CN117065571A - 一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟气净化技术领域，公开了一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，包括通入烟气的入口部、处理烟气的喷淋部和设于喷淋部上的直排烟囱，入口部的底端还设有浆池部，浆池部用于承接喷淋部处理烟气后的废液，入口部和喷淋部之间设有旋流部，旋流部用于将进入入口部中的烟气变成旋转上升状态，喷淋部的喷淋端沿着斜切于烟气走向布置。本发明利用压差产生剪切气流的原理，将烟气输入至喷淋区前成型为预旋流状态，并在喷淋区通过喷嘴射流的方向斜切于烟气走向布置，使烟气和水汽的混合物在塔体内产生再次产生旋流，配合预旋流状态，保持“烟‑汽”接触时间长，提高净化效率。

Description

一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置

技术领域

本发明涉及烟气净化领域，更具体地说，它涉及一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置。

背景技术

柴油机动力的船舶中，会产生烟气，烟气中夹杂大量未完全燃烧的燃料、燃烧产物和水分，直排大气会造成污染。

现在在处理船舶的烟气工艺中，普遍采用向下喷淋的高压旋转式活动喷嘴，因气液传质系数随相对运动速度的减小而降低，故要求由喷嘴喷出的净化浆液的压力比较高，净化浆液由喷嘴喷出的初始速度较高，使净化浆液与烟气接触时间短，同时喷嘴在向下喷淋的过程中，因重力原因烟气与净化烟气不能持续高效接触，处理后排出的烟气中烟尘和硫化物仍旧超标，烟气过滤无法达标，需要多次进行过滤净化，排出时也不利于环境保护。

发明内容

本发明提供一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，解决相关技术中用于解决因气液传质系数随相对运动速度的减小而降低，烟气和净化烟气接触时间短，且不能持续高效接触的技术问题。

本发明提供了一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，包括通入烟气的入口部、处理烟气的喷淋部和设于喷淋部上的直排烟囱，入口部的底端还设有浆池部，浆池部用于承接喷淋部处理烟气后的废液，入口部和喷淋部之间设有旋流部，旋流部用于将进入入口部中的烟气变成旋转上升状态，喷淋部的喷淋端沿着斜切于烟气走向布置，烟气和喷淋端喷出的喷淋物混合后，在喷淋部内产生漩涡状的混合气流束，混合气流束将烟气与喷淋物混合形成液滴后汇聚至浆池部；

旋流部包括驱动轴、分布增效器、聚拢喷斗和外引导件，分布增效器设于入口部的上方，烟气通过增效器后，烟气被均匀分布到聚拢喷斗的处理截面上，外引导件套设于聚拢喷斗的外侧，聚拢喷头设于分布增效器的上方，驱动轴的驱动端与外引导件的外壁相连接；

外引导件包括两个引导罩，两个引导罩相对设置，两个引导罩之间可围合呈中空筒状结构，驱动轴可带动两个引导罩沿着引导罩的开口端所在平面相向移动或者相对移动，在两个引导罩相向移动时，两个引导罩的两端分别形成两组引导间隙；

旋流部的外壁两侧均设有补充法兰，两个补充法兰的进气端分别与两组引导间隙的位置相对应。

进一步地，驱动轴的轴端连接有同轴异向件、连接件和丝杠，同轴异向件的两端通过连接件与丝杠的端部相连接，同轴异向件带动两侧丝杠异向转动。

进一步地，引导罩的外侧设有连接块，丝杠穿插连接至连接块的内部。

进一步地，喷淋部包括至少三组喷淋架，喷淋架水平设置于喷淋部内，喷淋架上设有若干个喷嘴，喷嘴喷出雾化的喷淋液，喷嘴的喷出方向斜切于烟气走向布置。

进一步地，喷淋架包括内混合区、抵消区和冲洗区，抵消区位于内混合区和冲洗区之间，内混合区和抵消区的喷嘴喷出的斜切方向相反，内混合区的喷嘴喷出的斜切方向与烟气的旋转上升状态中旋转方向一致。

进一步地，冲洗区中喷嘴的斜切方向与喷淋部的外围边缘处的切向方向一致，冲洗区用于冲洗烟气和喷淋液混合后的废液。

进一步地，喷淋架包括进液管、支管和液压传感器，支管垂直分布于进液管的两侧，喷嘴通过管道安装于支管的两侧外壁上，液压传感器设于进液管的管端。

进一步地，分布增效器包括缓速罩和分布扇叶，缓速罩的端面设有第一隔板，分布扇叶排布在第一隔板上，分布扇叶用于均布烟气进入喷淋部。

进一步地，喷淋部的上方设有除雾部，除雾部用于对排出气体进行除雾处理，除雾部包括筒体、第二隔板和除雾器，除雾器设于筒体内的第二隔板上。

进一步地，入口部设有进气法兰，进气法兰的末端沿着入口部的横截面的切线方向。

本发明的有益效果在于：本净化装置中利用压差产生剪切气流的原理，将烟气输入至喷淋区前成型为预旋流状态，并在喷淋区通过喷嘴射流的方向斜切于烟气走向布置，使烟气和水汽的混合物在塔体内产生再次产生旋流，配合预旋流状态，保持“烟-汽”接触时间长，提高净化效率；

同样的，本净化装置中配合预旋流状态的喷淋方式，也使排水冗余较之分别提高了20%和22%，排烟冗余提升了15%和17%，用水量较传统喷淋方式节约了18.2%，日常运行的能耗明显下降，效率得到提升。

附图说明

图1是本发明提出的一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置的结构示意图；

图2是本发明的图1的局部去壳体结构示意图；

图3是本发明的图2中的分布增效器、聚拢喷斗和外引导件的结构示意图；

图4是本发明的外引导件的连接结构示意图；

图5是本发明的图4中外引导件的作业效果示意图；

图6是本发明的图2中的喷淋架结构示意图；

图7是本发明的图6中的喷淋架喷淋分区效果示意图；

图8是本发明的图2中的除雾部结构示意图。

图中：100、浆池部；200、入口部；300、进气法兰；400、旋流部；410、补充法兰；420、驱动组件；421、驱动轴；422、同轴异向件；423、连接件；424、丝杠；430、分布增效器；431、缓速罩；432、第一隔板；433、分布扇叶；440、聚拢喷斗；450、外引导件；451、引导罩；452、连接块；500、喷淋部；510、喷淋架；511、进液管；512、支管；513、喷嘴；514、液压传感器；515、内混合区；516、抵消区；517、冲洗区；600、除雾部；610、筒体；620、第二隔板；630、除雾器；700、直排烟囱。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

参阅图1-图8所示，一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，包括通入烟气的入口部200、处理烟气的喷淋部500和设于喷淋部500上的直排烟囱700，入口部200的底端还设有浆池部100，浆池部100用于承接喷淋部500处理烟气后的废液，入口部200和喷淋部500之间设有旋流部400，旋流部400用于将进入入口部200中的烟气变成旋转上升状态，喷淋部500的喷淋端沿着斜切于烟气走向布置，烟气和喷淋端喷出的喷淋物混合后，在喷淋部500内产生漩涡状的混合气流束，混合气流束将烟气与喷淋物混合形成液滴后汇聚至浆池部100；

旋流部400包括驱动轴421、分布增效器430、聚拢喷斗440和外引导件450，分布增效器430设于入口部200的上方，烟气通过增效器后，烟气被均匀分布到聚拢喷斗440的处理截面上，外引导件450套设于聚拢喷斗440的外侧，聚拢喷头设于分布增效器430的上方，驱动轴421的驱动端与外引导件450的外壁相连接；

外引导件450包括两个引导罩451，两个引导罩451相对设置，两个引导罩451之间可围合呈中空筒状结构，驱动轴421可带动两个引导罩451沿着引导罩451的开口端所在平面相向移动或者相对移动，在两个引导罩451相向移动时，两个引导罩451的两端分别形成两组引导间隙；

在旋流部400的外壁两侧均设有补充法兰410，两个补充法兰410的进气端分别与两组引导间隙的位置相对应，补充法兰410的端部设有控制阀，控制阀在引导罩451作业时也同步作业，即引导间隙产生时，控制阀开启；

驱动轴421的轴端连接有同轴异向件422、连接件423和丝杠424，同轴异向件422的两端通过连接件423与丝杠424的端部相连接，同轴异向件422带动两侧丝杠424异向转动，引导罩451的外侧设有连接块452，丝杠424穿插连接至连接块452的内部，驱动组件420包括但不限于驱动电机和驱动轴421，驱动轴421的轴端设有驱动电机，驱动电机带动驱动组件420动作；

其中同轴异向件422包括驱动锥齿轮和第一从动锥齿轮、第二从动锥齿轮，如图4所示，第一从动锥齿轮、第二从动锥齿轮均与驱动锥齿轮相啮合，第一从动锥齿轮、第二从动锥齿轮通过轴与连接件423相连接，连接件423包括第一连接锥齿轮组和第二连接锥齿轮组，第一连接锥齿轮组和第二连接锥齿轮组均包括呈九十度啮合连接的锥齿轮，且第一连接锥齿轮组和第二连接锥齿轮组的输出端与丝杠424相连接；

具体的，驱动电机驱动驱动锥齿轮转动，带动第一从动锥齿轮、第二从动锥齿轮异向转动，同样的，第一连接锥齿轮组和第二连接锥齿轮组同轴传动下，两侧的丝杠424异向转动，丝杠424异向转动，其中引导罩451的底侧设有引导限位，与其啮合连接的连接块452异向移动时，引导罩451也异向移动。

喷淋部500包括至少三组喷淋架510，如图2所示，喷淋架510是有三组的，且喷淋架510的端部安装有水源，用于输入至喷淋架510中实现喷淋作业，其中喷淋架510水平设置于喷淋部500内，喷淋架510上设有若干个喷嘴513，喷嘴513喷出雾化的喷淋液，喷嘴513的喷出方向斜切于烟气走向布置，具体的，喷淋架510包括进液管511、支管512和液压传感器514，支管512垂直分布于进液管511的两侧，喷嘴513通过管道安装于支管512的两侧外壁上，液压传感器514设于进液管511的管端，液压传感器514为现有技术，主要用于检测输入的水源的水压是否满足喷淋需求。

喷淋架510包括内混合区515、抵消区516和冲洗区517，抵消区516位于内混合区515和冲洗区517之间，内混合区515和抵消区516的喷嘴513喷出的斜切方向相反，内混合区515的喷嘴513喷出的斜切方向与烟气的旋转上升状态中旋转方向一致。

冲洗区517中喷嘴513的斜切方向与喷淋部500的外围边缘处的切向方向一致，冲洗区517用于冲洗烟气和喷淋液混合后的废液。

分布增效器430包括缓速罩431和分布扇叶433，缓速罩431的端面设有第一隔板432，分布扇叶433排布在第一隔板432上，分布扇叶433用于均布烟气进入喷淋部500。

喷淋部500的上方设有除雾部600，除雾部600用于对排出气体进行除雾处理，除雾部600包括筒体610、第二隔板620和除雾器630，除雾器630设于筒体610内的第二隔板620上，其中除雾器630为现有技术，除雾器630主要是由波形叶片、板片、卡条等固定装置组成，在湿法处理烟气过程中，主要针对产生粒径为10--60μm的“雾”，“雾”不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、二氧化硫等，被净化的气体在离开处理装置之前均要除雾处理。

其中入口部200设有进气法兰300，进气法兰300的末端沿着入口部200的横截面的切线方向，即烟气进入也是沿着净化装置的输入端的切线方向。

本利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置适用于烟气量小的船用柴油机所产生的烟气处理，具体的净化流程如下：

一、输入

柴油机排出烟气通过管道引入入口部200，入口部200中进气法兰300引导烟气进入设备的壳体中进行处理；

二、预旋流

烟气进入旋流部400，由于烟气为高温的固气混合物，其进入后是无法均布通过喷淋部500，故先通过分布增效器430，分布增效器430中借助烟气通过时，分布扇叶433将烟气向中聚拢喷斗440一端聚集，保证烟气均布通过聚拢喷斗440，聚拢喷斗440为塔形结构，上端口较下端口小，高温烟气输出时，高温烟气上升，致使靠近聚拢喷斗440一侧的气压降低，此时引导罩451为交错状态，即引导罩451的两端均有引导间隙，如图5所示，其中大量的空气通过补充法兰410引入引导间隙中，引导间隙的螺旋结构，空气涌入时形成剪切气流，则会使烟气呈旋转状上升，类似于龙卷风结构，即实现了预旋流；

三、喷淋

预旋流后的烟气进入喷淋部500中，喷淋部500中的喷淋架510分为多层，喷淋部500的喷淋作业部件是由不同喷射角度的喷嘴513构成，喷嘴513通过喷淋架510上沿着定向设置，根据不同喷射角度，例如90°或120°，和不同高度进行喷淋，对上升烟气进行斜切，使烟气和水汽的混合物在塔体内产生再一次旋流，增加“烟-汽”在塔内混合的时间，同时提高净化效率；

具体的，在内混合区515，由于预旋流的旋转方向和喷淋的斜切方向一致，故喷淋出的雾化的喷淋液与旋流中的烟气快速混合，不断随着旋流转动并混合，烟气中杂质和液滴混合成较大的单位时，被不断向外抛离，遇到抵消区516，抵消区516的喷淋的斜切方向相反，故形成冲击，并再一次混合碰撞，此时处理烟气后的单位会被抛至冲洗区517，冲洗区517则将该单位冲洗至下侧，汇入至浆池部100内收集；

四、除雾排出

处理后针对其中产生粒径为10-60μm的“雾”，即水汽和其中溶入的硫酸、硫酸盐、二氧化硫等，处理后即可通过直排烟囱700进行排放。

上面对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (10)

1.一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，包括通入烟气的入口部（200）、处理烟气的喷淋部（500）和设于喷淋部（500）上的直排烟囱（700），入口部（200）的底端还设有浆池部（100），浆池部（100）用于承接喷淋部（500）处理烟气后的废液，其特征在于，入口部（200）和喷淋部（500）之间设有旋流部（400），旋流部（400）用于将进入入口部（200）中的烟气变成旋转上升状态，喷淋部（500）的喷淋端沿着斜切于烟气走向布置，烟气和喷淋端喷出的喷淋物混合后，在喷淋部（500）内产生漩涡状的混合气流束，混合气流束将烟气与喷淋物混合形成液滴后汇聚至浆池部（100）；

旋流部（400）包括驱动轴（421）、分布增效器（430）、聚拢喷斗（440）和外引导件（450），分布增效器（430）设于入口部（200）的上方，烟气通过增效器后，烟气被均匀分布到聚拢喷斗（440）的处理截面上，外引导件（450）套设于聚拢喷斗（440）的外侧，聚拢喷头设于分布增效器（430）的上方，驱动轴（421）的驱动端与外引导件（450）的外壁相连接；

外引导件（450）包括两个引导罩（451），两个引导罩（451）相对设置，两个引导罩（451）之间可围合呈中空筒状结构，驱动轴（421）可带动两个引导罩（451）沿着引导罩（451）的开口端所在平面相向移动或者相对移动，在两个引导罩（451）相向移动时，两个引导罩（451）的两端分别形成两组引导间隙；

旋流部（400）的外壁两侧均设有补充法兰（410），两个补充法兰（410）的进气端分别与两组引导间隙的位置相对应。

2.根据权利要求1所述的一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，其特征在于，驱动轴（421）的轴端连接有同轴异向件（422）、连接件（423）和丝杠（424），同轴异向件（422）的两端通过连接件（423）与丝杠（424）的端部相连接，同轴异向件（422）带动两侧丝杠（424）异向转动。

3.根据权利要求2所述的一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，其特征在于，引导罩（451）的外侧设有连接块（452），丝杠（424）穿插连接至连接块（452）的内部。

4.根据权利要求3所述的一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，其特征在于，喷淋部（500）包括至少三组喷淋架（510），喷淋架（510）水平设置于喷淋部（500）内，喷淋架（510）上设有若干个喷嘴（513），喷嘴（513）喷出雾化的喷淋液，喷嘴（513）的喷出方向斜切于烟气走向布置。

5.根据权利要求4所述的一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，其特征在于，喷淋架（510）包括内混合区（515）、抵消区（516）和冲洗区（517），抵消区（516）位于内混合区（515）和冲洗区（517）之间，内混合区（515）和抵消区（516）的喷嘴（513）喷出的斜切方向相反，内混合区（515）的喷嘴（513）喷出的斜切方向与烟气的旋转上升状态中旋转方向一致。

6.根据权利要求5所述的一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，其特征在于，冲洗区（517）中喷嘴（513）的斜切方向与喷淋部（500）的外围边缘处的切向方向一致，冲洗区（517）用于冲洗烟气和喷淋液混合后的废液。

7.根据权利要求6所述的一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，其特征在于，喷淋架（510）包括进液管（511）、支管（512）和液压传感器（514），支管（512）垂直分布于进液管（511）的两侧，喷嘴（513）通过管道安装于支管（512）的两侧外壁上，液压传感器（514）设于进液管（511）的管端。

8.根据权利要求7所述的一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，其特征在于，分布增效器（430）包括缓速罩（431）和分布扇叶（433），缓速罩（431）的端面设有第一隔板（432），分布扇叶（433）排布在第一隔板（432）上，分布扇叶（433）用于均布烟气进入喷淋部（500）。

9.根据权利要求8所述的一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，其特征在于，喷淋部（500）的上方设有除雾部（600），除雾部（600）用于对排出气体进行除雾处理，除雾部（600）包括筒体（610）、第二隔板（620）和除雾器（630），除雾器（630）设于筒体（610）内的第二隔板（620）上。

10.根据权利要求9所述的一种利用旋流提高净化效率的烟气过滤智能净化装置，其特征在于，入口部（200）设有进气法兰（300），进气法兰（300）的末端沿着入口部（200）的横截面的切线方向。