CN113648773A - 一种对含固气体洗涤分离的装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对含固气体高效洗涤分离的装置与方法，装置包括：气体进口设置于洗涤罐罐壁下部，喷射旋流洗涤单管均匀安装在隔板上，混合管位于隔板下方，混合管连接旋流芯管侧进口，旋流芯管底流口伸入洗涤罐液相中，扩散管位于隔板上方，扩散管中部设置过滤模块；洗涤水喷头位于扩散管上部并与扩散管一一对应，隔板上设置溢流管，对含固气体进行混合、旋流分离、过滤、洗涤，充分将含固气体中固体颗粒洗涤至液相，降低气体中的固体颗粒含量。洗涤罐底的液相经过过滤器除去固体颗粒后，一部分返回混合管喷头，一部分返回洗涤水喷头。本发明将含固气体中的固体颗粒洗至洗涤罐底的液相，有效降低含固气体的固体颗粒含量，并保持较长的运行周期。

Description

一种对含固气体洗涤分离的装置与方法

技术领域

本发明涉及一种从含固气体中除去固体颗粒的装置与方法，具体为一种对含固气体洗涤分离的装置与方法，更具体来说，利用该装置对含固气体进行混合、旋流分离、过滤、洗涤等工艺处理，充分将含固气体中的固体颗粒洗至洗涤罐底的水中，有效降低含固气体的固体颗粒含量，并保持较长的运行周期。属于含固气体洗涤脱固领域。

背景技术

在工业生产过程中，尤其是在高温、高压过程中，所得到的气流中含有的固体颗粒必须先被除去，然后才能被进一步处理或释放。例如：延迟焦化急冷油气会携带大量焦粉，并在分馏过程中进入下流产品，进而对下游加氢、催化等工艺造成严重影响等。常规除尘方法包括重力沉降，旋风除尘，布袋除尘，水洗涤，电除尘等。但是常规除尘方法或是效果有限，或是维护清洗困难，或是除尘耗能大，还需进一步通过技术改造提高除尘效果，降低维护成本和除尘耗能。

中国发明专利(CN108905475A)公开了一种旋流洗涤式含固气体净化设备，包括旋流洗涤装置、设置于所述旋流洗涤装置上方的拦截吸附装置、洗涤喷淋管和水雾分离装置；所述旋流洗涤装置包括旋流洗涤罐、粉尘输入管道和倾斜旋流板，所述旋流洗涤罐的竖直侧壁上设置有粉尘切向入口，所述粉尘输入管道沿所述旋流洗涤罐的切向连通所述粉尘切向入口，所述拦截吸附装置位于所述旋流洗涤罐的上方；所述拦截吸附装置包括拦截吸附网框和填充在所述拦截吸附网框上的多面空心球一，所述水雾分离装置包括水雾分离网框和填充在所述水雾分离网框上的多面空心球二。该发明提高了粉尘净化效率，并且针对粘性类、油性类以及纤维类粉尘，可以解决除尘不彻底和系统容易堵塞的问题。但是旋流分离后气速较快，洗涤可能不充分，另外进气与水混合不充分，旋流分离效果有限。

中国发明专利(CN107537260A)公开了一种新型长周期抗磨损的旋风过滤除尘装置。包括旋风分离罐、耐磨过滤器、耐磨衬里，位于旋风分离罐内的进气腔与集气腔分隔处同轴心安装有耐磨过滤器，旋风分离罐内设有与旋风分离罐内表安装一次性成型的耐磨衬里防止磨损，集气腔竖直方向的罐体上开设有与集气腔联通的反吹洗接口，并且与耐磨过滤器中出气孔形成通路；该发明结构简单、便于安装成型，旋风分离罐内安装耐磨过滤器能够有效取代水洗涤除尘的方式，可节省大量的水资源，集气腔上开设有过滤器反吹洗接口，能够对耐磨过滤器内进行吹吸，防止耐磨过滤器阻塞，设置的耐磨衬里，可以有效减少固体对耐磨壳体的冲击与损坏。但该装置处理速度有限，废气易从旋风分离罐底部冲出，尺寸较大的固体颗粒还会导致装置频繁堵塞，导致经常需要进行清洁，降低了装置运行周期。

因此，有必要设计一种对含固气体高效洗涤分离的装置与方法，同时采用混合、旋流分离、过滤、洗涤等工艺，充分提高除固效果和运行周期，降低维护成本和除固能耗。

发明内容

本发明提供了一种对含固气体高效洗涤分离的装置与方法，此方法可有效降低含固气体的固体颗粒含量，并保持较长的运行周期。

本发明的目的之一是提供一种对含固气体洗涤分离的装置：

一种对含固气体洗涤分离的装置，其特征在于，所述装置包括：一个气体进口1设置于洗涤罐罐9壁下部，隔板5设置于洗涤罐9内中部，喷射旋流洗涤单管3均匀安装在隔板5上，喷射旋流洗涤单管3由混合管3-1、混合管喷头4、旋流芯管3-2、过滤模块3-3、扩散管3-4组成，带有混合管喷头4的混合管3-1位于隔板5下方，喷头喷出方向与管内气体流向相同，混合管3-1连接旋流芯管3-2侧进口，旋流芯管3-2底流口伸入洗涤罐9液相中，扩散管3-4位于隔板5上方穿过隔板5插入旋流芯管3-2，扩散管3-4中部设置过滤模块3-3；洗涤水喷头6位于扩散管3-4上部，并与扩散管3-4一一对应，隔板5上设置溢流管2，溢流管2底流口伸入洗涤罐9液相中，水出口8位于洗涤罐9底部通过管线连接过滤器12进口，过滤器12出口连接混合管喷头4和洗涤水喷头6。

所述的混合管喷头距离旋流芯管侧进口为旋流芯管筒体柱段内径的1.2-4.4倍。

所述过滤模块为丝网填料，当量设计目数为15-500μm。

所述扩散管高度为旋流芯管溢流口柱段直径的10-50倍，扩散管3-4锥度为0.05-0.2倍。

所述洗涤水喷头6距离扩散管3-4顶部高度为扩散管3-4高度的0.2-0.75倍。

本发明的目的之二是提供一种对含固气体高效洗涤分离的方法：

通过对含固气体进行混合、旋流分离、过滤、洗涤等工艺处理，将含固气体中大部分固体颗粒洗涤至水，从而充分降低含固气体的固体颗粒含量。

一种对含固气体洗涤分离的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a)含固气体由气体进口1进入洗涤罐9下部，均匀分配到各喷射旋流洗涤单管3，含固气体与混合管喷头4喷出的雾化水在混合管3-1中混合，雾化液滴捕捉固体颗粒，混合管喷头4喷出的雾化水流量由第二流量计10-2根据含固气体进气流量通过第二自动调节阀11-2调整；

(b)雾化水与含固气体切向进入旋流芯管3-2，在离心旋流的作用下，气相由旋流芯管3-2溢流口上升至扩散管3-4，液固结合体和较大的固体颗粒在离心力的作用下由旋流芯管3-2底流口沉降到洗涤罐9底；

(c)扩散管3-4中部设置过滤模块3-3，旋流分离后的净化气体向上流动通过过滤模块3-3，流动过程中，固体颗粒一部分被过滤模块3-3拦截，没有被拦截的微小固体颗粒随气体继续上升；

(d)过滤后的气体经扩散管3-4减速，与洗涤水喷头6喷出的雾化水对冲洗涤，同时对过滤模块3-3进行反冲洗，洗涤水喷头6喷出的雾化水流量由第一流量计10-1根据含固气体进气流量通过第三自动调节阀11-3调整；

(e)洗涤罐9底的水经过滤器12去除固相后，一部分返回混合管喷头4，另一部分返回洗涤水喷头6，洗涤罐9底的水液位由液位计13根据罐内液位通过第一自动调节阀11-1调整。

在所述步骤(b)中，混合管喷头4水量为含固气体流量的0.5-1.5％，雾化的液滴直径为70-400μm。

在所述步骤(d)中，扩散管3-4上部的洗涤水喷头6水量为含固气体流量的0.8-1.9％，雾化的液滴直径为100-470μm。

有效益处：

本发明的方法和装置的主要优点在于：

(1)本发明的混合、旋流分离、过滤、洗涤等过程实现了雾化水对含固气体脱固，促进了含固气体中的固体颗粒向水中富集。同时，含固气体与雾化水在混合管中高效混合，含固气体中的固相充分被小液滴捕捉，强化了混合气在旋流芯管中的旋流分离效果；气体在旋流芯管中脱固脱液后，向上流动通过过滤模块，脱除一定尺寸范围的固体颗粒，并在雾化水的反冲洗作用下，将固体颗粒洗至旋流芯管重新离心分离；气体经过滤模块和扩散管降低气速，与雾化水产生逆混合作用，强化了混合洗涤，有益于对含固气体充分脱固。

(2)本发明的一种对含固气体高效洗涤分离的装置可通过在设置多组喷射旋流洗涤单管来提高处理能力，同时该装置维护简单，不易堵塞。此外，洗涤罐底的水经过滤器处理后重新进入循环，具有较好的经济效益。

(3)本发明的方法和装置可有效降低含固气体的固体颗粒含量，并保持较长的运行周期，适合在气体脱固的工业场景中大力推广。

附图说明

图1是本发明的装置与方法工艺流程示意图。

图2是本发明的喷射旋流洗涤单管3的结构示意图。

其中，附图标记字母分别代表以下设备和内件：

1：气体进口

2：溢流管

3：喷射旋流洗涤单管

3-1：混合管

3-2：旋流芯管

3-3：过滤模块

3-4：扩散管

4：混合管喷头

5：隔板

6：洗涤水喷头

7：气体出口

8：水出口

9：洗涤罐

10-1：第一流量计，10-2：第二流量计

11-1：第一自动调节阀、11-2：第二自动调节阀、11-3：第三自动调节阀

12：过滤器

13：液位计

14：含固气体管道

15：脱固气体管道

16：水管道

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请的发明人经过广泛而深入的研究后发现，通过混合、旋流分离、过滤、洗涤等工艺，能有效克服现有脱固工艺中脱固效果差、易堵塞等缺点；同时装置可以通过设置多组喷射旋流洗涤单管，充分提高脱固处理速度；此外，洗涤罐底的水经过过滤器除去固体颗粒后，一部分返回混合管喷头，另一部分返回洗涤水喷头，具有较好的经济效益。基于以上的构思和发现，本发明得以完成。

如图1和图2所示，所述的气体进口1设置在洗涤罐9下部，喷射旋流洗涤单管3均匀安装在隔板5上，混合管3-1设置在隔板5下侧，混合管喷头4设置在混合管3-1上，喷头方向与管内含固气体流向相同，混合管3-1连接旋流芯管3-2侧进口，旋流芯管3-2底流口伸入洗涤罐9液相中，旋流芯管3-2顶部设置扩散管3-4，扩散管3-4中部设置过滤模块3-3，洗涤水喷头6位于扩散管3-4上部，并与扩散管3-4一一对应，隔板5上设置溢流管2。

喷射旋流洗涤单管3，用于对含固气体进行混合、旋流分离、过滤、洗涤，充分将含固气体中的固体颗粒洗至洗涤罐9底，有效降低含固气体的固体颗粒含量；混合管喷头4，用于高速喷出雾化水，雾化液滴捕捉气体中的固体颗粒；混合管3-1，用于高效混合雾化水与含固气体，使雾化水与含固气体切向进入旋流芯管3-2；旋流芯管3-2，用于脱固脱液。由于各相所受离心力不同，气相由旋流芯管3-2溢流口上升至扩散管3-4，液固结合体和较大的固体颗粒在离心力的作用下由旋流芯管3-2底流口充分沉降到洗涤罐9底；过滤模块3-3，用于拦截旋流芯管3-2溢流口流出气体中的固体颗粒，并在雾化水的反冲洗作用下，将固体颗粒洗至旋流芯管3-2重新离心分离；扩散管3-4，用于降低气速，提高雾化水与过滤后气体的混合效率；洗涤水喷头6，用于高速喷出雾化水，与过滤后气体对冲洗涤，同时对过滤模块3-3进行反冲洗，防止堵塞。

含固气体由气体进口1进入洗涤罐9下部，均匀分配到各喷射旋流洗涤单管3，含固气体与混合管喷头4喷出的雾化水在混合管3-1中混合，雾化液滴捕捉固体颗粒，混合管喷头4喷出的雾化水流量由流量计10-2根据含固气体进气流量通过自动调节阀11-2调整；雾化水与含固气体切向进入旋流芯管3-2，在离心旋流的作用下，气相由旋流芯管3-2溢流口上升至扩散管3-4，液固结合体和较大的固体颗粒在离心力的作用下由旋流芯管3-2底流口沉降到洗涤罐9底；扩散管3-4中部设置过滤模块3-3，旋流分离后的净化气体向上流动通过过滤模块3-3，流动过程中，固体颗粒一部分被过滤模块3-3拦截，没有被拦截的微小固体颗粒随气体继续上升；过滤后的气体经扩散管3-4减速，与洗涤水喷头6喷出的雾化水对冲洗涤，同时对过滤模块3-3进行反冲洗，防止堵塞，洗涤水喷头6喷出的雾化水流量由流量计10-1根据含固气体进气流量通过自动调节阀11-3调整；洗涤罐9底的水经过滤器12去除固相后，一部分返回混合管喷头4，另一部分返回洗涤水喷头6，洗涤罐9底的水液位由液位计13根据罐内液位通过自动调节阀11-1调整。

实施例

下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。

河北某化工厂粉尘脱除装置采用按图1所示的一种对含固气体高效洗涤分离的装置与方法，通过设置混合管喷头，混合管，旋流芯管，过滤模块，扩散管，洗涤水喷头，对含尘气体进行混合、旋流分离、过滤、洗涤等工艺处理，充分将含尘气体中粉尘颗粒洗涤至水，从而降低气体中的固体颗粒含量，其中

(1)工艺条件

含尘气体中粉尘粒径为0.3-5μm，质量浓度约为250mg/m³。

(2)工艺流程与装置

如具体实施方式所述。

(3)应用效果

经过使用本发明所述的一种对含固气体洗涤分离的装置与方法，粉尘质量浓度下降至15mg/m³以下，除尘效率超过94％，有效降低了含固气体的粉尘含量。

Claims (8)

1.一种对含固气体洗涤分离的装置，其特征在于，所述装置包括：一个气体进口设置于洗涤罐罐壁下部，隔板设置于洗涤罐内中部，喷射旋流洗涤单管均匀安装在隔板上，喷射旋流洗涤单管由混合管、混合管喷头、旋流芯管、过滤模块、扩散管组成，带有混合管喷头的混合管位于隔板下方，喷头喷出方向与管内气体流向相同，混合管连接旋流芯管侧进口，旋流芯管底流口伸入洗涤罐液相中，扩散管位于隔板上方穿过隔板插入旋流芯管，扩散管中部设置过滤模块；洗涤水喷头位于扩散管上部，并与扩散管一一对应，隔板上设置溢流管，溢流管底流口伸入洗涤罐液相中，水出口位于洗涤罐底部通过管线连接过滤器进口，过滤器出口连接混合管喷头和洗涤水喷头。

2.如权利要求1中所述的装置，其特征在于，所述的混合管喷头距离旋流芯管侧进口为旋流芯管筒体柱段内径的1.2-4.4倍。

3.如权利要求1中所述的装置，其特征在于，所述过滤模块为丝网填料，当量设计目数为15-500μm。

4.如权利要求1中所述的装置，其特征在于，所述扩散管高度为旋流芯管溢流口柱段直径的10-50倍，扩散管锥度为0.05-0.2。

5.如权利要求1中所述的装置，其特征在于，所述洗涤水喷头距离扩散管顶部高度为扩散管高度的0.2-0.75倍。

6.采用如权利要求1所述装置对含固气体洗涤分离的方法，该方法包括以下步骤：

(a)含固气体由气体进口进入洗涤罐下部，均匀分配到各喷射旋流洗涤单管，含固气体与混合管喷头喷出的雾化水在混合管中混合，雾化液滴捕捉固体颗粒，混合管喷头喷出的雾化水流量由第二流量计根据含固气体进气流量通过第二自动调节阀调整；；

(b)雾化水与含固气体切向进入旋流芯管，在离心旋流的作用下，气相由旋流芯管溢流口上升至扩散管，液固结合体和较大的固体颗粒在离心力的作用下由旋流芯管底流口沉降到洗涤罐底；

(c)扩散管中部设置过滤模块，旋流分离后的净化气体向上流动通过过滤模块，流动过程中，固体颗粒一部分被过滤模块拦截，没有被拦截的微小固体颗粒随气体继续上升；

(d)过滤后的气体经扩散管减速，与洗涤水喷头喷出的雾化水对冲洗涤，同时对过滤模块进行反冲洗，洗涤水喷头喷出的雾化水流量由第一流量计根据含固气体进气流量通过第三自动调节阀调整；

(e)洗涤罐底的水经过滤器去除固相后，一部分返回混合管喷头，另一部分返回扩散管上部的洗涤水喷头，洗涤罐底的水液位由液位计根据罐内液位通过第一自动调节阀调整。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，混合管喷头水量为含固气体流量的0.5-1.5％，雾化的液滴直径为70-400μm。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中，扩散管上部的洗涤水喷头水量为含固气体流量的0.8-1.9％，雾化的液滴直径为100-470μm。

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