CN110448978A - 自吸式多文丘里除尘洗消装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自吸式多文丘里除尘洗消装置及其应用，主要解决现有技术中存在排列方式单一，需要额外喷淋装置，洗涤效率低的问题。本发明通过采用一种自吸式多文丘里除尘洗消装置，包括至少三个并列排布的文丘里管，所述装置分为直管进口段、文丘里段和直管出口段，直管进口段分为气体直管进口和液体环形进口，其中液体环形进口位于气体直管进口上方，通过一段直管后与文丘里段相连；文丘里段含有至少三个相同的文丘里管，每个文丘里管的扩大段在顶部互相连通，与上方直管出口段相连，每个文丘里管分为文丘里渐缩段和文丘里扩大段的技术方案较好地解决了上述问题，可用于除尘洗消中。

Description

自吸式多文丘里除尘洗消装置及其应用

技术领域

本发明涉及一种自吸式多文丘里除尘洗消装置及其应用，属于有毒气体及易燃粉尘处置设备领域，特别涉及利用湿法处置有毒气体和易燃粉尘领域。

背景技术

在石油化工生产过程中，通常会产生有毒气体和易燃粉尘，若发生有毒气体泄漏或易燃粉尘积聚，会造成中毒或火灾爆炸等事故，造成人员伤亡和经济损失。对于有毒气体和易燃粉尘，多采用湿法进行处理，使用溶液将有毒气体吸收或将粉尘进行喷淋沉降。在湿法处理设备中，文丘里洗涤器具有结构简单、净化效率高、操作方便等优点，在气体吸收和工业除尘领域得到了广泛应用。

文丘里洗涤器一般分为收缩段，喉部和扩大段，液体通过喷入或者通过喉部气体产生的负压抽吸进入文丘里洗涤器。目前用于洗消有毒气体的文丘里洗涤器多为单文丘里结构，存在扩大段内液体分布不均、气液接触时间短、引射量较小等问题，不能满足高洗消效率的洗消要求，因此需要采用多文丘里结构提高洗涤器的洗消能力。实用新型专利CN203663618U提出了一种文丘里管洗涤塔一体化除尘除臭设备，通过在洗涤塔内并列排列两个相同的文丘里管以解决同时除尘除臭的问题，但其洗涤液需要采用喷嘴进行喷淋，需额外增加动力设备。实用新型专利CN 203315930 U提出了一种双文丘里冲击式脱硫除尘器，内有并列的两个文丘里管，其扩大段与进气口相连，且在扩大段内安装有喷淋装置，气体从扩大段进入，与喷淋液体顺流进入两个文丘里管内完成脱硫除尘。这种排布结构虽然提高了除尘器内的气体速度，提高了除尘效率，但喉部易堵塞，且气体所需压力较高，操作稳定性差。实用新型专利CN 204619639 U提出了一种立式组合高效脱硫脱氨除尘装置，通过在壳体内设置上下两块隔板及两个并列文丘里管实现同时脱硫脱氨和除尘的效果，但该装置在底部留有大部分空间进行旋风除尘，造成装置庞大，降低空间利用率。

综上所述，目前多文丘里结构的洗涤器发展并不成熟，存在排列方式单一，需要额外喷淋装置，洗涤效率低等问题，因此开发一种新型自吸式多文丘里除尘洗消装置是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在排列方式单一，需要额外喷淋装置，洗涤效率低的问题，提供一种新的自吸式多文丘里除尘洗消装置，具有存在排列方式多样，不需要额外喷淋装置，洗涤效率高的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决的技术问题之一相对应的自吸式多文丘里除尘洗消装置的应用。

为解决上述问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种自吸式多文丘里除尘洗消装置，包括至少三个并列排布的文丘里管，且所有文丘里管的液体环形进口和直管出口段互相连通，所述装置分为直管进口段、文丘里段和直管出口段，直管进口段分为气体直管进口和液体环形进口，其中液体环形进口位于气体直管进口上方，通过一段直管后与文丘里段相连；文丘里段含有至少三个相同的文丘里管，每个文丘里管的扩大段在顶部互相连通，与上方直管出口段相连，每个文丘里管分为文丘里渐缩段和文丘里扩大段。

上述技术方案中，优选地，文丘里渐缩段分为内区域和外区域两个区域：内区域只流通气体，外区域只流通液体，其顶端连接文丘里扩大段。

上述技术方案中，优选地，文丘里渐缩段的内区域为锥形结构，流动截面面积逐渐缩小。

上述技术方案中，优选地，洗涤液在压差的作用下由液体环形进口进入文丘里渐缩段外区域，继续上升至文丘里渐缩段和文丘里扩大段连接处时与气相或气固两相进行接触。

上述技术方案中，优选地，除尘洗消过程中产生的气液或气液固混合物通过直管出口段排出装置。

上述技术方案中，优选地，直管进口段的气体入口尺寸由气体处理量和喉管气速决定。

上述技术方案中，优选地，文丘里渐缩段的渐缩角范围为25～28。

上述技术方案中，优选地，文丘里扩大段的扩散角范围为6～7。

上述技术方案中，优选地，所述装置运行时，在风机的作用下，有毒气体或含尘废气以负压抽吸或正压吹气的方式由气体直管进口进入文丘里渐缩段内区域，由于内区域为锥形结构，流动截面面积逐渐缩小，在气体流量一定的情况下，气体速度增加，文丘里管内静压强减小，与外部大气压形成压差，洗涤液在压差的作用下由液体环形进口进入文丘里渐缩段外区域，继续上升至文丘里渐缩段和文丘里扩大段连接处时与气相或气固两相进行接触，由于气相速度非常高，洗涤液被雾化为小液滴，气相中的有毒组分进入洗涤液并被洗消，或者粉尘颗粒在液滴作用下进行沉降，最后气体夹带液滴或固体颗粒继续上升进入文丘里扩大段，由于各个文丘里的扩大段在顶部互相连通，气液或气液固混合物通过直管出口段排出装置；至少三个并列排布的文丘里管结构相同。

为解决上述问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种自吸式多文丘里除尘洗消装置的应用，用于处置有毒气体和易燃粉尘中。

本专利的目的是提供一种用于气液固三相处理的自吸式多文丘里结构的除尘洗消装置，为有毒气体洗消和粉尘消除等提供装备保障，将多个文丘里管并列排列并连通在一起，与现有文丘里洗涤器相比具有液体引射量高，气体处理量大，洗涤效率高等特点，并且该自吸式结构具有非能动性，可节省动力设备，最终可以提高液体的引射量，增大有毒气体及粉尘处理量，提高洗消效率。该装置结构紧凑，处理过程迅速高效，用途广泛，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1自吸式多文丘里结构的除尘洗消装置示意图

图2自吸式多文丘里结构的除尘洗消装置直管进口段示意图；

图3自吸式多文丘里结构的除尘洗消装置文丘里段局部剖视图；

图4自吸式多文丘里结构的除尘洗消装置文丘里渐缩段示意图。

图1-图4中，1、直管进口段；2、文丘里段；3、直管出口段；1-1、气体直管进口；1-2、液体环形进口；2-1、文丘里渐缩段；2-2、文丘里扩大段；2-1-1、内区域；2-1-2、外区域。

图5为实施例1中液气比随气速的变化关系。

图6为实施例1中除尘效率随进口气速的变化关系。

图7为实施例2中洗消效率随进口气速的变化关系。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

一种自吸式多文丘里除尘洗消装置，如图1-图4所示，由三个文丘里管并列排布而成，并在底部和顶部互相连通，分为直管进口段1、文丘里段2和直管出口段3。直管进口段1分为气体直管进口1-1和液体环形进口1-2。其中液体环形进口1-2位于气体直管进口1-1上方，通过一段直管后与文丘里段2相连。文丘里段2含有三个相同的文丘里管，每个文丘里管分为文丘里渐缩段2-1和文丘里扩大段2-2。其中文丘里渐缩段2-1分为内区域2-1-1和外区域2-1-2两个区域：内区域2-1-1只流通气体，外区域2-1-2只流通液体，其顶端连接文丘里扩大段2-2。三个文丘里管的扩大段2-2在顶部互相连通，与上方直管出口段3相连。

运行时，在风机的作用下，有毒气体或含尘废气以负压抽吸或正压吹气的方式由气体直管进口1-1进入文丘里渐缩段内区域2-1-1。由于内区域2-1-1为锥形结构，流动截面面积逐渐缩小，在气体流量一定的情况下，气体速度增加，文丘里管内静压强减小，与外部大气压存在一定压差。洗涤液在压差的作用下由液体环形进口1-2进入文丘里渐缩段外区域2-1-2，继续上升至文丘里渐缩段2-1和文丘里扩大段2-2连接处时与气相或气固两相进行接触。由于气相速度非常高，洗涤液被雾化为小液滴，气相中的有毒组分进入洗涤液并被洗消，或者粉尘颗粒在液滴作用下进行沉降，最后气体夹带液滴或固体颗粒继续上升进入文丘里扩大段2-2。由于各个文丘里的扩大段2-2在顶部互相连通，气液或气液固混合物通过直管出口段3排出装置。

将三个文丘里管并行排列的自吸式多文丘里除尘洗消装置进行除尘测试。自吸式多文丘里除尘洗消装置中的单个文丘里管的结构参数如下表1所示。在除尘测试中，粒径范围在40-100微米的玻璃珠颗粒在料仓中通入空气流化，并分三路通过气体直管进口通入自吸式多文丘里除尘洗消装置中进行除尘，液体采用水，其液气比及除尘效率随气速的变化关系如图5和图6所示。

表1单个文丘里管结构参数表

参数	数值
		气体直管进口直径/m	0.1
液体环形进口间隙/m	0.007
		渐缩角/	26
扩散角/	6
		喉口内径/m	0.046
直管出口直径/m	0.11
		直管出口段长度/m	0.073

由图5可以看出，自吸式多文丘里除尘洗消装置的液气比在0-4之间，且随进口气速的升高而增大。自吸式多文丘里除尘洗消装置与单文丘里的除尘装置相比具有更宽的液气比操作范围，且能够根据气速自动调整除尘操作的液气比，在低气体流量的情况下可以节省除尘用水，具有环保和经济优势。由图6可以看出，随着气速的增加，除尘效率逐渐提高，并且处于94％-98％之间，可以达到很高的除尘效率，与现有除尘装置的除尘效率相比略高，因此本发明的自吸式多文丘里除尘洗消装置在保证了除尘效率的基础上具有更高的环保和经济优势。

【实施例2】

按照实施例1所述的条件和步骤，将三个文丘里管并行排列的自吸式多文丘里除尘洗消装置进行有毒气体(甲醇蒸汽)洗消测试。自吸式多文丘里除尘洗消装置中的单个文丘里管的结构参数如实施例1中的表1所示。在有毒气体洗消测试中，有毒气体采用甲醇蒸汽，并分三路通过气体直管进口通入自吸式多文丘里除尘洗消装置中进行除尘，洗消液采用去离子水，其液气比随气速的变化关系如实施例1中的图5所示。洗消效率随气速的变化关系如图7所示。

由图7可以看出，甲醇蒸汽的洗消效率随气速呈逐渐增大的趋势，且都处于95％以上，在气速较高时达到99％左右。由于自吸式多文丘里除尘洗消装置可以在气体进入时自动吸入洗消液，在保证洗消质量的前提下与现有喷液式的洗消装置相比减少了动设备，减少了能量消耗，因此具有先进性。

【实施例3】

按照实施例1所述的条件和步骤，将四个文丘里管并行排列的自吸式多文丘里除尘洗消装置进行有毒气体(甲醇蒸汽)洗消测试。文丘里渐缩段的渐缩角范围为25，文丘里扩大段的扩散角范围为7。在有毒气体洗消测试中，有毒气体采用甲醇蒸汽，并分四路通过气体直管进口通入自吸式多文丘里除尘洗消装置中进行除尘，洗消液采用去离子水，其液气比随气速的变化关系如实施例1中的图5所示。洗消效率随气速的变化关系显示：甲醇蒸汽的洗消效率随气速呈逐渐增大的趋势，且都处于96％以上，在气速较高时达到99％以上。由于自吸式多文丘里除尘洗消装置可以在气体进入时自动吸入洗消液，在保证洗消质量的前提下与现有喷液式的洗消装置相比减少了动设备，减少了能量消耗，因此具有先进性。

【实施例4】

按照实施例1所述的条件和步骤，将三个文丘里管并行排列的自吸式多文丘里除尘洗消装置进行有毒气体(甲醇蒸汽)洗消测试。文丘里渐缩段的渐缩角范围为28，文丘里扩大段的扩散角范围为6。在有毒气体洗消测试中，有毒气体采用甲醇蒸汽，并分三路通过气体直管进口通入自吸式多文丘里除尘洗消装置中进行除尘，洗消液采用去离子水，其液气比随气速的变化关系如实施例1中的图5所示。洗消效率随气速的变化关系显示：甲醇蒸汽的洗消效率随气速呈逐渐增大的趋势，且都处于95％以上，在气速较高时达到99％以上。由于自吸式多文丘里除尘洗消装置可以在气体进入时自动吸入洗消液，在保证洗消质量的前提下与现有喷液式的洗消装置相比减少了动设备，减少了能量消耗，因此具有先进性。

Claims (10)

1.一种自吸式多文丘里除尘洗消装置，包括至少三个并列排布的文丘里管，且所有文丘里管的液体环形进口和直管出口段互相连通，所述装置分为直管进口段、文丘里段和直管出口段，直管进口段分为气体直管进口和液体环形进口，其中液体环形进口位于气体直管进口上方，通过一段直管后与文丘里段相连；文丘里段含有至少三个相同的文丘里管，每个文丘里管的扩大段在顶部互相连通，与上方直管出口段相连，每个文丘里管分为文丘里渐缩段和文丘里扩大段。

2.根据权利要求1所述自吸式多文丘里除尘洗消装置，其特征在于文丘里渐缩段分为内区域和外区域两个区域：内区域只流通气体，外区域只流通液体，其顶端连接文丘里扩大段。

3.根据权利要求1所述自吸式多文丘里除尘洗消装置，其特征在于文丘里渐缩段的内区域为锥形结构，流动截面面积逐渐缩小。

4.根据权利要求1所述自吸式多文丘里除尘洗消装置，其特征在于洗涤液在压差的作用下由液体环形进口进入文丘里渐缩段外区域，继续上升至文丘里渐缩段和文丘里扩大段连接处时与气相或气固两相进行接触。

5.根据权利要求1所述自吸式多文丘里除尘洗消装置，其特征在于除尘洗消过程中产生的气液或气液固混合物通过直管出口段排出装置。

6.根据权利要求1所述自吸式多文丘里除尘洗消装置，其特征在于直管进口段的气体入口尺寸由气体处理量和喉管气速决定。

7.根据权利要求1所述自吸式多文丘里除尘洗消装置，其特征在于文丘里渐缩段的渐缩角范围为25～28。

8.根据权利要求1所述自吸式多文丘里除尘洗消装置，其特征在于文丘里扩大段的扩散角范围为6～7。

9.根据权利要求1所述自吸式多文丘里除尘洗消装置，其特征在于所述装置运行时，在风机的作用下，有毒气体或含尘废气以负压抽吸或正压吹气的方式由气体直管进口进入文丘里渐缩段内区域，由于内区域为锥形结构，流动截面面积逐渐缩小，在气体流量一定的情况下，气体速度增加，文丘里管内静压强减小，与外部大气压形成压差，洗涤液在压差的作用下由液体环形进口进入文丘里渐缩段外区域，继续上升至文丘里渐缩段和文丘里扩大段连接处时与气相或气固两相进行接触，由于气相速度非常高，洗涤液被雾化为小液滴，气相中的有毒组分进入洗涤液并被洗消，或者粉尘颗粒在液滴作用下进行沉降，最后气体夹带液滴或固体颗粒继续上升进入文丘里扩大段，由于各个文丘里的扩大段在顶部互相连通，气液或气液固混合物通过直管出口段排出装置；至少三个并列排布的文丘里管结构相同。

10.一种权利要求1～9所述自吸式多文丘里除尘洗消装置的应用，用于处置有毒气体和易燃粉尘中。