CN1181904C - 一种紧凑的用于洗涤废气的级联式涤气器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种级联式涤气器，用该涤气器可以在一个相同的涤气器中进行废气的湿法洗涤以及从气体中除去液滴，从而产生出纯净无液滴的气体。因此必须把代表级联式涤气器的级联管和用于除去液滴的设备结合成单一的小型机构，该机构由几个嵌套的腔室形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种级联式涤气器，采用该涤气器可以在一个相同的涤气器中进行废气的湿法洗涤以及从气体中除去液滴，从而产生出纯净无液滴的气体。因此必须把代表级联式涤气器的级联管和用于除去液滴的设备结合成单一的紧凑机构，该机构由几个嵌套的腔室形成。
背景技术
气体的洗涤在原理上可以分为两个阶段，实际的洗涤和随后的液滴分离。经常使用的一种涤气器类型为文丘里涤气器，另一种为级联式涤气器。
在级联式涤气器(即Bauart BACHO)中，所要洗涤的气体在减压中被吸进洗涤液中并且从那里被向上吸以穿过围绕在中心管周围的环形管。使已经带有液体的气体与包围着中心管的板撞击，该板使气体再次向下引导。因此，实现了液体的“自液滴成形”，并因此进行气体的最终洗涤。液滴分离在单独的液滴分离器中进行。
在文献例如H.Barer，Y.B.G Varma：“空气污染控制设备”，Springer-Verlag，1981，pp.219-239中描述了不同类型的液滴分离器。主要类型的液滴分离器有曲折通道、离心或典型过滤器原理。
发明概述
在本发明中，一种用于洗涤废气的级联式涤气器，其中所述涤气器包含几根用于洗涤气体的级联管、用于将气体输送给涤气器的入口通道、用于使气体从涤气器中排出的排放管以及用于洗涤气体的液体容器，其特征在于，气体洗涤装置和液滴分离装置在涤气器中合并成一种由几个嵌套腔室组成的紧凑设备，级联管设置在包围着它们的环形外部腔室中，在那里来自每个级联管的单独气流重新合并，整体气体分配腔室设在涤气器的上面部分中，并且与级联管连接以便将来自该腔室中的气体分配给级联管，气体分配腔室包围着气体排放管，外部腔室通过至少局部切向设置的隔壁与另一个环形腔室连接，包含有隔壁的环形腔室设置在外部腔室的内部，形成涤气器的液滴分离装置的至少两个以上的嵌套腔室设置在包含有切向隔壁的腔室内部，液滴分离装置的最里面的腔室装配在液面处，并且具有朝着顶部变窄的锥形旋流器，液滴分离装置的最里面的腔室与纯净干燥的气体的排放管连接。
气体分配腔室的底部是倾斜的，从而腔室的横断面积随着离入口通道的距离增加而减小。
外部腔室的上面部分的横断面积小于下面部分的横断面积，外部腔室通过至少局部切向设置的隔壁与另一个环形腔室连接。
隔壁将所述环形腔室分割成段，其数目最多为级联管数目的一半。
环形腔室的上面部分的横断面积大于腔室下面部分的横断面积。
该设备在减压下工作。
涤气器在气体洗涤装置和液滴分离装置处为圆柱形并且在下面部分处为圆锥形。
具有几个级联洗涤装置的优点在于气体体积的改变可以很快地起反应。在该情况中，当气体从完整的气体空间分配到几个级联管中时，非常容易切断一些管以便在气体体积减小时使这些级联管中的条件优化。可以通过调节通道的表面积或者通过完全切断一些通道来在引入切向通道中进行液滴分离器中的相应容量的调节。众所周知，分离容量(离心力)只有在增加切向引入速度时才会改善。
在本发明的实施方案中，首先将所有气体引导到共同腔室中，从那里气体被分到几个洗涤装置中。成功的分配自然取决于分配腔室的结构。空调技术领域中所公知的一种分配方法是改变流体沿着流动方向的断面。典型的方法是在环形分配腔室中使用倾斜底部。对于液滴分离器来说如果涤气器只有一条通道的话也是有利的，换句话说，来自级联管的气体的支流在洗涤至少两次之后被合并。第一次是紧接在位于气体分配腔室上面的环形腔室中的级联管中进行洗涤之后。在合并气流之后，该气体在下一个环形腔室中被分成支流，这些支流然后重新合并以流入液滴分离器。
对称性和采用基本上为圆柱形的壁是根据本发明的涤气器的特征。由于强度的原因所以这尤为显著，因为在大多数涤气器中使用了减压，并且上述特性防止涤气器在使用减压时塌陷。实际洗涤最好在减压中进行-即该气体通过设置在涤气器后面的鼓风器达到合适的速度。显然洗涤也可以在压力下作用，但是这对于鼓风器将又热又脏的气体输送穿过它不是有利的。
在根据本发明的设备中，级联洗涤装置是类似的并且对称地放置，从而目的在于优化气体分配。如果关闭一些洗涤装置的话，则对称地关闭也是有利的。沿着几条通道将在级联管中被洗涤的气体切向地引导到下面的内部环形空间中，在那里气体的支流合并在一起。
附图的简要说明
在附图中还进一步描述了本发明，其中：
图1显示出现有技术的级联式涤气器；
图2在局部剖视图中显示出本发明的一个实施方案的一般原理；
图3A为垂直断面并且图3B为根据本发明的一种涤气器的横断面；
图4为本发明的另一个实施方案的垂直断面，其中液滴分离器涡流室的底部已经上升；
图5A和5B为已经被改变以减小其直径的涤气器的另外的垂直断面和横断面；
图6显示出涤气器，其中液滴分离器的上盖已经下降；
图7A和7B是根据本发明的涤气器的垂直断面和横断面，其中环形腔室的底部已经成形；
图8显示出涤气器的横断面，其中级联管以几个圆圈的形式设置；
并且图9显示出级联管已经成形的横断面；
具体实施方式
图1显示出现有技术的一种废气洗涤设备，该设备包括洗涤部分1和单独的液滴分离装置2。在涤气器的内部设有几根级联管3，并且在涤气器的下面部分中将洗涤水排放进容器4中。单根级联管由内管5、围绕着它的外管6以及设在内管周围的撞击板7构成。把被引入到涤气器的气体输送进级联管的内管5中，从那里输送到位于所述管下面并围绕着它的外管6，在那里该气体可以喷射进外管中的水表面上。部分被洗涤且带有来自所述水的液滴的气体在外管中向上升并且与盘形撞击板7接触，该撞击板又将气体的方向改变成向下。在撞击和弯曲之后，气体的方向再一次转成向外，并且从所述洗涤装置通过连接管8将气体排出到液滴分离装置中，在那里在洗涤期间附着有液滴的气体被分离并且从所述装置中排出被洗涤的气体。
根据本发明的涤气器的原理图2显示出涤气器10在涤气器和液滴分离器部分处的断面是圆柱形的，并且在底部处是圆锥形的。所要洗涤的气体通过入口通道9进入涤气器，并且通过涤气器内部的液滴分离器装置排出管11排出被洗涤的气体。如部分打开的附图所显示出的一样，在涤气器的下面部分的圆圈中具有几根级联管12。在涤气器的下面部分中的水箱13中的洗涤水的表面14一直延伸到级联管。涤气器的下面部分优选为圆锥形，从而所要从气体中洗掉的固体就更容易被洗涤水洗出去。该附图还显示出涤气器的结构是圆柱形的并且小型的，因此容易维护。
在图3A和3B中更详细地显示出根据本发明的级联式涤气器的结构。气体入口通道9与在涤气器10的顶部中设在液滴分离室16周围的环形气体分配腔室15连接。在其下面部分，气体分配腔室与级联管12的内管17连接，所要洗涤的气体从腔室15排进到该内管中。如现有技术所提到的一样，级联管在该情况中也由内管17、外管18和安装在内管上的盘形撞击板19组成。当内管设置在其下边缘低于液面14的这个高度处时，洗涤效率被最大化，但是在该情况中，压力损失也增加。外管在级联管中包围着内管，并且上面部分稍稍高于液面。
还有如图3A和3B所示，级联管12优选设在位于气体分配腔室15的下面的涤气器的外壳中并且在外部腔室20内部。在级联管撞击板之后，气体在级联管周围的外部腔室中向上流动，同时与来自每个级联管的气体会合。为了分离在洗涤期间附着在气体中的水滴，对于气体而言最好给予气体一种旋转运动。为此在涤气器中形成有带有隔壁的腔室，从而在朝着外部腔室的底部处该隔壁是整体的，但是在顶部环形腔室中通过切向设置的隔壁23被分成段24。段的数量优选最多为级联管数量的一半。通过隔壁23的帮助使得在外部腔室中均匀流动的气体被分成支流，这些支流通过隔壁的帮助而旋转。
图3A和3B还显示出朝着涤气器中心向前在被分成段的腔室22内部还有另外的环形腔室25。这里在属于液滴分离装置的腔室25中，来自前面腔室的段24的单独气流再次会合成均匀的切向流。通过切向流获得离心力，从而将气体中所包含的液滴甩到腔室壁上，在那里它们流到涤气器底部中的洗涤液中。当该设备包括几个腔室时，涤气器的液滴分离容量被改善，在腔室中气体处于旋转运动状态，并且其中每个随后的腔室其横截面积小于前一个。
在气流分割腔室22和重新合并腔室25之外，该液滴分离装置还包括液滴分离腔室16和排放管11以及锥形旋流器26。朝向顶部变窄的锥形旋流器26设在液滴分离腔室下面的正好在液面上方的位置处。其任务是使向腔室中心产生的气体涡流稳定，并且防止涡流从液面中将液体吸收进入液滴分离腔室的气流中。气体的涡流在液滴分离腔室16中继续，因此获得纯净无液滴的气体，该气体通过排放管11排出。离心力的大小取决于如气体的切向速度，可以采用入口通道9中的调节元件(在该图中没有详细显示出)根据容量来调节。
在图3中所示的涤气器和在图4中所示的涤气器之间的基本差异在于涤气器的尺寸可以通过使液滴分离腔室16的下边缘27上升来减小，从而气体可以仍然在气流合并腔室25中流动，该腔室的横断面积小于前面的涤气器。
在图5A和5B中所示的实施方案中，为了减小涤气器的尺寸，在腔室的顶部处减小环形外部腔室20的横断面积，因为从那里可以使气体流向接下来的内部腔室。因此，可以减小外部腔室的横断面积。接下来的内部腔室22沿着流动方向的横断面积在腔室的底部中已经减小，因为单独的气流主要在腔室的顶部中流动。通过改变腔室之间的隔壁21的结构来改变腔室的横断面积。
图6中的涤气器结构与图5A和5B中所示的一样，但是液滴分离腔室的下边缘27已经进一步下降，从而除了排放管11之外涤气器的盖子部分是完整的。
图7显示出一种涤气器结构，其中气体分配腔室15的底部28已经倾斜，从而分配腔室的横断面积随着离入口通道的距离增加而减小。这样，虽然一些气体被排放进级联管中，但是排出气体的速度保持相同。该图还显示出，在涤气器的下面部分中的液体容器可以分成两个部分，从而在气体洗涤中所使用的水可以单独地恢复，并且液滴分离装置水可以通过排放通道29恢复。
图8和9为本发明的实施方案的断面图，其中级联管设在几个外壳中的外部腔室。在图9中所示的设备中，级联管的外管18和撞击板19其断面不是圆形的以便节约空间。它们具有在外壳中的管和板的外部中以及在内壳中的内部中缺少的段。
显然在本发明的范围内，上述选择方案必要时可以变化。如果例如涤气器其横断面应该尽可能地小的话，但是空间沿着垂直方向是可用的，则液滴分离装置可以垂直地设置而不用根本改变涤气器的紧凑结构。
根据本发明的涤气器优于现有技术的地方包括一种非常简单的构造，因为所有洗涤和液滴分离都基本上是在圆柱形结构内部进行的，因此该构造非常容易维护。由于其圆柱形表面所以该涤气器构造非常坚固。这是重要的，因为在涤气器受到相当大的减压时，会使普通的涤气器塌陷。根据本发明的涤气器对容量的改变不敏感，因为它容易切断洗涤装置的所要求数量，并且液滴分离器可以通过调节入口通道的横断面根据容量来进行调节。
Claims (7)
1.一种用于洗涤废气的级联式涤气器(10)，其中所述涤气器包含几根用于洗涤气体的级联管(12)、用于将气体输送给涤气器的入口通道(9)、用于使气体从涤气器中排出的排放管(11)以及用于洗涤气体的液体容器，其特征在于，气体洗涤装置和液滴分离装置在涤气器(10)中合并成一种由几个嵌套腔室(20，22，25，16)组成的紧凑设备，级联管(12)设置在包围着它们的环形外部腔室(20)中，在那里来自每个级联管的单独气流重新合并，
整体气体分配腔室(15)设在涤气器的上面部分中，并且与级联管(12)连接以便将来自该腔室中的气体分配给级联管，
气体分配腔室(15)包围着气体排放管(11)，
外部腔室(20)通过至少局部切向设置的隔壁(23)与另一个环形腔室(22)连接，
包含有隔壁(23)的环形腔室(22)设置在外部腔室(20)的内部，
形成涤气器的液滴分离装置的至少两个以上的嵌套腔室(25，16)设置在包含有切向隔壁(23)的腔室(22)内部，
液滴分离装置的最里面的腔室(16)装配在液面(14)处，并且具有朝着顶部变窄的锥形旋流器(26)，
液滴分离装置的最里面的腔室(16)与纯净干燥的气体的排放管(11)连接。
2.一种如权利要求1所述的级联式涤气器，其特征在于，气体分配腔室(15)的底部(28)是倾斜的，从而腔室的横断面积随着离入口通道(9)的距离增加而减小。
3.一种如权利要求1所述的级联式涤气器，其特征在于，外部腔室(20)的上面部分的横断面积小于下面部分的横断面积。
4.一种如权利要求1所述的级联式涤气器，其特征在于，隔壁(23)将所述环形腔室(22)分割成段(24)，其数目最多为级联管(12)数目的一半。
5.一种如权利要求1所述的级联式涤气器，其特征在于，环形腔室(22)的上面部分的横断面积大于腔室下面部分的横断面积。
6.一种如权利要求1所述的级联式涤气器，其特征在于，该设备在减压下工作。
7.一种如权利要求1所述的级联式涤气器，其特征在于，涤气器在气体洗涤装置和液滴分离装置处为圆柱形并且在下面部分处为圆锥形。
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