CN115253390B - 一种消泡除沫系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种消泡除沫系统，包括：用于进行消泡除沫的消泡除沫装置、用于对消泡除沫装置提供循环液的循环装置；消泡除沫装置沿气体的流动方向依次设置有进气口、用于消除气体中的气泡的消泡旋流组件和消泡喷淋组件、用于消除气体中的雾沫的除沫折板组件和除沫丝网组件、出气口；循环装置包括一循环管线，循环管线一端与消泡除沫装置的排液口连接，循环管线另一端与消泡喷淋组件的进液口连接；循环管线上安装有用于为循环液的流动提供动力的循环泵，还安装有用于将循环管线内的液体排出的排液管线、用于向循环管线内补充液体的进液管线，排液管线和进液管线上均安装有电动控制阀门。本申请技术方案提升了消泡除沫的整体效率。

Description

一种消泡除沫系统

技术领域

本申请涉及废气处理技术领域，特别涉及一种消泡除沫系统。

背景技术

工业生产中泡沫分为化学泡沫以及生物泡沫，化学泡沫是由于垃圾库区里的生活垃圾含有生活中用完后所丢弃的洗衣粉袋、洗发露瓶、沐浴露瓶等，会导致水体中含有大量表面活性剂；生活垃圾中有大量家庭、酒店所丢弃的肉、大米、青菜，其发酵所产生的蛋白质、糖甘多游离羟基、脂肪酸等物质都会大大降低水的表面张力，其与表面活性剂相配合，更易形成不易破裂的泡沫。

生化法处理废水时，由于污泥负荷增加，温度降低，pH值降低和溶解氧水平下降时，都会引起丝状菌的生长，当丝状菌处于优势菌种时，泡沫会大量出现；这类微生物大都呈丝状或枝状，易形成网，能网捕微粒和气泡，且丝状微生物体内含有脂类物质，比重比水轻容易浮到水面，被丝状网包围的气泡增加了其表面的张力，从而形成形状小，质量轻和具有疏水性的生物泡沫。该生物泡沫具有黏度大，稳定性强及难以破裂的特点，由于气泡表面有丝状网存在，气泡本身很难与消泡剂接触，限制了消泡手段。

在垃圾渗滤液以及炼化厂废水处理中，由于废水的组成复杂，含有各式各样的有机物包括表面活性剂等，在处理这类废水的过程中不可避免的出现了大量的致密且稳定的泡沫，这一类泡沫会堵塞设备排气，对废气处理过程产生巨大影响，导致生产受阻，且该类泡沫还带有固体小颗粒，长期运行过程中会导致管道结垢严重，影响生产；

常规的消泡装置(机械搅拌、超声波、热力等)消泡效率较低、能耗高，消泡剂消泡效率高，但对于表面附着固定颗粒或者其他可以隔绝消泡剂的物质时难以做到消泡，且这些常规消泡装置不具备除沫功能，对后端的尾气处理不友好；传统的除沫器(丝网、折板、旋片)遇到泡沫存在时除沫效率极低且压降大，除沫丝网甚至会被泡沫中的颗粒杂质堵塞，需要频繁维护。

发明内容

本申请提出一种消泡除沫系统，提升消泡除沫的整体效率。

本申请实施例提供一种消泡除沫系统，包括：用于进行消泡除沫的消泡除沫装置、用于对消泡除沫装置提供循环液的循环装置；

所述消泡除沫装置沿气体的流动方向依次设置有进气口、用于消除气体中的泡沫的消泡旋流组件和消泡喷淋组件、用于消除气体中的雾沫的除沫折板组件和除沫丝网组件、出气口；

所述进气口安装有进气管，所述出气口安装有用于将消泡除沫装置内部气体排出的负压风机，所述进气管线上安装一进气压力变送器，所述负压风机的进气口安装一腔体压力变送器，所述进气压力变送器和腔体压力变送器用于为所述负压风机提供气压信号；

所述循环装置包括一循环管线，所述循环管线一端与所述消泡除沫装置的排液口连接，所述循环管线另一端与所述消泡喷淋组件的进液口连接；所述循环管线上安装有用于为循环液的流动提供动力的循环泵，还安装有用于将循环管线内的液体排出的排液管线、用于向循环管线内补充液体的进液管线，所述排液管线和进液管线上均安装有电动控制阀门。

一些实施例中，所述循环管线上还安装有截止阀和止回阀，所述截止阀和止回阀依次安装于所述排液口和循环泵之间。

一些实施例中，所述循环管线上还安装有过滤器，所述过滤器安装于所述循环泵和消泡喷淋组件的进液口之间。

一些实施例中，还包括一用于监测过滤器是否堵塞的循环液压力变送器。

一些实施例中，所述消泡除沫装置还设有用于监测其内部液位是否正常的液位变送器，所述液位变送器与所述排液管线和进液管线上的电动控制阀门连接，用于向电动阀门发送液位信号。

一些实施例中，所述除沫折板组件连接有用于监测器是否堵塞的第一压力变送器，所述除沫丝网组件连接有用于监测器是否堵塞的第二压力变送器。

一些实施例中，所述消泡除沫装置内部依次设有相互连通的第一容纳腔、第二容纳腔及第三容纳腔，且所述第一容纳腔、第二容纳腔及第三容纳腔的内径逐渐增大；

所述进气口和排液口设于所述第一容纳腔，所述出气口设于所述第三容纳腔，所述消泡旋流组件和消泡喷淋组件设于所述第一容纳腔，所述除沫折板组件设于所述第二容纳腔，所述除沫丝网组件设于所述第三容纳腔。

一些实施例中，所述消泡旋流组件包括若干平行排布的旋流管，所述旋流管内部设有用于供气体流过的第一螺旋式流道。

一些实施例中，所述消泡喷淋组件包括至少一用于输出喷淋液的喷淋管，所述喷淋管上安装有若干用于喷出喷淋液的喷淋头。

一些实施例中，所述除沫折板组件包括若干平行排布的除沫折板，相邻两所述除沫折板之间的间隙构成供述气体流过的流道，且所述流道呈曲形设置。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：在消泡除沫装置上安装有循环装置，将消泡除沫装置在消泡除沫过程中分离出来的水进行循环后再次供其内部的消泡喷淋组件进行喷淋作业，实现液体的循环利用，且增加了多个压力变送器，用于保证消泡除沫装置内部的真空度，还可以防止各个装置的堵塞；

消泡除沫装置将消泡与除沫结合，采用旋流工艺配合喷淋，将含有泡沫的废气中的泡沫破碎释放出泡沫中的气体实现气液分离，避免影响后续的除沫，且整体结构合理设计最大化的提高装置的运行效率，同时具有负压装置，使腔体保持一定的负压状态，利于泡沫的破碎以及消除压降的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请消泡除沫装置整体结构示意图；

图2为本申请消泡旋流组件整体结构示意图；

图3为本申请消泡旋流组件俯视结构示意图；

图4为本申请消泡旋流组件仰视结构示意图；

图5为本申请旋流管结构示意图；

图6为本申请消泡喷淋组件俯视结构示意图；

图7为本申请除沫折板组件主视和侧视结构示意图；

图8为本申请除沫折板组件俯视结构示意图；

图9为本申请进气管内部结构示意图；

图10为本申请消泡除沫系统整体结构示意图；

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另有定义，本申请所使用的的所有技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

本实施例提出的一种消泡除沫系统，参考图1，包括：用于进行消泡除沫的消泡除沫装置1、用于对消泡除沫装置1提供循环液的循环装置；

所述消泡除沫装置1沿气体的流动方向依次设置有进气口14、用于消除气体中的泡沫的消泡旋流组件4和消泡喷淋组件5、用于消除气体中的雾沫的除沫折板组件6和除沫丝网组件7、出气口15；

所述进气口14安装有进气管2，所述出气口15安装有用于将消泡除沫装置1内部气体排出的负压风机3，所述进气管2线上安装一进气压力变送器91，所述负压风机3的进气口14安装一腔体压力变送器92，所述进气压力变送器91和腔体压力变送器92用于为所述负压风机3提供气压信号；

所述循环装置包括一循环管线81，所述循环管线81一端与所述消泡除沫装置1的排液口17连接，所述循环管线81另一端与所述消泡喷淋组件5的进液口连接；所述循环管线81上安装有用于为循环液的流动提供动力的循环泵82，还安装有用于将循环管线81内的液体排出的排液管线83、用于向循环管线81内补充液体的进液管线84，所述排液管线83和进液管线84上均安装有电动控制阀门。

应当说明的是，当含有泡沫的废气从进气管2进入，在进气管2上设有进气压力变送器91，其可以将气压信号传输给消泡除沫装置1顶部的负压风机3，从而供负压风机3进行功率调节做参考，控制消泡除沫装置1内部的真空度达到最佳消泡的程度；废气进入消泡除沫装置1后，经过消泡旋流组件4和消泡喷淋组件5，在双重消泡手段下，将废气中的泡沫消除，泡沫中的液体在重力作用下流入消泡除沫装置1下方，废气接着进入除沫折板组件6进行除沫，该段设有第一压力变送器95，用于监测折板是否有堵塞情况发生；废气通过除沫折板组件6之后进入除沫丝网组件7，该段为最后一段除沫装置，且除沫丝网组件7空隙极小，易发生堵塞，因此配备第二压力变送器96，通过压力变化来监测其堵塞情况，最后废气通过负压风机3从出气口15排出，负压风机3下方的进气口14设有一个腔体压力变送器92，用于监控消泡除沫装置1内部腔体的真空度，反馈信号给负压风机3变频，保持腔体内真空度稳定。

应当说明的是，腔体压力变送器92主要作用是监控腔体内的压力，由于腔体内压力是维持一个动态平衡，因此需要负压风机3的功率进行微调节，而其调节信号则是用由其进气口14的腔体压力变送器92传输，始终让其保持在设定压力范围。本实施例中的负压风机3可以产生-10kpa～-40kpa的真空度，负压风机3在进气压力变送器91和腔体压力变送器92两者对进气气压和腔体气压的监控下，实时调整期功率，从而调节腔体内的气压，保持整个系统哈的真空度，消除其压降，加强消泡的效果。

进一步地，所述循环管线81上还安装有截止阀85和止回阀86，所述截止阀85和止回阀86依次安装于所述排液口17和循环泵82之间。

进一步地，所述循环管线81上还安装有过滤器87，所述过滤器87安装于所述循环泵82和消泡喷淋组件5的进液口之间。本实施例中，该过滤器87采用Y型过滤器87，用于拦截循环液中的杂质，防止消泡喷淋组件5堵塞。

进一步地，还包括一用于监测过滤器87是否堵塞的循环液压力变送器93。当循环液压力变送器93压力不足时，则表明过滤器87堵塞，需要维护清理；同时表明循环液内杂质含量大，需要更换循环液。

进一步地，所述消泡除沫装置1还设有用于监测其内部液位是否正常的液位变送器94，所述液位变送器94与所述排液管线83和进液管线84上的电动控制阀门连接，用于向电动控制阀门发送液位信号。本实施例中，消泡除沫装置1最底部设有一集液腔16，用于回收其上方的组件在消泡除沫过程中分离下落的液体，该集液腔16可以设置为圆锥倒斗状结构，带有液位变送器94，集液腔16底部为排液口17，排液口17通过与循环液管线连接，通过截止阀85、止回阀86进入循环泵82，循环泵82将集液腔16内的液体送入消泡喷淋组件5，用于废气的协同消泡处理，由于消泡喷淋组件5的喷淋头出水口易堵塞，因此在循环泵82出水后加装过滤器87，去除循环液中的杂质。

当集液腔16的液位高于设定液位时，液位变送器94控制排液管线83的电动控制阀门自动打开，进行排液保持集液腔16的液位正常，液位正常后排液管线83的电动控制阀门自动关闭；当液位低于设定液位时，液位变送器94控制进液管线84的电动控制阀门自动打开，补充液体保持集液腔16的液位正常，液位正常后进液管线84的电动控制阀门自动关闭，应当说明的是，正常情况下，进液管用于输入外部的新鲜水，但是，当泡沫是由于大量表面活性剂造成时，新鲜水可由低浓度消泡剂代替，保证消泡效率。

进一步地，所述除沫折板组件6连接有用于监测器是否堵塞的第一压力变送器95，所述除沫丝网组件7连接有用于监测器是否堵塞的第二压力变送器96。

进一步地，参考图1，所述消泡除沫装置1内部依次设有相互连通的第一容纳腔11、第二容纳腔12及第三容纳腔13，且所述第一容纳腔11、第二容纳腔12及第三容纳腔13的内径逐渐增大；

所述进气口14和排液口17设于所述第一容纳腔11，所述出气口15设于所述第三容纳腔13，所述消泡旋流组件4和消泡喷淋组件5设于所述第一容纳腔11，所述除沫折板组件6设于所述第二容纳腔12，所述除沫丝网组件7设于所述第三容纳腔13。

应当说明的是，当夹带泡沫的废气通过进气管2进入消泡除沫装置1内之后，依次进过第一容纳腔11、第二容纳腔12及第三容纳腔13；由于消泡旋流组件4和消泡喷淋组件5去除气泡的效率极高，废气停留时间短，气体流速大，因此，第一容纳腔11的内径最小；除沫折板组件除沫效率低，对过流速度有限制(一般2～5m/s，最佳为3～4m/s)，以此来增加停留时间，因此第二容纳腔12直内径较大；当废气通过除沫丝网组件7时，废气中的雾沫含量较低，因此其除沫效率很低，过流速度相较于除沫折板组件更小(一般2～4m/s，最佳为3m/s)，因此第三容纳腔13内径最大。具体地，本实施例中，所述第二容纳腔12的内径为第一容纳腔11内径的3～8倍，所述第三容纳腔13的内径为第一容纳腔11内径的4～10倍。

进一步地，参考图2，所述消泡旋流组件4包括若干平行排布的旋流管41，所述旋流管41内部设有用于供气体流过的第一螺旋式流道。旋流管41为通过为气体提供一个螺旋式的流道，可以对气体产生一个旋流离心力，方便废气中的气液进行分离。

具体地，参考图3至5，本实施例中，所述旋流管41内部同轴设有一第一导向柱42，所述第一导向柱42延其长度方向依次安装有若干第一旋流叶片43，若干所述第一旋流叶片43之间构成供气体流过的第一螺旋式流道。同时，旋流管41用于流出气体的出口设置为喇叭状，方便气体的扩散。

进一步地，参考图6，所述消泡喷淋组件5包括至少一用于输出喷淋液的喷淋管51，所述喷淋管51上安装有若干用于喷出喷淋液的喷淋头52。通过喷林头喷出喷淋液，对泡沫进行破碎。本实施例中，喷淋管51可以采用316L或304材质，喷淋头52可以采用活动可旋转的结构，具体喷淋头52与喷淋管51之间可旋转铰接，喷淋头52旋转的动力可以通过喷淋液流动的动力提供。

进一步地，参考图7，所述除沫折板组件包括若干平行排布的除沫折板61，相邻两所述除沫折板61之间的间隙构成供述气体流过的流道，且所述流道呈曲形设置。通过改进除沫折板61的结构，将除沫折板61之间供气体流过的流道设置位曲形流道，从而可以增加流道的长度，增加气体停留的时间，提升除沫的效果。

具体地，本实施例中，任一所述除沫折板61沿气体的流动方向呈S型设置，相邻两除沫折板61之间的间隔设置为150～250mm，优选为200mm，除沫折板61的厚度可以设置为3mm，除沫折板61倾斜面与竖直面夹角设置为30～45°，保证除沫效果的同时，减少气体通过的阻力。

进一步地，任一所述除沫折板61表面还设有Λ型凸纹62，提升除沫折板61表面与废气的接触面积，使除沫效果更佳。

进一步地，参考图9，所述进气管2内部设有用于供气体流过的第二螺旋式流道。进气管2为通过为气体提供一个螺旋式的流道，可以对气体产生一个旋流离心力，方便对输入的气体进行第一次初步消泡，还可以将气体中的杂质等过滤掉，方便后续的消泡除沫。

具体地，本实施例中，所述进气管2内部同轴设有一第二导向柱21，所述第二导向柱21延其长度方向依次安装有若干第二旋流叶片22，若干所述第二旋流叶片22之间构成供气体流过的第二螺旋式流道。

以下，对本消泡除沫装置的工作过程做进一步说明：

含有泡沫的废气从进气口14进入进气管2，由于进气管2内部设有第二螺旋式流道，对含有泡沫的废气进行旋流分离，进行初步消泡，同时，本实施例中的进气管2的出气口15设置为喇叭状，废气通过进气管2的喇叭状出口扩散进入消泡旋流组件4；

消泡旋流组件4以旋流管41为主部件，均匀布置，旋流管41上下部位由上支撑板44、下支撑板45固定；废气进入旋流管41，经过旋流管41内部的第一旋流叶片43构成的第一螺旋式流道的导流后，产生旋流离心力，夹带泡沫的废气产生旋流并沿着旋流管41内壁螺旋上升，由于强离心力的作用泡沫气液分离，气体沿着从旋流管41的喇叭状出口扩散而出，液滴则顺着旋流管41内壁流入集液腔16，从排液口17排出；

消泡旋流组件4消泡后的废气由消泡喷淋组件5再次进行消泡处理，消泡喷淋组件5由喷淋管51以及沿着喷淋管51均匀布置的喷淋头52构成，本实施例中，喷淋头52利用水流的冲击力形成旋转，可实现更加均匀的布水，消泡喷淋组件5正常情况只用喷淋清水即可，对未破碎的泡沫进行进一步的消泡，并对旋流管41进行清洗，若泡沫中含有的表面活性剂量较大时，则喷淋液可以适当添加消泡剂，与消泡旋流组件4起到协同作用；喷淋下来的水沿着旋流管41喇叭状出口进入旋流管41中，沿着旋流管41内壁流入集液腔16，从排液口17排出；而位于顶部的可变频的负压风机3可以使消泡除沫装置1内部保持负压的状态(-10kpa～-40kpa)，使气泡液膜内外部产生压差变的不稳定，更加利于泡沫的破碎，同时可以消除由于内部消泡除沫过程中带来的压力损失。

废气经过两段消泡机构后，已经不夹带泡沫，但其带有大量雾沫，被消泡喷淋组件5处理过的气体再向上通过除沫折板组件进行除沫处理；

本实施例中，若干除沫折板61通过卡扣64安装在固定条63上，除沫折板61采用“S”形体，气体通过时会沿着除沫折板61表面通过，增加停留时间，整个流道急剧变化角度较小，整体的流道更长、压降更小，且除沫折板61表面的Λ型凸纹62增加了相对接触面积，使凝结雾沫效果更佳，经过除沫折板组件分离后，可将≥30μm的雾沫去除99％；

被除沫折板组件处理过的气体再向上通过除沫丝网组件7进行最终的除沫处理，本实施例中，除沫丝网组件7采用现有的除沫丝网装置，当带有雾沫的气体以一定速度上升通过丝网时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与丝网细丝相碰撞而附着在细丝表面上；细丝表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降,使雾沫形成较大的液滴沿着细丝流至两根丝的交接点；细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴越来越大，最终由于重力影响从导流细钢丝上，流至消泡除沫装置1内壁上实现气液分离，气体通过除沫丝网组件7后,雾沫粒径≤5μm，废气最终通过负压风机3经排气口排出。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种消泡除沫系统，其特征在于，包括：用于进行消泡除沫的消泡除沫装置、用于对消泡除沫装置提供循环液的循环装置；

所述消泡除沫装置沿气体的流动方向依次设置有进气口、用于消除气体中的泡沫的消泡旋流组件和消泡喷淋组件、用于消除气体中的雾沫的除沫折板组件和除沫丝网组件、出气口；

所述进气口安装有进气管，所述出气口安装有用于将消泡除沫装置内部气体排出的负压风机，所述进气管线上安装一进气压力变送器，所述负压风机的进气口安装一腔体压力变送器，所述进气压力变送器和腔体压力变送器用于为所述负压风机提供气压信号；

所述循环装置包括一循环管线，所述循环管线一端与所述消泡除沫装置的排液口连接，所述循环管线另一端与所述消泡喷淋组件的进液口连接；所述循环管线上安装有用于为循环液的流动提供动力的循环泵，还安装有用于将循环管线内的液体排出的排液管线、用于向循环管线内补充液体的进液管线，所述排液管线和进液管线上均安装有电动控制阀门；

所述循环管线上还安装有截止阀和止回阀，所述截止阀和止回阀依次安装于所述排液口和循环泵之间；

所述循环管线上还安装有过滤器，所述过滤器安装于所述循环泵和消泡喷淋组件的进液口之间；

所述消泡除沫装置内部依次设有相互连通的第一容纳腔、第二容纳腔及第三容纳腔，且所述第一容纳腔、第二容纳腔及第三容纳腔的内径逐渐增大；

所述进气口和排液口设于所述第一容纳腔，所述出气口设于所述第三容纳腔，所述消泡旋流组件和消泡喷淋组件设于所述第一容纳腔，所述除沫折板组件设于所述第二容纳腔，所述除沫丝网组件设于所述第三容纳腔；

所述消泡旋流组件包括若干平行排布的旋流管，所述旋流管内部设有用于供气体流过的第一螺旋式流道。

2.如权利要求1所述的消泡除沫系统，其特征在于，还包括一用于监测过滤器是否堵塞的循环液压力变送器。

3.如权利要求1所述的消泡除沫系统，其特征在于，所述消泡除沫装置还设有用于监测其内部液位是否正常的液位变送器，所述液位变送器与所述排液管线和进液管线上的电动控制阀门连接，用于向电动阀门发送液位信号。

4.如权利要求1所述的消泡除沫系统，其特征在于，所述除沫折板组件连接有用于监测器是否堵塞的第一压力变送器，所述除沫丝网组件连接有用于监测器是否堵塞的第二压力变送器。

5.如权利要求1所述的消泡除沫系统，其特征在于，所述消泡喷淋组件包括至少一用于输出喷淋液的喷淋管，所述喷淋管上安装有若干用于喷出喷淋液的喷淋头。

6.如权利要求1所述的消泡除沫系统，其特征在于，所述除沫折板组件包括若干平行排布的除沫折板，相邻两所述除沫折板之间的间隙构成供述气体流过的流道，且所述流道呈曲形设置。