CN114345062B - 一种洗涤器及挤出机挥发废气处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤出机挥发气处理的洗涤器及方法，其洗涤器主要包括：圆柱筒体、锥斗，筒体内部设有折流板、液体喷淋装置、传质筒体、液体喷淋口、气体导流板、气液导流板、气体入口等。本发明提供的洗涤器通过其设有的湍流传质区，设备内无死区设计，可对挤出机挥发废气进行三步净化，可对废气中的粉尘、液滴等进行高效吸附，同时设有喷淋装置可对粘附的聚合物及粉尘进行处理，避免了长时间运行导致粘附、堵塞等问题，同时将该洗涤器与气体VOC处理设备联合使用，可以应对挤出机挥发气的成分的复杂多样性，操作简单、运行安全。

Description

一种洗涤器及挤出机挥发废气处理方法

技术领域

本发明涉及工业废气处理净化技术领域，具体涉及一种洗涤器及挤出机挥发废气处理方法。

背景技术

挤出机是高分子材料生产领域关键设备，在挤出机的生产使用过程中，高分子材料及助剂在挤出机的高温加热及剪切混合作用下，会产生有机废气从挤出机排气口以及与切粒机连接的模头处挥发至空气中，污染操作环境，损害操作人员身体健康。由于挤出机内部物质多样性，导致挥发出的废气成分复杂，不仅含有VOC(苯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等)，也含有烟气、粉尘、高分子聚合物等。挤出机内部操作温度高，挥发废气中的部分有机物在收集处理的过程中遇冷易形成液滴、固体等，尤其是高分子物质凝结后黏度升高粘附在管道或设备表面，导致处理效率下降甚至损坏设备。

CN110604989A提出一种挤出机废气处理方法，废气先采用含有玻纤滤布及空气过滤棉组成的过滤介质对气体进行预处理，然后在通过喷淋洗涤、光催化等方法进行进一步处理，实际生产中的挤出机挥发气中含有烟气及聚合物，多聚体随着温度降低在过滤介质上粘附并与粉尘聚集形成油泥，容易进入滤孔介质内部然后干结堵塞滤布，导致过滤效率下降，即使刮除表面油泥，也不能明显改善过滤效率，导致滤材损失，设备损坏。

CN105597461A提出一种湿式洗涤器，尤其针对建材、矿石加工业的造成的粉尘粒度范围大，有很好的实用性-但该洗涤器的气体入口管道较长，由于挤出机挥发物易于遇冷凝结的特点，长时间运行气体入口管道表面容易粘附粉尘及聚合物，增加压损并影响运行效率。

CN105833627A提出一种水浴除尘器主要用于生石灰粉尘处理，设备入口设有金属丝网，但对挤出机废气高聚物粘附的特点并不适用，-容易在丝网处凝结粘附且容易堵孔，如果去除该金属丝网及多孔结构，烟气会与水形成大的冲击，接触不充分，吸附效率下降。

因此，针对挤出机废气物质成分的复杂多样性，急需一种高效、通用、简易的设备及处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种洗涤器及挤出机挥发废气处理方法，尤其适用于挤出机挥发的烟气处理，该方法涉及的工艺流程简单、设备成熟可靠。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种挤出机挥发气处理的洗涤器，所述洗涤器主要包括：气体出口801、折流板802、气体入口807、气体入口导流板808、筒体812、锥斗813、排渣口814、溢流缓冲槽815、溢流口816，湍流传质区，所述筒体下端设有锥斗813，锥斗底部设有排渣口814，所述筒体内装有吸收液体，筒体一侧设有溢流缓冲槽815，另一侧设有气体入口807，气体入口处还设有气体入口导流板808，筒体内部设有湍流传质区，溢流缓冲槽下方设有溢流口816，筒体内还设有折流板802，筒体上方设有气体出口801。

优选的，所述筒体上还设有液体补充管路803。

所述的气体入口末端设有气体入口导流板808，气体入口导流板末端插入液体表面以下10-30mm，有利于大的固体颗粒及液滴由于惯性力直接进入液体中。

所述的气体入口导流板由两段弧形挡板组成，组成“S”的镜像弧形结构，弧形结构死区小，压损少。同时下部分弧形结构任意一点的切线与水平线的夹角不得小于30°，有助于液体以及收集的固体颗粒流入液体进入锥斗中收集。

液面处还设有气液导流板809，其中，一部分位于液面下方，气液导流板809底部安装有类似阶梯式的内构件，气体入口导流板808底部区域设置气体分布结构，数量为2-4个，使得气体携带液体从气体分布结构空隙穿出与气液导流板上类似阶梯式的内构件上的竖直面上撞击，，形成喷溅水滴，上方液体可借助气液导流板809下端倾斜面回流至液体中，。由此气体入口导流板与气液导流板形成激荡混合区，同时控制气体穿出液面的速度在20-50m/s，使得气体与液体充分混合接触并降温，使得废气中容易凝结的物质析出，并被液体吸附脱落，形成第一步水洗净化。

气液导流板809上方设有第一气体导流板817，第一气体导流板817与筒体之间形成气流通道，气体沿该通道向上流动，并沿气体导流通道切线进入传质筒体内部。

所述传质筒体806为锥形筒，锥底设有第二气体导流板810，锥形筒两侧为环形气流通道，其中所述环形气流通道底部由传质筒体的锥底第二气体导流板810和环形气液导流板811组成，形成环形激荡混合区。环形气液导流板811为弧形，弧形结构任意一点的切线与水平线的夹角不得小于45°

所述的液体补充管路主要分为三部分进入洗涤器，第一部分从气体入口处进行喷淋，第二部分为气体入口导流板808与气液导流板809上方的气体通道处，第三部分为传质筒806上方。液体补充管路出液处设有喷淋装置804，其中第一部分与第二部分的喷淋装置可设置旋转喷头，使得液体可均匀喷溅设备表面，并形成水雾，可进行扑捉颗粒，也可清洗壁面。第三部分喷淋液体主要是在传质筒体壁面形成均匀液膜留下，气体经第一气体导流板817与折流板802形成气体通道沿切线进入传质筒体806，使得颗粒物在惯性力作用下在液膜表面被吸附，沿壁面流入液体中，此次形成二次净化。

所述的传质筒体顶部与最下面一块折流板连接，锥底第二气体导流板810为弧形，弧形结构任意一点的切线与水平线的夹角不得小于30°；，锥底的第二气体导流板810末端高度与气体入口导流板808相同，锥底第二气体导流板810与环形气液导流板811形成环形激荡混合区，气体从传质筒体进入液面从环形激荡混合区溢出，形成三级净化洗涤，最后沿环形气流通道流出。

所述的洗涤器内表面进行抛光处理，表面粗糙精度在0.2μm-0.6μm。

本发明的洗涤器可提供多级净化，更适用于挤出机气体洗涤，挥发废气通过洗涤器气体入口导流板与气液导流板之间的形成第一个激荡混合区，使得气体与液体在该区域产生强烈的湍流传质，混合区上方设置喷淋，该区域可对大颗粒液体及固体进行扑捉，形成一级水洗净化，同时对气体快速降温；气体沿着内部气体通道切线进入锥形传质筒体，同时在传质筒体的四周由喷淋液体形成液膜，气体夹杂的液滴、灰尘由于惯性与壁面接触，并被壁面的液体扑捉后沿着壁面流下，形成二级净化；气体通过传质筒在底部与液体接触，底部四周形成第二次激荡混合区，形成三级净化。使用该洗涤器的三级净化并结合活性炭或RTO等设备，可以高效应对挤出机挥发气的高温、成分复杂、难处理的特性，延长废气处理系统的运行周期。

一种挤出机挥发废气处理系统，包括：挤出机、集气罩、洗涤器、固液分离设备、后冷却设备及吸附装置，所述挤出机上方设有集气罩，集气罩收集的气体经废气收集管道进入洗涤器，所述气体经洗涤器洗涤后，上方排出气体进入后冷却设备，底部排出固液残渣经固液分离设备分离，冷却后的气体经吸附装置吸附后排出。

所述洗涤器优选本发明所述洗涤器。

固液分离设备可对固液进行分离，并对废固、废液分别处理，优选地固液分离槽。

后冷却设备可对带出的水汽进行气液分离，多采用气液分离罐或管壳式换热器，优选地为管壳式换热器，液体进入固液分离设备分离。

吸附装置可对低浓度，不溶的VOC进行吸附处理，采用含有吸附介质的吸附塔，吸附介质多采用活性炭、分子筛等，也可采用RTO焚烧炉，优选地为活性炭吸附，净化后的气体可高空排放，多采用引风机及烟囱。

所述的挤出机挥发气的处理方法，其主要步骤如下：从挤出机排气口和挤出与切粒之间丝条的挥发废气，通过集气罩及管道经气体入口进入洗涤器进行洗涤处理，洗涤器通过液体进口及喷淋装置向设备内喷入冷却液体，设备内液面可通过溢流缓冲槽维持，气体从洗涤器的气体出口排出后进入后处理设备处理，经过冷却处理的气体进入VOC处理设备处理，经处理后的气体经风机送入烟囱后，高空排放。

本发明提供的洗涤器通过其设有的湍流传质区，设备内无死区设计，可对挤出机挥发废气进行三步净化，可废气中的粉尘、液滴等进行高效吸附，同时设有喷淋装置可对粘附的聚合物及粉尘进行处理，避免了长时间运行导致粘附、堵塞等问题，同时将该洗涤器与气体VOC处理设备联合使用，可以应对挤出机挥发气的成分的复杂多样性，操作简单、运行安全。

附图说明

图1为本发明的洗涤器的结构示意图，其中：

801气体出口、802折流板、803液体补充管路、804喷淋装置、805气体导流通道、806传质筒体、807气体入口、808气体入口导流板、809气液导流板、810第二气体导流板、811环形气液导流板、812筒体、813锥斗、814排渣口、815溢流缓冲槽、816溢流口、817第一气体导流板。

图2为本发明洗涤中808气体入口导流板与809气液导流板形成激荡混合区的局部结构示意图，其中：808气体入口导流板、809气液导流板、811环形气液导流板

图3为本发明洗涤器结合其他设备联合使用的一种流程图，其中：

1挤出机、2挤出机排气口、3丝条、4、切粒设备、5、集气罩、7废气收集管道、6、补水管、8、洗涤器、9、液体溢流管、10、固液分离设备、11、后冷却设备、12、冷却回水、13、冷却进水、14、吸附装置、15、引风机、16、烟囱

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式仅用于说明本发明的内容，发明并不仅限于下述实施方式或实施例。应用本发明的构思对本发明进行的简单改变都在本发明要求保护的范围内

如图1所示本发明的洗涤器包括：气体出口801、折流板802、气体入口807、气体入口导流板808、筒体812、锥斗813、排渣口814、溢流缓冲槽815、溢流口816和湍流传质区，所述筒体下端设有锥斗813，锥斗底部设有排渣口814，所述筒体812内装有吸收液体，筒体812一侧设有溢流缓冲槽815，另一侧设有气体入口807，气体入口807处还设有气体入口导流板808，筒体812内部设有湍流传质区，溢流缓冲槽815下方设有溢流口816，筒体812内还设有折流板802，筒体812上方设有气体出口801。

优选的，所述筒体812上还设有液体补充管路803。

所述的气体入口807末端设有气体入口导流板808，气体入口导流板808末端插入液体表面以下10-30mm，有利于大的固体颗粒及液滴由于惯性力直接进入液体中。

所述的气体入口导流板808由两段弧形挡板组成，组成“S”的镜像弧形结构，弧形结构死区小，压损少。同时下部分弧形结构任意一点的切线与水平线的夹角不得小于30°，有助于液体以及收集的固体颗粒流入液体进入锥斗中收集。

液面处还设有气液导流板809，其中，一部分位于液面下方，气液导流板809底部安装有类似阶梯式的内构件，气体入口导流板808底部区域设置气体分布结构，数量为2-4个，使得气体携带液体从气体分布结构空隙穿出与气液导流板上类似阶梯式的内构件上的竖直面上撞击，形成喷溅水滴，上方液体可借助气液导流板809下端倾斜面回流至液体中-。由此气体入口导流板808与气液导流板809形成激荡混合区，同时控制气体穿出液面的速度在20-50m/s，使得气体与液体充分混合接触并降温，使得废气中容易凝结的物质析出，并被液体吸附脱落，形成第一步水洗净化。

气液导流板809上方设有第一气体导流板817，第一气体导流板817与筒体812之间形成气流通道，气体沿该通道向上流动，并继续沿第一气体导流板817与最下方的折流板802形成的通道流入传质筒体。

所述传质筒体806为锥形筒，锥底设有第二气体导流板810，锥形筒两侧为环形气流通道，其中所述环形气流通道底部由传质筒体的锥底第二气体导流板810和环形气液导流板811组成，形成环形激荡混合区。环形气液导流板811为弧形，弧形结构任意一点的切线与水平线的夹角不得小于-45°。

所述的液体补充管路主要分为三部分进入洗涤器，第一部分从气体入口处进行喷淋，第二部分为气体入口导流板808与气液导流板809上方的气体通道处，第三部分为传质筒上方。液体补充管路出液处设有喷淋装置804，其中第一部分与第二部分的喷淋装置804可设置旋转喷头，使得液体可均匀喷溅设备表面，并形成水雾，可进行扑捉颗粒，也可清洗壁面。第三部分喷淋液体主要是在传质筒体壁面形成均匀液膜留下，气体经第一气体导流板817与折流板形成气体通道沿切线进入传质筒体，使得颗粒物在惯性力作用下在液膜表面被吸附，沿壁面流入液体中，此次形成二次净化。

所述的传质筒体顶部与最下面一块折流板连接，锥底第二气体导流板810的结构形式与气体入口导流板808结构相似，锥底的第二气体导流板810末端高度与气体入口导流板808相同，锥底第二气体导流板810与环形气液导流板811形成环形激荡混合区，气体从传质筒体进入液面从环形激荡混合区溢出，形成三级净化洗涤，最后沿环形气流通道流出。

所述的洗涤器内表面进行抛光处理，表面粗糙精度在0.5μm。

一种挤出机挥发废气处理系统，包括：挤出机1、集气罩5、洗涤器8、固液分离设备10、后冷却设备11及吸附装置14，所述挤出机·上方设有集气罩5，集气罩5收集的气体经废气收集管道7进入洗涤器8，所述气体经洗涤器8洗涤后，上方排出气体进入后冷却设备11，底部排出固液残渣经固液分离设备10分离，冷却后的气体经吸附装置14吸附后排出。

洗涤器设备使用方法，其主要步骤如下：

从挤出机1的排气口2和丝条3的挥发废气，通过集风罩5及气体管道7经洗涤器气体入口807进入洗涤器8内，气体入口处设有喷淋设备804，气体夹带液体可对气体导流板808表面清洗，避免粘附。气体经气体导流板808的导流，气体首先与液体液面进行垂直接触，由于气体上导流板末端在液面以下，气体中的大粒径粉尘及液滴等杂质由于惯性作用进入液体中，气体通过气体导流板上808的气体分布结构818穿出液面,由于气速作用使得液面频繁波动震荡，使得气体不断的携带液体向气液导流板上809流动，气体携带液体从气体分布结构空隙穿出与气液导流板上类似阶梯式的内构件上的竖直面上撞击，-，形成喷溅水滴，由此气体入口导流板808与气液导流板809形成激荡混合区，气体经激荡混合器初步净化冷却之后，进入由气体导流板817与筒体812形成的气体通道，该处设有旋转喷头，可对析出的颗粒及粘结物进行吸附以及对设备内部壁面进行清洗。气体经该通道沿切线进入锥形筒体806，液体通过喷淋在筒体内壁面形成液膜，气体中夹带的固体及液体由于离心力与壁面接触，被吸附沿壁面落下形成再次净化，气体在传质筒体806底部由锥底第二气体导流板810导流再次穿出液体，锥底第二气体导流板810与环形气液导流板811形成环形激荡混合区，再次净化洗涤。经洗涤后的气体沿锥形筒体806与筒体812形成的气体通道向上流动，经折流板802除液之后，由气体出口801流出洗涤器8

从洗涤器8流出的气体进入换热器11，控制气体温度使得气体中容易凝结的水汽及VOC进冷却析出，经过冷却处理的气体进入VOC处理设备吸附处理，经处理后的气体经风机13送入烟囱11后，高空排放。

下面通过具体实施例对本发明的一种挤出机挥发气处理的洗涤器及方法进行进一步说明。

实施例中，处理对象的气体均为PMMA或改性生产工艺中一种挤出机设备挥发气，气体中含有易挥发的有机物，以及遇冷凝结的助剂及高分子聚合物等，气体处理量为8400Nm3/h，气体中含有的污染物总含量为200ppm-300ppm。

实施例1：

如图1所示，一种挤出机挥发气处理的洗涤器，其中气体入口直径400mm,圆柱外筒体直径为1800mm，圆柱外筒体高度为2800mm，锥斗高度为800mm。气体入口导流板以及锥底气体导流板末端插入液面10mm，气体入口导流板与锥底气体导流板底部均设置2个气体分布结构，第一、第二气液导流板上设置2个液体导流结构，筒体顶部设置二个折流板，设备内表面的粗糙度为0.5μm。

含有挥发物的气体由图3所示的的收集罩以及收集管道，通过洗涤器的入口导流板的引流进入洗涤内部进入第一激荡混合区清洗净化；一次净化后由气体导流板与筒体内壁形成的通道进入圆锥形筒体进行二次净化；然后通过圆锥形筒体底部锥底气流板与环形气液导流板形成的环形激荡混合区进行三次净化。新鲜液体的补入流量控制在5m³/h左右，气体通过折流板除雾，折流板进一步除雾。除雾后气体从洗涤器出口流出进入换热器，控制气体温度至10-15℃，使得气体中容易凝结的水汽及VOC进冷却析出，经过冷却处理的气体进入活性炭填料床吸附处理，经处理后的气体经风机送入烟囱后，15m高空排放。湿式洗涤器总体压降4Kpa,气体处理之后，满足大气排放要求，设备稳定运行。

实施例2：

与实施例1主体设备一致，仅调整上导流板末端在液面以下的距离为5mm，使用方法与实施例1一致，湿式洗涤器总体压降3Kpa，压损减少，排放气体达标，设备可稳定运行。

实施例3：

与实施例1主体设备一致，仅仅调整喷淋流量为8m³/h，喷淋水量增加，压降增大，湿式洗涤器总体压降6Kpa,排放气体达标，设备稳定运行。

上述实施例仅供说明本发明之用，而非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，还可以做出各种变化和变形，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (13)

1.一种挤出机挥发气处理的洗涤器，其特征在于，所述洗涤器主要包括：气体出口（801）、折流板（802）、气体入口（807）、气体入口导流板（808）、筒体（812）、锥斗（813）、排渣口（814）、溢流缓冲槽（815）、溢流口（816），湍流传质区，所述筒体下端设有锥斗（813），锥斗底部设有排渣口（814），所述筒体内装有吸收液体，筒体一侧设有溢流缓冲槽（815），另一侧设有气体入口（807），气体入口处还设有气体入口导流板（808），筒体（812）内部设有湍流传质区，溢流缓冲槽下方设有溢流口（816），筒体内还设有折流板（802），筒体上方设有气体出口（801）；

所述的气体入口末端设有气体入口导流板（808），气体入口导流板末端插入液体表面以下10-30mm；

所述湍流传质区包括气液导流板（809）、第一气体导流板（817）、传质筒体（806）、第二气体导流板（810）和环形气液导流板（811）。

2.根据权利要求1所述的洗涤器，其特征在于， 所述的气体入口导流板（808）由两段弧形挡板组成，组成“S”的镜像弧形结构，下部分弧形结构任意一点的切线与水平线的夹角不得小于30°。

3.根据权利要求1所述的洗涤器，其特征在于，液面处设有气液导流板（809），其中，一部分位于液面下方，气液导流板（809）底部安装有类似阶梯式的内构件，气体入口导流板（808）底部区域设置气体分布结构，数量为2-4个。

4.根据权利要求1所述的洗涤器，其特征在于，气体入口导流板与气液导流板（809）形成激荡混合区，同时控制气体穿出液面的速度在20-50m/s，使得气体与液体充分混合接触并降温，使得废气中容易凝结的物质析出，并被液体吸附脱落，形成第一步水洗净化。

5.根据权利要求1所述的洗涤器，其特征在于，所述气液导流板（809）上方设有第一气体导流板（817），第一气体导流板（817）与筒体（812）之间形成气流通道，气体沿该通道向上流动，并沿气体导流通道切线进入传质筒体（806）内部。

6.根据权利要求1所述的洗涤器，其特征在于，所述传质筒体（806）为锥形筒，锥底设有第二气体导流板（810），锥形筒两侧为环形气流通道，其中所述环形气流通道底部由传质筒体的锥底的第二气体导流板（810）和环形气液导流板（811）组成，形成环形激荡混合区；环形气液导流板（811）为弧形，弧形结构任意一点的切线与水平线的夹角不得小于45°。

7.根据权利要求1所述的洗涤器，其特征在于，所述筒体（812）上还设有液体补充管路（803）。

8.根据权利要求7所述的洗涤器，其特征在于，所述的液体补充管路主要分为三部分进入洗涤器，第一部分从气体入口处进行喷淋，第二部分位于气体入口导流板（808）与气液导流板（809）上方的气体通道处，第三部分设在传质筒体（806）上方。

9.根据权利要求8所述的洗涤器，其特征在于，液体补充管路出液处设有喷淋装置（804），其中第一部分与第二部分的喷淋装置设置旋转喷头。

10.根据权利要求1所述的洗涤器，其特征在于，所述的传质筒体（806）顶部与最下面一块折流板（802）连接相连。

11.根据权利要求6所述的洗涤器，其特征在于，所述锥底的第二气体导流板（810）为弧形，弧形结构任意一点的切线与水平线的夹角不得小于30°；锥底的第二气体导流板（810）末端高度与气体入口导流板（808）相同，锥底的第二气体导流板（810）与环形气液导流板（811）形成环形激荡混合区，气体从传质筒体进入液面从环形激荡混合区溢出，形成三级净化洗涤，最后沿环形气流通道流出。

12.根据权利要求1所述的洗涤器，其特征在于，所述的洗涤器内表面进行抛光处理，表面粗糙精度在0.2μm-0.6μm。

13.一种挤出机挥发废气处理系统，包括：挤出机（1）、集气罩（5）、洗涤器（8）、固液分离设备（10）、后冷却设备（11）及吸附装置（14），所述挤出机（1）上方设有集气罩（5），集气罩（5）收集的气体经废气收集管道进入洗涤器（8），所述气体经洗涤器洗涤后，上方排出气体进入后冷却设备（11），底部排出固液残渣经固液分离设备（10）分离，冷却后的气体经吸附装置（14）吸附后排出；

所述洗涤器为权利要求1-12任一项所述洗涤器。

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