安装架的下侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的洗涤塔，一方面，通过使进气管与塔身相切设置，并使进气管的出口端朝向排气管的方向，以使尾气从进气管以一定向上倾角进入塔身；通过使负离子喷嘴安装管的朝向与进气管的朝向相同并与塔身相切设置，从而使从负离子喷嘴安装管进入的带负离子的空气对从进气管进入的尾气产生一个沿塔身内壁流动的作用力，使尾气在塔身内呈螺旋式式上升，降低了尾气流动的阻力，同时延长了尾气在塔身内流动的路径，此外带负离子的空气也能够净化尾气。另一方面，通过超声雾化装置产生的雾化碱液能够充分与尾气中的有害物质进行反应，提高尾气净化效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的洗涤塔一个方向的结构示意图；
图2为本发明提供的洗涤塔另一个方向的结构示意图；
图3为本发明提供的洗涤塔的横向剖视图；
图4为图2中A处的局部放大图；
图5为本发明提供的洗涤塔的局部剖视图；
图6为本发明提供的超声雾化装置的结构示意图。
附图标记：
11-塔身；12-进气管；13-排气管；14-排水管；15-排水通道；16-加强筋；17-检修口盖；18-吊耳；19-烟气检测口；
21-负离子喷嘴安装管；22-第一负离子连接管；23-第二负离子连接管；231-负离子喷嘴压缩空气入口；24-负离子喷嘴；
31-超声雾化喷嘴；32-碱液输送管路；321-第一主管路；322-第一支管路；33-压缩空气输送管路；331-第二主管路；332-第二支管路；34-安装架；
4-碱液供应管路；
5-压缩空气供应管路；
6-除雾器。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“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，或是本产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，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。
本发明旨在解决现有尾气处理中洗涤塔笨重、尾气排放管路中背压大以及尾气处理效果不能满足越来越严格的尾气排放标准的问题。
如图1-6所示，本实施例提供的一种洗涤塔，用于尾气净化处理。该洗涤塔包括塔体、负离子装置和超声雾化装置。塔体包括相连通的塔身11、进气管12和排气管13，进气管12与塔身11相切设置，且进气管12的出口端朝向塔身11的排气管13的方向设置，一方面使气体沿塔身11周向运动，另一方面使气体朝向排气管13方向流动。负离子装置包括负离子喷嘴安装管21，负离子喷嘴安装管21与塔身11相切设置，且负离子喷嘴安装管21的出口端朝向排气管13的方向设置，负离子喷嘴安装管21用于安装负离子喷嘴24，负离子喷嘴24能够向塔身11内喷射带负离子的空气，一方面带负离子的空气能够实现净化功能，另一方面在从负离子喷嘴安装管21进入塔身11的空气的作用下，尾气在塔身11内会形成螺旋上升的流动趋势，降低尾气流动阻力的同时延长了其在塔身11内流动的路径，为尾气中有害物质的充分反映提供了充足时间。超声雾化装置包括超声雾化喷嘴31，超声雾化喷嘴31能够向塔身11内喷射雾化的碱液，以用于中和尾气中的有害物质。
简而意之，本实施例提供的洗涤塔，一方面，通过使进气管12与塔身11相切设置，并使进气管12的出口端朝向排气管13的方向，以使尾气从进气管12以一定向上倾角进入塔身11；通过使负离子喷嘴安装管21的朝向与进气管12的朝向相同并与塔身11相切设置，从而使从负离子喷嘴安装管21进入的带负离子的空气对从进气管12进入的尾气产生一个沿塔身11内壁流动的作用力，使尾气在塔身11内呈螺旋式式上升，降低了尾气流动的阻力，同时延长了尾气在塔身11内流动的路径，此外带负离子的空气也能够净化尾气。另一方面，通过超声雾化装置产生的雾化碱液能够充分与尾气中的有害物质进行反应，提高尾气净化效果。
本实施例提供的洗涤塔相对于传统洗涤塔有如下优点：
1、有助于降低排放管路中的背压，提高主机性能；
2、由于采用了超声雾化技术，使碱液得到极大程度的细化，增大了反应比表面积，加快了碱液和硫氧化物的反应速度；
3、由于采用了负离子除尘净化技术，使船舶排放尾气能更进一步得到净化；
4、由于超声波雾化的原因，使反应所需碱液减少，节省了成本，另外也会在一定程度上减轻洗涤塔的重量。
具体地，如图3所示，进气管12的出口端与塔身11相切，是指进气管12的出口端的轴线与塔身11的圆周面相切。相应地，负离子喷嘴安装管21的出口端与塔身11相切，是指负离子喷嘴安装管21的出口端与塔身11的圆周面相切。
此外，为了保证从负离子喷嘴安装管21进入塔身11内的空气能够给尾气一定的向上向前的作用力，负离子喷嘴安装管21的朝向与进气管12的朝向相同，即两者的延伸线平行不相交。
优选地，进气管12的轴线与塔身11的轴线的夹角为80°-85°。在本实施例中，进气管12的轴线与塔身11的轴线的夹角为82°。在其他实施例中，夹角还可是81°、83°、84°等。换而言之，当塔身11沿竖直方向垂直设置时，进气管12的轴线与水平方向的夹角为5°-10°。
进一步地，进气管12为V型管，一端与塔身11的轴线呈80°-85°设置，另一端与塔身11的轴线平行设置，以提高尾气在进气管12内的流动速度。
优选地，塔体还包括与塔身11相连通的排水管14，用于塔身11内废水的排出。
优选地，由于进气管12倾斜布置，有可能会导致进气管12底部积水，因此在进气管12底部设置有一排水通道15，将其底部的积水排进洗涤塔内。
可选地，塔身11上设置有加强筋16，多个加强筋16沿塔身11的周向排列设置。在本实施例中，加强筋16位于塔身11下方靠近排水管14的一端设置。
可选地，塔身11上设置有检修口盖17，多个检修口盖17沿塔身11的长度方向排列设置。平时设备正常运行时，检修口盖17关闭，一旦设备内部出现故障或者需要更换里面的零部件可打开检修口盖17进入检修。
可选地，塔身11上设置有吊耳18，多个吊耳18沿塔身11的周向排列设置。在本实施例中，多个吊耳18沿塔身11的周向均匀排列设置，以便于吊装时塔身11受力均匀。
可选地，排气管13设置有烟气检测口19，用于将塔身11内的气体导出以进行检测。
可选地，多个负离子喷嘴安装管21沿塔身11周向排列设置。具体的，多个负离子喷嘴安装管21沿塔身11周向均匀排列设置，一方面为塔身11内的尾气提高螺旋上升的作用力，另一方面使负离子空气均匀弥布在塔身11内。负离子能与尾气中的有害化合物发生氧化反应，净化空气。负离子还可以与尾气中的烟雾和粉尘产生静电式反应，使粉尘凝并长大，最终沉淀。
可选地，多个负离子喷嘴安装管组成一组负离子喷嘴安装管组，多组负离子喷嘴安装管组沿塔身11的长度方向排列设置，以提高塔身11内负离子空气的含量，提高净化效果。
优选地，如图4结合图2所示，负离子装置还包括第一负离子连接管22和第二负离子连接管23，其中，第一负离子连接管22的一端与负离子喷嘴24直接连通，负离子喷嘴24与负离子喷嘴安装管21直接连通；第一负离子连接管22的另一端与第二负离子连接管23直接连通。第二负离子连接管23为圆环形管，绕塔身11外壁设置，其上设置有负离子喷嘴压缩空气入口231。
可选地，如图4-5结合图2所示，超声雾化装置还包括碱液输送管路32和压缩空气输送管路33，超声雾化喷嘴31包括与压缩空气输送管路33相连通的压缩空气进口和与碱液输送管路32相连通的碱液进口。压缩空气进入超声雾化喷嘴31后能够激发超声雾化喷嘴31内的共振腔从而产生超声使碱液雾化成1-10μm的浓雾，以提高碱液与尾气的接触面积，提高净化效果。
优选地，碱液输送管路32的出口与超声雾化喷嘴31的碱液进口通过软管相连通。
优选地，超声雾化装置还包括安装架34，用于安装固定碱液输送管路32和压缩空气输送管路33，以便于将碱液输送管路32和压缩空气输送管路33固定在塔身11内。
进一步地，碱液输送管路32设置在安装架34的上侧，压缩空气输送管路33设置在安装架34的下侧。此外，超声雾化喷嘴31设置在压缩上空气输送管路上，以便于碱液能够顺利进入超声雾化喷嘴31内。
可选地，安装架34为圆形，其上设置有安装板，多个安装板沿安装架34的径向方向呈辐射状设置，以便于安装固定碱液输送管路32以及压缩空气输送管路33。
可选地，如图5所示，多个超声雾化装置沿塔身11的长度方向排列设置，以提高净化效果。
具体地，在本实施例中，两个超声雾化装置沿塔身11的长度方向设置。在其他实施例中，超声雾化装置的数量还可以是三个、四个、五个等，可根据塔身11尺寸及净化效率需求进行设计，在此不再一一举例说明。
可选地，在塔身11的排气管13下方，在超声雾化装置的上方，在塔身11内设置有除雾器6，以便于除去排出的尾气中多余的雾化碱液。
优选地，塔身11上设置有碱液供应管路4，碱液供应管路4用于连通多个超声雾化装置中的碱液输送管路32，以实现只需在外界设置一个碱液供应设备，即可实现向塔身11上所有的碱液输送管路32内供应碱液。
优选地，塔身11上设置有压缩空气供应管路5，压缩空气供应管路5用于连通多个超声雾化装置中的压缩空气输送管路33，以实现只需在外界设置一个压缩空气供应设备，即可实现向塔身11上所有的压缩空气输送管路33内供应压缩空气。
在本实施例中，塔身11外部上设置有碱液供应管路4和压缩空气供应管路5，碱液供应管路4的两端分别连通上下设置的碱液输送管路32，压缩空气供应管路5的两端分别连通上下设置的压缩空气输送管路33。
示例性地，如图6所示，碱液输送管路32包括第一主管路321和第一支管路322，多个第一支管路322沿第一主管路321的长度方向排列设置，碱液输送管路32的出口设置在第一支管路322上。
示例性地，压缩空气输送管路33包括第二主管路331和第二支管路332，多个第二支管路332沿第二主管路331的长度方向排列设置，超声雾化喷嘴31设置在第二支管路332上。
可选的，多个超声雾化喷嘴31设置在第二支管路332上。具体地，每个支管路上可以设置四个超声雾化喷嘴31。相应地，第一支管路322上设置四个碱液输送管路32的出口，以便于每个超声雾化喷嘴31均连接一个碱液输送管路32的出口。
在本实施例中，多个第一支管路322沿第一主管路321的长度方向排列设置且与第一主管路321垂直设置，第一支管路322上设置多个碱液输送管路32的出口，第一主管路321与碱液供应管路4相连通。多个第二支管路332沿第二主管路331的长度方向排列设置且与第二主管路331垂直设置，第二支管路332上设置有多个超声雾化喷嘴31，第二主管路331与压缩空气供应管路5相连通，以便于每个超声雾化喷嘴31均连接一个碱液输送管路32的出口。
进一步地，多个第一支管路322的端部外轮廓为圆形，多个第二支管路332的端部外轮廓为圆形，与塔身11的内壁形状相适应，减少超声雾化装置的安装空间的同时，增多超声雾化喷嘴31的设置，并提高碱液的覆盖率，提高净化效果。
具体地，每个第二支管路332上可以设置四个超声雾化喷嘴31。相应地，第一支管路322上设置四个碱液输送管路32的出口。第一支管路322和第二支管路332的个数均为六个。
为了方便理解，本实施例提供的洗涤塔工作原理如下：
船舶排放的尾气从洗涤塔进气管12的进气口沿着塔身11的内壁与水平呈一向上倾角进入，在负离子喷嘴24喷出的空气进一步的作用下，尾气在塔身11内呈螺旋上升趋势，螺旋上升的设计一方面降低尾气流动的阻力，另一方面延长了尾气在管路中的滞留时间，为尾气中有害物质的充分反映提供了便利。碱液通过碱液输送管路32最终进入超声雾化喷嘴31中，压缩空气通过压缩空气输送管路33也进入超声雾化喷嘴31中，压缩空气进入超声雾化喷嘴31后激发其中的共振腔而产生超声使碱液雾化成1-10μm的浓雾，极大的增加了碱液和硫氧化物的比接触面积，使反应速度更加快速而彻底。另外，负离子喷嘴24可以源源不断的产生富含负离子的空气并且输送到塔身11内进行除尘以及净化尾气。
综上所述，该洗涤塔在设计上不仅从流体动力学方面进行了各方面优化，使背压降低；另外采用了超声雾化和负离子除尘净化等先进技术，使船舶排放尾气净化处理得到较大改善。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种洗涤塔，用于净化气体，其特征在于，包括：
塔体，包括相连通的塔身(11)、进气管(12)和排气管(13)，所述进气管(12)的出口端与所述塔身(11)相切设置，且所述进气管(12)的出口端朝向所述排气管(13)的方向，以使所述气体沿所述塔身(11)的内壁朝向所述排气管(13)方向流动；
负离子装置，包括负离子喷嘴安装管(21)，所述负离子喷嘴安装管(21)的出口端与所述塔身(11)相切设置，且所述负离子喷嘴安装管(21)的出口端朝向所述排气管(13)的方向，所述负离子喷嘴安装管(21)用于安装负离子喷嘴(24)，所述负离子喷嘴(24)能够向所述塔身(11)内喷射带负离子的空气；
超声雾化装置，包括超声雾化喷嘴(31)，所述超声雾化喷嘴(31)能够向所述塔身(11)内喷射雾化的碱液。
2.根据权利要求1所述的洗涤塔，其特征在于，所述进气管(12)的出口端的轴线与所述塔身(11)的轴线的夹角为80°-85°。
3.根据权利要求2所述的洗涤塔，其特征在于，多个所述负离子喷嘴安装管(21)沿所述塔身(11)的周向排列设置。
4.根据权利要求3所述的洗涤塔，其特征在于，多个所述负离子喷嘴安装管(21)组成一组负离子喷嘴安装管组，多组所述负离子喷嘴安装管组沿所述塔身(11)的长度方向排列设置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的洗涤塔，其特征在于，所述超声雾化装置还包括碱液输送管路(32)和压缩空气输送管路(33)，所述超声雾化喷嘴(31)包括与所述压缩空气输送管路(33)相连通的压缩空气进口和与所述碱液输送管路(32)相连通的碱液进口。
6.根据权利要求5所述的洗涤塔，其特征在于，多个所述超声雾化装置沿所述塔身(11)的长度方向排列设置。
7.根据权利要求6所述的洗涤塔，其特征在于，所述塔身(11)上设置有碱液供应管路(4)，所述碱液供应管路(4)用于连通多个所述超声雾化装置中的所述碱液输送管路(32)；和/或
所述塔身(11)上设置有压缩空气供应管路(5)，所述压缩空气供应管路(5)用于连通多个所述超声雾化装置中的所述压缩空气输送管路(33)。
8.根据权利要求7所述的洗涤塔，其特征在于，所述碱液输送管路(32)包括第一主管路(321)，所述第一主管路(321)与所述碱液供应管路(4)相连通；和/或
所述压缩空气输送管路(33)包括第二主管路(331)，所述第二主管路(331)与所述压缩空气供应管路(5)相连通。
9.根据权利要求8所述的洗涤塔，其特征在于，所述碱液输送管路(32)还包括第一支管路(322)，多个所述第一支管路(322)沿所述第一主管路(321)的长度方向排列设置，所述第一支管路(322)上设置有所述碱液输送管路(32)的出口；和/或
所述压缩空气输送管路(33)还包括第二支管路(332)，多个所述第二支管路(332)沿所述第二主管路(331)的长度方向排列设置，所述超声雾化喷嘴(31)设置在所述第二支管路(332)上。
10.根据权利要求9所述的洗涤塔，其特征在于，所述超声雾化装置还包括安装架(34)，所述碱液输送管路(32)设置在所述安装架(34)的上侧，所述压缩空气输送管路(33)设置在所述安装架(34)的下侧。
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