CN1712105A - 液相介质净化气体的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种液相介质净化气体的方法，①初级净化：将具有压力的预净化气体冲击液体，使预净化气体中的部分颗粒状物质和气体与液体接触后被捕捉和吸收；②细化净化：经初级净化后的预净化气体在其净化腔内形成气液混合体，并向上穿过净化腔上部的筛网，筛网将气液混合体细化分解成若干个气液流体柱，对颗粒物质和预除气体进一步捕捉和吸收；③洗涤净化：气液流体柱穿过网孔后再次混合，并在筛网上滞留部分液体形成循环的洗涤液层，而部分气液流体柱在穿入洗涤液层时被加压、溶入液体中，再对颗粒物质和预除气体捕捉和吸收，最后排入大气中。通过液体直接对气体中的颗粒物和预除气体净化，具有运行能耗低，净化效率高，结构简单，运行可靠的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体净化处理的方法及其装置，尤其是涉及一种能除去气体中的颗粒杂质和混杂在其中不同性质的其他气体物质的液相介质净化气体的方法及其装置。
背景技术
通常对含粉尘的有害气体是通过二步法进行处理。首先是通过静电除尘或布袋除尘等设备除去气体中的颗粒物料，再用湿法对有害气体进行处理。如对于烟气的处理大都采用石灰法和氨法处理，这两种气体处理的方法，均利用液体与气体的混合接触来对气体进行吸收，而气体与液体的接触又是通过喷淋雾化方法实现的，液体通过加压并经喷嘴后细化液滴，使液滴尽可能与流动状态下的气体充分反应，达到净化气体的目的。但喷淋雾化后的液滴与气体之间的碰撞压力较小，气体与液体的表面接触概率低，故降低了对气体中的粉状灰尘以及有害气体的捕捉和吸收的效率。如需提高液体的雾化程度，增加与被净化气体的接触面，则要求喷淋压力高、流量大，同时也造成能耗大、压损大，处理装置易损等缺陷。另一方面，由于雾化程度越高，也使得液滴重量越轻，液滴易随气流带出排入大气。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过液体直接对预净化气体中的颗粒物和预除气体进行捕捉和吸收，且运行能耗低，净化效率高，结构简单，运行可靠的液相介质净化气体的方法及其装置。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种液相介质净化气体的方法，其特征在于：①、初级净化：将具有压力的预净化气体冲击液体，使预净化气体中的部分颗粒状物质和预除气体与液体接触后被捕捉和吸收；②、细化净化：经初级净化后的预净化气体在其净化腔内形成气液混合体，并向上穿过净化腔上部的筛网，筛网将气液混合体细化分解成若干个气液流体柱，使液体介质对气液混合体内的颗粒物质和预除气体进一步捕捉和吸收；③、洗涤净化：气液流体柱穿过网孔后再次混合，并在筛网上滞留部分液体形成循环的洗涤液层，而部分气液流体柱在穿入洗涤液层时被加压、溶入液体中，对颗粒物质和预除气体捕捉和吸收，最后穿过洗涤液层排入大气中。
本发明的液相介质净化气体的装置，包括带有出气口筒体、设置在筒体内的细化网罩以及装连在筒体上的进气管，所述的细化网罩包括中空的罩体、连接在罩体上部的筛网以及设置在筛网顶部起导向作用的径向叶片，罩体顶部外侧或径向叶片的外侧具有挡液圈，进气管穿过罩体与其密封连接。
本发明将具有一定压力的预净化气体压入液体中，使预净化气体冲击液体，在此过程中，气体中较大颗粒物质在惯性和重力作用下冲入液体并沉入池底，而较小或较轻的颗料物质及气体则在净化腔内混合形成气液混合体，同时气液混合体向上并冲击细化网罩，对净化腔内的气液混合物进行有效地混合、接触碰撞，将气液混合体分割、细化、分解形成气液流体柱，达到气体向液体传质的目的，同时在气液混合体通过细化网罩时，进一步捕捉和吸收气液混合体中较小或较轻的颗料状物质及预除气体。本发明的气液流体柱在穿过细化网罩的瞬间，压力较低的气液流体柱在其重力和液体亲和力的作用下，重新聚合，在筛网的上部形成一定厚度的洗涤液层，并随着气液流体柱的增加而形成循环，而压力较大的气液流体柱在压力和惯性作用下，强性穿过洗涤液层时，通过液层施加一定的压力，使气液流体柱的表面积能有效地与洗涤液层接触，该洗涤液层越厚，作用于气体的压力越大，通过洗涤液层不断捕捉和吸收气液流体柱中的微小颗粒状物质和预除气体，同时在气液流体柱穿越洗涤液层时，气液流体柱其表面运动阻力大，从表面至中心的运动阻力和运动速度逐渐减弱和逐渐增加，这使得气液流体柱中的各气体分子和颗粒物在运动中不断地改变相对位置，使气体和液体充分接触，提高对气体的净化效率。本发明采用液体作为净化介质，通过细化网罩增加气体与液体之间的接触面积，不仅运行能耗低，而且能对气体中的颗粒物以及预除气体进行捕捉和吸收，气体净化效率高。本发明由于能对颗粒物和预除气体同时捕捉和吸收，故净化装置结构简单，提高了整个净化装置工作的可靠性。本发明用水作为净化介质，可用于炉窑、锅炉的烟气处理，与喷淋水膜除尘相比，除尘效率在99.8％，脱硫率在99.5％，而用水量占喷淋量的35％左右，能耗是静电除尘器的25％；本发明采用酸化高电位水作为净化介质，可用于医院、宾馆、办公楼、学校、商场、酒店等公共场所的空气净化；当采用高电位氧化水作为净化介质可用于畜禽养殖场舍的空气清洗，有效杀除流感等病毒；当采用碱性水作为净化介质可用于煤焦化工业水煤气的净化；当采用有机溶剂作为净化介质，可用于工业气体的净化等，适用性广。
附图说明
图1是本发明的结构示意图之一。
图2是本发明的结构示意图之二。
图3是细化网罩的结构示意图。
图4是图2的I处放大结构示意图。
图5是图2的II处放大结构示意图。
图6是图2的III处放大结构示意图。
其中：1-进气管；2-细化网罩；2-1-罩体；2-2-筛网；2-3-径向叶片；2-4-挡液圈；3-补液管；4-筒体；4-1-出气口；4-2-排污口；4-3-上筒身；4-4-下筒身；5-溢流管；6-弧形碎液盘；7-锥体；8-滚动体；8-1滚轮；8-2滚轮架；9-回流挡液板；10-溢流管。
具体实施方式
本发明的液相介质净化气体的净化方法，首先进行初级净化：将具有压力的预净化气体压入液体中，气体中较大颗粒的粉尘在惯性和重力作用下冲入液体并沉入池底，使预净化气体中的颗粒状物质和气体与液体混合后达到初级捕捉和吸收的目的。细化净化：经初级净化后的较小或较轻颗料物质及预除气体在其净化腔内形成气液混合体，一种方法是将预净化气体冲击液体时，被液体阻挡而改变流向进入净化腔内，使预净化气体和被冲击而产生飞溅的部分液体形成气液混合体；还可以在净化腔内将预净化气体与液体进行机械搅拌形成气液混合体，如采用泵阀等将预净化气体与液体进行搅拌，气液混合体向上穿过净化腔上部的筛网，筛网将气液混合体细化、分解成若干个气液流体柱，当气液混合体在压力作用下挤入筛网孔口时，通道口径的减小，流速增加，压强增大，使气、液进行有效地混合、接触碰撞，提高气体介质向液体介质传质的效果。最后是洗涤净化：当气液流体柱在穿过网孔后再次混合时，在筛网上部滞留部分液体形成循环的洗涤液层，由于气液混合体在穿过网孔被分割成细微的气液流体柱钻入洗涤液层的同时，该洗涤液层将被冲开让气柱穿过，洗涤液层在重力的作用下，自下而上各点压强逐渐降低，气液流体柱穿行液层时需克服液层作用于气体的压力，使气液流体柱在穿行液层过程中，气液两相间始终存在着相互作用力，在该作用力的作用下，气液流体柱密度增加，提高传质速率，此时洗涤液层越厚，气液流体柱穿行行程越长，其欲去除的气体的扩散时间也越长，则溶入液体中的预净化气体如二氧化硫等就越充分，但同时由于液体压力对上升穿行气液流体柱的挤压也逐渐下降，造成气液流体柱直径的同步增加，使相应预净化气体如二氧化硫向水中的传质效率也减弱，同时一部分气液流体柱则穿过洗涤液层时被加压、熔融洗涤，对颗粒状物质和气体进行捕捉和吸收，将处理后的气体排入大气。
本发明净化腔上部的筛网多层叠加，连续多次对预净化气体内的颗粒状物质和气体进行捕捉和吸收，多层的筛网以及洗涤液层，可减小气液流体柱挤入洗涤液层所需的初始压力，也起到增加气液流体柱与洗涤液层的有效接触面积，提高净化效果。
本发明的液相介质净化气体的装置见图1所示，包括带有出气口4-1的筒体4、设置在筒体4内的细化网罩2以及装连在筒体4上的进气管1，筒体4可如图4所示，为多节筒身连接构成，上筒身4-3放置在下筒身4-4的槽口内并用液体实现密封，并在其连接处设有溢流管10，筒体4可以是圆柱形，也可以是方截面形，可制成金属壳体或砖混结构制成整体结构，下部与液体接触部位作防腐处理。本发明的细化净化网罩2见图3所示，包括中空的罩体2-1、连接在罩体2-1上部带有筛网2-2以及设置在筛网2-2上部起导向作用的径向叶片2-3，罩体2-1上部的外侧或径向叶片2-3的边外侧具有挡液圈2-4，进气管1穿过罩体2-1，置于罩体2-1的中部，进气管1可采用耐磨性及耐酸性能好的金属材料制作成圆形出口，进气管1的出口面与液面之间距离控制在0mm-200mm之间，可根据进气压力要求设定，其进气管1与罩体2-1固定密封连接，或见图4所示，进气管1与罩体2-1相对转动且又密封，进气管1与罩体2-1之间通过相互插接各接槽内实现液体密封，不仅防止液体从罩体2-1与进气管1之间进入上部，又能使罩体2-1相对于进气管1转动，对液体进行搅拌，筛网2-2下表面与液面之间的距离控制在0mm-200mm之间，可根据进气管1内气体的压力、流速来决定，最好当筛网2-2与液面的间距控制在10mm-150mm之间。
为更有效的提高气体的净化能力，本发明的细化网罩2可如图2所示从上至下由大到小多个套置，可在1-10层或更多层套罩，从上至下的筛网孔径渐大，在相邻罩体2-1之间均布有使两个罩体2-1能相对运动的滚动体8，该滚动体8由滚轮8-1以及固定在罩体2-1和进气管2上的轮架8-2构成，滚轮8-1连接在各轮架8-2上，使每个罩体2-1能自由的转动，保证每层净化腔内的各个部位和流速以及气液混合物更有效地进行搅拌，并进行混合和细化，并同时筛网2-2上部存在挡液圈2-4内的液体对气体进行洗涤吸收净化。筛网的灵活转动，使气液混合体在穿插越过时，不断改变运动方向，有利于洗涤液层的均匀性和气流运动的波动性。
见图1所示，位于进气管1的下部，在筒体4上还连接有锥体7，进气管1与锥体7之间的空腔为变截面，将气流通过变截面时改变流速及导向作用，将气流导入液体中，以减少气流的紊流，提高净化效果。
本发明还具有补液管3，补液管3可穿过锥体7其出液口设置在锥体7的顶部，或者补液管3的出液口设置在锥体7顶部，或者补液管3为环形管，且管上有多个喷嘴，该环形补液管可1-3个布设，通过补液不仅能使回返上升的预净化气体与混合浆液得到搅拌、混合和稀释，起到了调节液体混合浓度比例的作用，而且也利于较大气液混合体的浆液团破碎和均匀分散，使之保持气液混和的相对均匀性，达到气流的最佳配比，在筒体4的下部还设有可调节液位高度的溢流管5。
见图2所示，本发明位于筒体4出口处，筒体4内装有水平或斜置回流挡液板9，回流挡液板9的后下侧设有向上弯起的积液槽9-1，当随气流带出的液珠受到回流挡液板9的作用下，改变气流流动方向，而跌落集到积液槽中，并至下部的液池中，本发明的回流挡液板9是多层反向设置。
本发明面对进气管1的出口，还具有用于打碎液团的弧形碎液盘6，弧形碎液盘6上具有带通孔的凸起6-1，且相邻凸起6-1错位设置，当受气流冲击时，液池中净化腔内的液面下降，净化腔外的液面升高，形成一定的压差与气流压力平衡，当气流导入后受到液体的反作用力而改变方向进入净化腔，同时被气体冲击产生飞溅的部分液体形成大大小小的液团，其中较小的液团跟随气流运动，而较大的液团在重力作用下，重新掉入液池。为了增加气流与液体的混合效果，弧形碎液盘6的凸起6-1会使较大液团在回落时，被弧形碎液盘6阻挡而继续沿着气流方向运动，同时撞击凸起6-1，致使液团破碎细化，重新可以被气流带走冲向净化腔内，继而进入细化网罩上部，形成洗涤液层。
Claims (11)
1、一种液相介质净化气体的方法，其特征在于：①、初级净化：将具有压力的预净化气体冲击液体，使预净化气体中的部分颗粒状物质和预除气体与液体接触后被捕捉和吸收；②、细化净化：经初级净化后的预净化气体在其净化腔内形成气液混合体，并向上穿过净化腔上部的筛网，筛网将气液混合体细化分解成若干个气液流体柱，使液体介质对气液混合体内的颗粒物质和预除气体进一步捕捉和吸收；③、洗涤净化：气液流体柱穿过网孔后再次混合，并在筛网上滞留部分液体形成循环的洗涤液层，而部分气液流体柱在穿入洗涤液层时被加压、溶入液体中，对颗粒物质和预除气体捕捉和吸收，最后穿过洗涤液层排入大气中。
2、根据权利要求1所述的液相介质净化气体的方法，其特征在于：所述净化腔上部的筛网1层以上叠加设置，连续多次对预净化气体内的颗粒状物质和预除气体进行捕捉和吸收。
3、根据权利要求1所述的液相介质净化气体的方法，其特征在于：所述的气液混合体由冲击液体被阻挡而改变流向进入净化腔内的预净化气体和被冲击而产生飞溅的部分液体形成。
4、根据权利要求1所述的液相介质净化气体的方法，其特征在于：所述的气液混合体由净化腔内的预净化气体与液体通过机械搅拌形成。
5、一种液相介质净化气体的装置，其特征在于：包括带有出气口(4-1)的筒体(4)、设置在筒体(4)内的细化网罩(2)以及装连在筒体(4)上的进气管(1)，所述的细化网罩(2)包括中空的罩体(2-1)、连接在罩体(2-1)上部的筛网(2-2)以及设置在筛网(2-2)顶部起导向作用的径向叶片(2-3)，罩体(2-1)顶部外侧或径向叶片(2-3)的外侧具有挡液圈(2-4)，进气管(1)穿过罩体(2-1)与其密封连接。
6、根据权利要求5所述的液相介质净化气体的装置，其特征在于：所述的细化网罩(2)从上至下由大到小1-10个套置，且从上至下的筛网孔径渐大，在相邻罩体(2-1)之间均布设有使两个罩体(2-1)能相对运动的滚动体(8)，使罩体(2-1)相对于进气管(1)转动。
7、根据权利要求5所述的液相介质净化气体的装置，其特征在于：位于进气管(1)的下部，筒体(4)上还连接有锥体(7)，进气管(1)与锥体(7)之间的空腔为变截面。
8、根据权利要求5所述的液相介质净化气体的装置，其特征在于：还具有补液管(3)，补液管(3)的出液口设置在锥体(7)的顶部，在筒体(4)的下部还设有可调节液位高度的溢流管(5)。
9、根据权利要求5所述的液相介质净化气体的装置，其特征在于：位于筒体(4)出气口(4-1)下部，筒体(4)内装有水平或斜置的回流挡液板(9)，在回流挡液板(9)后下侧设有向上弯起的积液槽(9-1)。
10、根据权利要求9所述的液相介质净化气体的装置，其特征在于：所述的回流挡液板(9)多层反向设置。
11、根据权利要求5所述的液相介质净化气体的装置，其特征在于：面对进气管(1)的出口下部，还具有用于打碎液团的弧形碎液盘(6)，弧形碎液盘(6)上具有带通孔的凸起(6-1)，且相邻凸起(6-1)错位设置。
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