CN112973331B - 一种立式文丘里洗涤器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型立式文丘里洗涤器，采用气冲水的技术方案代替现有技术中的水捕气方案。在喉部设置了多组雾化喷头，利用雾化喷头对洗涤液进行雾化，并采用了多个来流气喷嘴结构，通过多组雾化喷头与多个来流气喷嘴的配合，使来流气喷嘴的出口处密集布置雾化喷头，进一步增加对来流气中粉尘颗粒的捕捉率，同时，本发明洗涤器还具有防腐蚀、耐冲刷、运行节能，使用寿命长等优点。

Description

一种立式文丘里洗涤器

技术领域

本发明属于化工设备领域领域，特别涉及一种新型立式文丘里洗涤器。

背景技术

目前采用的文丘里洗涤器根据应用工艺的不同的有立式和卧式两种，其中热力焚烧系统多采用立式文丘里洗涤器，该系统的立式文丘里洗涤器结构一般采用在喉部收缩段布置密集钻眼喷孔结构，通过喷孔喷出洗涤液对对上游气体粉尘颗粒进行捕捉，同时对上游来流高温气体进行初步冷却，减少下游装置处理气体负荷。

由于立式文丘里洗涤器的喷孔依靠水流撞击产生飞溅液滴，几乎没有雾化作用，且喷射角度受到于制造精度的限制，存在误差，导致上游烟气不能和洗涤液充分接触混合，造成下游洗涤装置负荷过大，浪费洗涤液。同时该设备入口有时需要连接膨胀补偿结构，由于上游来流气量波动或洗涤液喷射角度等原因，洗涤液有时会反窜至上游发生泄露和腐蚀等问题。另外，现有立式文丘里洗涤器大量含尘混合气流沿四周壁面冲刷产生刷壁现象，对立式文丘里洗涤器收缩段和喉部的磨损严重。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种新型立式文丘里洗涤器，在喉部设置了多组雾化喷头，并通过多组雾化喷头与多个来流气喷嘴的配合，保证气液充分混合，有效捕捉对来流气中的颗粒，同时能避免洗涤液反窜腐蚀，耐冲刷。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型立式文丘里洗涤器，包括由上向下顺序连接的收缩段、喉部，扩散段，设于收缩段的来流气喷嘴和设于喉部的洗涤液入口，其特征在于，

还包括雾化喷头组件；所述雾化喷头组件包括雾化喷头B，雾化喷头C和雾化喷头D，用于对由洗涤液入口进入喉部的洗涤液进行雾化，与由来流气喷嘴进入的来流气作用后，增加粉尘颗粒的捕捉率；所述雾化喷头B、雾化喷头 C和雾化喷头D自上而下设于喉部。

进一步的，所述喉部内部设有洗涤液流动管，洗涤液流动管两端均与喉部 3侧壁连接，贯通喉部内部；喉部外侧设有环形腔，洗涤液由洗涤液入口进入环形腔后，再通过洗涤液流动管在喉部内部流动；

所述雾化喷头C设于洗涤液流动管上。

进一步的，雾化喷头B沿喉部圆周方向均匀分布，出口方向向上且与水平面的夹角为5°～20°；所述雾化喷头D沿喉部圆周方向均匀分布，出口方向水平指向洗涤器轴线。

进一步的，洗涤液流动管个数≥2且关于洗涤器轴线对称；设置于同一根洗涤液流动管上的雾化喷头C出口方向为相互平行的水平方向，指向喉部内部。

进一步的，来流气喷嘴为中空腔体结构；来流气喷嘴的上端面与收缩段的上端面平齐；来流气喷嘴的收缩锥角为10°-30°；来流气喷嘴个数为1且来流气喷嘴轴线与喉部轴线重合，或来流气喷嘴个数＞1且各来流气喷嘴的轴线相交于喉部轴线上的一点。

进一步的，雾化喷头B的高度＞各来流气喷嘴轴线交点的高度＞雾化喷头 D的高度。

进一步的，雾化喷头B、雾化喷头C和雾化喷头D为压力雾化喷头，流通尺寸≥5mm。

进一步的，来流气喷嘴高度与出口直径比值≥1；所述来流气喷嘴的高度≥ 5mm。

进一步的，雾化喷头B的个数≥雾化喷头C的个数≥雾化喷头D的个数。

进一步的，环形腔的上下两端通过法兰密封。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明所述的一种新型立式文丘里洗涤器，采用了多个来流气喷嘴结构，使来流气更均匀的分布于流场；同时来流气喷嘴出口的交汇布置，使更多来流气体通过洗涤器截面中心流动，避免了含尘混合气流沿壁面冲刷产生的刷壁现象，减轻了对立式文丘里洗涤器收缩段和喉部的磨损。

(2)本发明所述的一种新型立式文丘里洗涤器，采用雾化喷头代替现有技术中的钻眼喷孔结构。利用雾化喷头对洗涤液进行雾化，液滴分散更加均匀，增加来流气中粉尘颗粒捕捉率；同时雾化喷头较喷孔流通尺寸更大，可以避免洗涤液中杂质引起堵塞；雾化喷头相对于喷孔更耐磨损，保证了系统运行的连续性。

(3)本发明所述的一种新型立式文丘里洗涤器，采用气冲水的技术方案代替现有技术中的水捕气方案。每个来流气喷嘴的出口处，均密集布置雾化喷头，高速来流气在此处对雾化液滴进行冲击撕碎，可以使由雾化喷头喷出的洗涤液，进一步雾化，增加对来流气中粉尘颗粒的捕捉率。

(4)本发明所述的一种新型立式文丘里洗涤器，对喉部每层雾化喷头的数目和角度进行了设计，喉部上游和中游区域水雾密集，下游区域水雾更稀疏，即能提高粉尘捕捉率，又能通过充分的热交换，降低来流气的温度和体积流量，降低下游精除尘设备的气体处理负荷。

(5)本发明一种新型立式文丘里洗涤器，设计了来流气喷嘴高度与出口直径的比值，使来流气喷嘴能起到防水挡板的作用，防止洗涤液反窜回上游，避免洗涤液的泄露和对洗涤器的腐蚀。

(6)本发明一种新型立式文丘里洗涤器，在喉部增加了环形腔和洗涤液流动管结构，有利于洗涤液均匀流动，且将雾化喷头设于涤液流动管上，进一步增加了对来流气对雾化洗涤液的冲击作用。

(7)本发明一种新型立式文丘里洗涤器，利用多组雾化喷头和多个来流气喷嘴的配合，使气液混合充分，捕捉粉尘效率高；同时具有运行节能，使用寿命长等优点。

附图说明

图1为本发明一种新型立式文丘里洗涤器示意图，其中图1(a)为洗涤器整体结构图，图1(b)为图1(a)的A-A剖视图，图1(c)为图1(a)的B-B 剖视图，图1(d)为图1(a)的C-C剖视图，图1(e)为图1(a)的D-D剖视图；

图2为本发明雾化喷头组件局部示意图。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本发明涉及文丘里洗涤器内部流场重组促进不同介质混合的技术，技术方案的核心思路由过去的″水捕气″变成″气冲水″，具体涉及一种运行中可加速洗涤液雾化，增加粉尘颗粒捕捉的立式文丘里洗涤器。

本发明一种新型立式文丘里洗涤器，如图1(a)所示，包括由上向下顺序连接的收缩段2、喉部3，扩散段5，设于收缩段2的来流气喷嘴1和设于喉部 3的洗涤液入口6，其特征在于，

还包括雾化喷头组件4，如图2所示；所述雾化喷头组件4包括雾化喷头 B41，雾化喷头C42和雾化喷头D43，用于对由洗涤液入口6进入喉部3的洗涤液进行雾化，与由来流气喷嘴1进入的来流气作用后，增加粉尘颗粒的捕捉率；所述雾化喷头B、雾化喷头C42和雾化喷头D43自上而下设置设于喉部3。

在来流气来流气喷嘴的出口处，是雾化喷头布置较密集的区域，来流气需冲破雾化喷头形成的水雾，才能继续去往下游。液滴雾化基于两个因素，离心力对液膜的破坏和气流对液滴的撕裂，后一个因素高速气流对液滴撕碎的主要原理。气冲水借鉴了后一种方案思路，可以使用洗涤液从雾化喷头出来后，进一步加强雾化，进一步增加粉尘颗粒的捕捉率。

采用雾化喷头代替钻眼喷孔结构，耐磨损，流量大，雾化效果好，同时不易堵塞。喷孔结构耐磨损程度，取决于壁厚，雾化喷头结构耐磨损程度取决于螺旋结构的厚度，相对于喷孔结构耐磨损，保证了系统运行的连续性。

进一步的，喉部3内部设有洗涤液流动管，洗涤液流动管两端均与喉部3 侧壁连接，贯通喉部3内部；喉部3外侧设有环形腔，洗涤液由洗涤液入口6 进入环形腔后，再通过洗涤液流动管在喉部3内部中流动，有利于洗涤液的均匀流动；具体的说，现有技术中的喉部3的内部为内腔，本发明在现有技术中的喉部3外增加了外腔，为环形腔，环形腔的上下两端密封，洗涤液由洗涤液入口6先进入外腔，流到洗涤液流动管的端口部位时，由此端口流入洗涤液流动管。

所述雾化喷头C42设于洗涤液流动管上，图1(d)所示。

进一步的，环形腔的上下两端通过法兰密封。

进一步的，雾化喷头B41沿喉部3圆周方向均匀分布，如图1(c)所示，出口方向向上且与水平面的夹角为5°～20°；所述雾化喷头D43沿喉部3圆周方向均匀分布，出口方向水平指向洗涤器轴线，如图1(e)所示，。

进一步的，洗涤液流动管个数≥2且关于洗涤器轴线对称；设置于同一根洗涤液流动管上的雾化喷头C42出口方向为相互平行的水平方向，指向喉部3内部。

进一步的，来流气喷嘴1为中空的腔体结构，个数≥1；来流气喷嘴1的上端面与收缩段2的上端面平齐；来流气喷嘴1锥段收缩，收缩锥角为10°-30°，收缩锥角为来流气喷嘴1中，经过来流气喷嘴1轴线的截面与来流气喷嘴1侧壁相交形成的两条母线的夹角，来流气喷嘴1个数为1且来流气喷嘴1轴线与喉部3轴线重合，或来流气喷嘴1个数＞1且各来流气喷嘴1的轴线相交于喉部3轴线上的一点。多个来流气喷嘴1在收缩段2上端面上均匀布置，优选的，呈梅花桩形对称均布，如图1(b)所示。来流气通过采用多来流气喷嘴结构，可对上游气体进行整流分配。

进一步的，雾化喷头B41的高度＞各来流气喷嘴1轴线交点的高度＞雾化喷头D43的高度，优选的，各来流气喷嘴1轴线的交点与雾化喷头C42处于同一水平面中。多来流气喷嘴和多组雾化喷头相互配合，来流气的高速气流与雾化后的洗涤液接触后，将进一步撕碎雾化液滴，加强洗涤液雾化，即应用气冲水的设计思路，高速气流撕碎液滴的原理，在雾化喷头雾化的基础上，进一步加强雾化。雾化喷头在来流气喷嘴1的出口区域布置相对集中，来流气对雾化喷头喷出的洗涤液进一步冲击雾化。

进一步的，雾化喷头B41、雾化喷头C42和雾化喷头D43为压力雾化喷头，包括螺旋式雾化喷头或旋流片式雾化喷头，流通尺寸≥5mm。雾化喷头可以根据流量大小采用不同组合形式，小流量区域可以采用旋流片式喷头，流量较大区域可以采用螺旋式喷头，但不管哪种形式来流气喷嘴，流量均大于单个喷孔。同时螺旋式和旋流片喷头应根据洗涤液的洁净程度，考虑耐磨损性能，同正常的螺旋部件和旋流部件相比做加厚考虑。

进一步的，来流气喷嘴1高度与出口直径比值≥1，同时高度不低于5mm，保证雾化喷头喷出的洗涤液不反窜回上游来流气，对上游膨胀活连接以及活套法兰密封装置，起到防泄露和防腐蚀的作用。

进一步的，雾化喷头B41的个数≥雾化喷头C42的个数≥雾化喷头D43的个数。即越接近来流气，雾化喷头越密集，越远离来流气，雾化喷头越稀疏，保证整个喉部上游和中游气冲水区域水雾更加密集，水量更多，下游区域水雾更稀疏水量更少，这样的流场水雾分布，保证在洗涤液水量一定的前提下，使来流气从喷孔喷出后接触更多的雾化水，保证了更高的粉尘捕捉率，保证了气液两相更加充分的混合，同时通过充分的热交换，降低来流气的温度和体积流量，降低下游精除尘设备的气体处理负荷。

同时根据雾化喷头的雾化角和间距，可调整每层雾化喷头的喷射角度。

实施例1

来流烟气量37998Nm³/h，工作温度100℃，工作压力105kpa。洗涤碱液流量 75t/h，温度60℃，压力350kpa。

来流气喷嘴1数量7个，布置如截面图1中的A-A截面示意图，根据阻力降调整来流气喷嘴1大小，每个来流气喷嘴收缩锥角约25°，7个来流气喷嘴出口相交于洗涤器轴线的一点，位于中间的来流气喷嘴轴线与洗涤器轴线重合，位于周围的来流气喷嘴轴线与洗涤器轴线呈一定夹角，位于中间的来流气喷嘴为常规中空圆台型，周围的来流气喷嘴为倾斜设置的中空圆台。通过这样的结构与设计，来流气从来流气喷嘴1喷出集中于喉部3中部，避免因收缩段2因气流中粉尘惯性作用，以及喉部3中间水量大四周水量小，进而产生大量含尘气体刷壁的现象。

B-B，C-C截面上的雾化喷头B41和雾化喷头C42采用螺旋式雾化喷头，该喷头特点是流量较大，雾化较粗糙，D-D截面上的雾化喷头D43采用旋流片式雾化喷头，特点是流量小雾化程度高。如果是一般性的钻眼喷孔设计，每个喷孔尺寸最小只有约2毫米，极易堵塞和发生磨损，严重时需要停止运行进行检修。通过采用雾化喷头的形式，流通最狭窄处扩大到约5毫米以上，基本解决了洗涤液杂质堵塞的问题，另外适当加厚雾化喷头螺旋件的厚度，也避免了喷孔容易磨损的问题。

A-A层是来流气喷孔布置图，螺旋雾化来流气喷嘴根据喷孔方位，集中布置到来流气来流气喷嘴出口的位置，如雾化喷头B41，该层雾化喷头出口水平偏转约5°-20°，C-C层截面布置两列螺旋雾化喷头为雾化喷头C42，和来流气来流气喷嘴1交点处于同一高度。雾化喷头B41和雾化喷头C42的布置使喷出的洗涤液雾化颗粒，覆盖住了来流气喷嘴1喷出含尘高温气体，来流气喷嘴1 喷出的气体流速约80-100m/s，高速气流对来流气喷嘴1出口处的液滴进一步撕裂，增强了雾化，同时也增强了来流气同洗涤液的混合，增加了来流气的粉尘捕捉率。经过降温，气体体积流量也从约52000m³/h降低到约46500m³/h，减轻了下游设备处理负荷。

上游法兰处连膨胀接等结构，法兰采用松套法兰结构，除与介质接触部位其余采用易被液体腐蚀的碳钢材料。来流气喷嘴1具有一定高度，来流气喷嘴 1出口接近雾化喷头组件4，来流气来流气喷嘴出口速度很高，杜绝了液滴因来流气波动或喷射角度等原因反窜回上部的可能。该来流气喷嘴1的设计对上游的膨胀活连接以及法兰等部位，起到保护作用，避免了腐蚀以及泄露问题。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种立式文丘里洗涤器，包括由上向下顺序连接的收缩段（2）、喉部（3），扩散段（5），设于收缩段（2）的来流气喷嘴（1）和设于喉部（3）的洗涤液入口（6），其特征在于，

还包括雾化喷头组件（4）；所述雾化喷头组件（4）包括雾化喷头B（41），雾化喷头C（42）和雾化喷头D（43），用于对由洗涤液入口（6）进入喉部（3）的洗涤液进行雾化，与由来流气喷嘴（1）进入的来流气作用后，增加粉尘颗粒的捕捉率；所述雾化喷头B（41）、雾化喷头C（42）和雾化喷头D（43）自上而下设于喉部（3）；

所述喉部（3）内部设有洗涤液流动管，洗涤液流动管两端均与喉部（3）侧壁连接；喉部（3）外侧设有环形腔，洗涤液由洗涤液入口（6）进入环形腔后，再通过洗涤液流动管在喉部（3）内部流动；

所述雾化喷头C（42）设于洗涤液流动管上；

所述雾化喷头B（41）沿喉部（3）圆周方向均匀分布，出口方向向上且与水平面的夹角为5°~20°；所述雾化喷头D（43）沿喉部（3）圆周方向均匀分布，出口方向水平指向洗涤器轴线；

所述洗涤液流动管个数≥2且关于洗涤器轴线对称；设置于同一根洗涤液流动管上的雾化喷头C（42）出口方向为相互平行的水平方向，指向喉部（3）内部；

所述来流气喷嘴（1）为中空腔体结构；来流气喷嘴（1）的上端面与收缩段（2）的上端面平齐；来流气喷嘴（1）的收缩锥角为10°-30°；来流气喷嘴（1）个数为1且来流气喷嘴（1）轴线与喉部（3）轴线重合，或来流气喷嘴（1）个数＞1且各来流气喷嘴（1）的轴线相交于喉部（3）轴线上的一点；

所述雾化喷头B（41）的高度＞各来流气喷嘴（1）轴线交点的高度＞雾化喷头D（43）的高度。

2.根据权利要求1所述的一种立式文丘里洗涤器，其特征在于，所述雾化喷头B（41）、雾化喷头C（42）和雾化喷头D（43）为压力雾化喷头，流通尺寸≥5mm。

3.根据权利要求1所述的一种立式文丘里洗涤器，其特征在于，所述来流气喷嘴（1）的高度≥5mm。

4.根据权利要求1所述的一种立式文丘里洗涤器，其特征在于，所述雾化喷头B（41）的个数≥雾化喷头C（42）的个数≥雾化喷头D（43）的个数。

5.根据权利要求1所述的一种立式文丘里洗涤器，其特征在于，所述环形腔的上下两端通过法兰密封。

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