CN206700991U - 一种高效组合式双旋流洗涤器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效组合式双旋流洗涤器，包括同轴的外筒体和内筒体以及由内、外筒体构成的夹套式通道，在外筒体顶部设有进风口，在外筒体底部设有出风口，在外筒体下部设有排液口；在夹套式通道的上部和中部分别设有一级旋流板和二级旋流板构成气液混合区；在气液混合区内沿外筒体内壁设有喷淋头，喷淋头的喷口与一级旋流板的叶片呈锐角；在内筒体下方设有导流板，导流板与外筒体之间构成集液槽，导流板的下部和出风口连接。本实用新型显著改善了气液混合效率，强化液滴雾化效果，废气流通截面覆盖率可达300％以上，提升了洗涤性能，套管内气流速度可以降低至传统文丘里洗涤塔喉管速度的1/3，满足了节能降耗的要求。

Description

一种高效组合式双旋流洗涤器

技术领域

本实用新型涉及一种洗涤器，具体涉及一种高效组合式双旋流洗涤器，尤其是涉及到在大气量、低气速工况下，对挥发性有机气体进行洗涤处理的组合式双旋流洗涤器。

背景技术

文丘里洗涤塔是一种常用的湿法净化设备，设备一般包括收缩段、喉管和扩散段三部分。利用文丘里效应，含尘气体进入收缩段后流速增大，气液两相间达到较高的相对流速，其强剪切力使液滴产生强烈的雾化效果，尘粒与液滴充分接触，均匀混合。在扩散段，气流速度降低，塔内压力回升，从而增强了液滴的凝聚作用，凝聚成大尺寸的含尘液滴，废气最后在除雾器内被捕集，完成气液分离。因其较高的除尘效率，文丘里洗涤塔广泛应用于废气除尘，以及挥发性有机物的吸收。

常规的文丘里洗涤塔的可调节文丘里管和除雾器结构复杂，占地较大，废气处理过程中气流方向经多次折返，压损较大，设备的占地成本和运行成本都比较高。为解决该问题，CN201420390534提供了一种用于从气流分离杂质的装置，该装置在管道中布置锥形排挤体，与管道之间的环形间隙形成了收缩-喉管-扩张的文丘里式结构，在较小的结构空间内改善了清洗效率；同时，设置若干导流叶片，利用惯性离心力使大尺寸液滴从气流中分离出来。此装置优势明显，但在实际应用中仍存在以下问题：在低气速工况下，因装置收缩段存在扰动不足，气液难以均匀接触的问题，液滴在低气速下不易雾化，造成洗涤效率的下降；若提高运行气速(一般在60m/s左右)，气液之间可形成强剪切力使液滴充分雾化，但在保证洗涤性能的同时，也导致装置阻力损失增大，难以满足节能降耗的要求。同时，该设备另一不足之处是其喷嘴的布置结构和安装朝向未能很好的优化，气液两相不易形成逆流传质，并容易形成气液接触盲区，也限制了装置的推广应用。

实用新型内容

为解决现有装置存在的问题，本实用新型提供了一种高洗涤效率的组合式洗涤器，该洗涤器在设置两级旋流板，并优化喷头布置的基础上，同时具备除尘洗涤和气液分离双重功能。在该洗涤器套管处的气流速度(气流速度低至15m/s左右)可以降低至传统文丘里洗涤塔喉管速度的1/3，大大改善了阻力损失，该洗涤器结构紧凑，并且制造成本低，在低气速下依然可以保证良好的洗涤性能。

本实用新型采用的技术方案是：

一种高效组合式双旋流洗涤器，包括同轴的外筒体2和内筒体4以及由内、外筒体构成的夹套式通道，在外筒体2顶部设有进风口1，在外筒体2底部设有出风口9，在外筒体2下部设有排液口8；在夹套式通道的上部和中部分别设有一级旋流板5和二级旋流板6，由一级旋流板5和二级旋流板6构成气液混合区；在气液混合区内沿外筒体2内壁设有多排环状分布的喷淋头3；在内筒体4下方设有导流板7，导流板7与外筒体2之间构成集液槽，导流板7的下部和出风口9连接。

优选的，所述的外筒体2由上部圆台形筒体和下部圆柱形筒体组成；所述的内筒体4为封闭式圆柱形筒体，外筒体2上部与内筒体3形成扩张式通道，对废气起到导流作用。

优选的，所述的排液口8的个数为1个以上；进一步优选的，所述的排液口8的个数为两个，排液口8分布在外筒体2左右两侧。

优选的，所述的一级旋流板5和二级旋流板6相互平行，旋流板叶片安装角度与喷淋头3的喷口呈5°-10°锐角，旋流板叶片安装角度与水平面倾角为20-40°。

优选的，在气液混合区内沿外筒体2内壁设有两排环状分布的喷淋头3。

每排均匀设置10-16个喷淋头3，相邻两个喷淋头3的夹角为20°-35°左右，具体参数根据处理气量和外筒大小而定。

优选的，所述的导流板7为缩径式导流板，由上部倒圆台状筒体和下部直筒状筒体组成，导流板7与外筒体2之间构成集液槽。

本实用新型洗涤器上半部分为气液混合区，主要完成洗涤液和废气充分接触混合，下半部分为气液分离区，利用旋风分离原理完成液滴和气体的分离。工作原理为：

废气自上而下进入洗涤器，经过一级旋流板5后气流呈螺旋状流动，增强扰动，使高速旋转的尘粒和喷淋液的接触频次提高。通过在气液混合区设置两排呈环状均匀排布的喷淋头3，确保喷淋液对废气流通截面的覆盖率可达300％以上，最大限度消除了气液接触盲区。

通过优化喷淋头3安装位置使喷淋头安装角度与气流方向相反，与一级旋流板叶片角度呈5°-10°小锐角时，达到最优洗涤性能。该角度在实际运行中能够强化气液逆流传质，形成以逆流为主的逆流+错流混合型流体，在逆流操作下，气流与喷淋液切向撞击，气液之间形成强剪切力使液滴充分雾化，大液滴充分分散成小尺寸液滴，增大单位液滴的比表面积，增强洗涤性能；并且通过叶片和喷淋头呈锐角设计，从而使气液两相呈一定程度的错流，也保证了喷淋液对废气流通截面的覆盖率，减小气液接触盲区。同时，气流急速旋转，呈高速湍流状态，产生无数个大小尺度不一的漩涡，发生剧烈的返混现象，因旋流板增大气流扰动效应和气液逆向传质，废气在低气速下可以与喷淋液均匀接触，充分混合，在洗涤器内气速可降低至普通洗涤塔速度的1/3，大大改善了阻力损失。另一方面，因废气流动方式呈螺旋状，相对于直线流动，废气在装置内移动距离增大，延长了气液接触时间，有效提升了洗涤器洗涤性能。

气流继续往下经过洗涤器中段的二级旋流板6后，气流经过旋流板后强化气流螺旋流动，其夹带形成的悬浮液滴受惯性离心作用，被甩向并附着于外筒体内壁2上，液滴在重力作用下，沿筒壁顺流而下至底部的集液槽由排液口8排出，而废气呈向心运动自导流板7导流后由出风口9排出。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型洗涤器因旋流板增大气流扰动效应和气液逆向传质，显著改善了气液混合效率，强化液滴雾化效果，套管内气流速度可以降低至传统文丘里洗涤塔喉管速度的1/3，满足了节能降耗的要求；通过旋流板使气流螺旋流动，延长了气液接触时间，有效提升了装置洗涤性能，在含尘废气入口浓度100-150mg/m³时，出口浓度可低至10mg/m³以下；通过优化喷淋头排布，对废气流通截面覆盖率可达300％以上，降低了操作液气比，减少耗水量，尤其对我国北方一些缺水地区最为适合。

附图说明

图1为本实用新型组合式双旋流洗涤器的结构示意图；

图2为图1中喷淋头排布的示意图；

其中：1-进风口，2-外筒体，3-喷淋头，4-内筒体，5-一级旋流板，6-二级旋流板，7-导流板，8-排液口，9-出风口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步说明。

如图1和图2所示，一种高效组合式双旋流洗涤器，包括同轴的外筒体2和内筒体4以及由内、外筒体构成的夹套式通道，在外筒体2顶部设有进风口1，在外筒体2底部设有出风口9；在夹套式通道的上部和中部分别设有相互平行的一级旋流板5和二级旋流板6，由一级旋流板5和二级旋流板6构成气液混合区，旋流板叶片安装角度与水平面倾角为20-40°；在气液混合区内沿外筒体2内壁设有两排环状分布的喷淋头3，每排均匀设置10-16个喷淋头3，具体参数根据处理气量和外筒大小而定；喷淋头3的喷口与一级旋流板5的叶片安装角度呈5°-10°锐角；在内筒体4下方设有导流板7，导流板7与外筒体2之间构成集液槽，在外筒体2下部左右两侧分别设有1个排液口8与集液槽连通，导流板7的下部和出风口9连接。

废气从顶部进风口1进入洗涤器后，经过一级旋流板5后气流急速旋转，不仅进一步增加其扰动效果，湍流程度增加，同时气流呈螺旋状流动方式，相对于直线流动，废气在塔内流动距离增大，延长了气液接触时间，有效提升了装置洗涤性能。气流进入气液混合区后，与喷淋液切向撞击形成强剪切力，使液滴呈现明显的雾化现象，气流急速旋转，呈高速湍流状态，尘粒与液滴之间发生剧烈碰撞和凝聚，在此阶段装置完成废气洗涤过程。气体流经洗涤器中段二级旋流板6，气流螺旋流动强化，根据旋风分离原理，大尺寸液滴受离心力作用从气流中分离甩至外筒壁，液滴不断被捕集后沿外筒壁顺流而下，经排液口8排出，清洗后的废气，经导流板7，由出风口9出装置，完成气液分离过程。在含尘废气入口浓度100-150mg/m³时，出口浓度可低至10mg/m³以下。

Claims (8)

1.一种高效组合式双旋流洗涤器，其特征在于包括同轴的外筒体(2)和内筒体(4)以及由内、外筒体构成的夹套式通道，在外筒体(2)顶部设有进风口(1)，在外筒体(2)底部设有出风口(9)，在外筒体(2)下部设有排液口(8)；在夹套式通道的上部和中部分别设有一级旋流板(5)和二级旋流板(6)，由一级旋流板(5)和二级旋流板(6)构成气液混合区；在气液混合区内沿外筒体(2)内壁设有多排环状分布的喷淋头(3)；在内筒体(4)下方设有导流板(7)，导流板(7)与外筒体(2)之间构成集液槽，导流板(7)的下部和出风口(9)连接。

2.根据权利要求1所述的高效组合式双旋流洗涤器，其特征在于所述的外筒体(2)由上部圆台形筒体和下部圆柱形筒体组成；所述的内筒体(4)为封闭式圆柱形筒体。

3.根据权利要求1所述的高效组合式双旋流洗涤器，其特征在于所述的排液口(8)的个数为1个以上。

4.根据权利要求1所述的高效组合式双旋流洗涤器，其特征在于所述的排液口(8)的个数为两个，排液口(8)分布在外筒体(2)左右两侧。

5.根据权利要求1所述的高效组合式双旋流洗涤器，其特征在于所述的一级旋流板(5)和二级旋流板(6)相互平行，旋流板叶片安装角度与喷淋头(3)的喷口呈5°-10°锐角，旋流板叶片安装角度与水平面倾角为20-40°。

6.根据权利要求1所述的高效组合式双旋流洗涤器，其特征在于在气液混合区内沿外筒体(2)内壁设有两排环状分布的喷淋头(3)。

7.根据权利要求6所述的高效组合式双旋流洗涤器，其特征在于每排均匀设置10-16个喷淋头(3)。

8.根据权利要求1所述的高效组合式双旋流洗涤器，其特征在于所述的导流板(7)为缩径式导流板。