CN215610524U - 废气捕集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于废气处理技术领域，公开了一种废气捕集装置，包括反应腔，所述反应腔中下部设有进气管路，顶部设有气体出口，底部设有液体出口，所述进气管路连通至设置在反应腔内的多嘴喷射管，多嘴喷射管自由端封闭，管壁上分布有喷射嘴，所述多嘴喷射管上方设置填料单元，填料单元上方的反应腔侧壁上设置有液体进口。本实用新型针对废气排放特点，设计的捕集装置，其兼顾废气吸收的快慢过程；喷射产生的微小气泡能够增大相界面，提升传质效率、吸收容量，尤其利于慢反应的进行；通过温度调节，还可以进一步改善吸收效果。该装置还可根据待处理废气的性质、浓度等，灵活选用喷射鼓泡段或填料段进行治理，节能降耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种废气捕集装置，属于废气处理技术。
背景技术
在碳中和、碳达峰、环境高质量保护背景下，工业企业排放废气的捕集、深度治理、回收再利用等要求不断提高。目前，工业废气的治理方法很多，大致分为冷凝法、吸收法、吸附法、燃烧法、生物法、光催化法等。其中，化学吸收法由于适用范围广、吸收容量大、净化程度高、选择性强等优点被广泛应用，且某些条件下(高温、低压等)可进一步解析废气，提升废气利用率。
目前，废气吸收装置根据结构特点，包含填料塔、板式塔、喷淋塔等，相对而言，填料塔结构简单、气液接触面积大、接触时间长，气量变化时塔的适应性强，流体流动阻力小，优势明显，但其操作范围较小，对于液体负荷变化特别敏感，塔内气液分布不均也会一定程度上降低气液接触，影响吸收效果。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种气液相界面大、传质效果好、去除率高的废气捕集装置。
技术方案：为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种废气捕集装置，包括反应腔，所述反应腔中下部设有进气管路，顶部设有气体出口，底部设有液体出口，所述进气管路连通至设置在反应腔内的多嘴喷射管，多嘴喷射管自由端封闭，管壁上分布有喷射嘴，所述多嘴喷射管上方设置填料单元，填料单元上方的反应腔侧壁上设置有液体进口。
所述喷射嘴的直径为1mm～5mm。优选的，多嘴喷射管(3)的长度为反应腔高度的30％～60％，直径为反应腔直径的5％～15％。
所述反应腔高径比优选为5-15。
所述反应腔外，液体出口和液体进口之间设置液体循环管路。进一步的，所述液体循环管路液体出口和液体进口之间依次设置有循环泵、第三阀门和流量计。
为了便于反应温度的控制，所述反应腔外壁上设有换热套，可以通过改变换热套内的介质来实现温度的控制。
所述液体进口连接有液体分布器，液体分布器上方设有除沫丝网。优选的，所述液体分布器为盘状，盘面均匀分布有2-6mm的孔，用于循环液的喷洒。
优选的，所述多嘴喷射管沿反应腔纵轴竖直设置。
利用上述废气捕集装置捕集废气的方法，包括以下步骤：
1)控制反应腔温度在5～50℃；
2)废气沿进气管路进入多嘴喷射管，在吸收液液面高于多嘴喷射管自由端的情况下，废气与吸收液充分接触反应，净化后由气体出口排出；或者在吸收液液面低于进气管路的情况下，废气在填料单元中与吸收液进行反应，净化后由气体出口排出；或者废气沿进气管路进入多嘴喷射管，在吸收液液面高于多嘴喷射管自由端的情况下，废气与吸收液充分接触反应，然后在填料单元中与吸收液进行二次反应，净化后由气体出口排出；
3)在有多个反应腔串联的情况下，上一个反应腔的出气管路排出的气体连通至下一反应腔的进气管路；
4)处理完的气体达到排放标准的直接通过反应腔的出气管路排出，未达到排放标准的进一步处理后排放，反应后的吸收液从液体出口排出。
步骤1)中，通过设置换热套控制反应腔温度。
步骤2)中，在反应腔外，液体出口和液体进口之间设置有液体循环管路，在需要使用填料单元的情况下，则对应开启循环管路。
本实用新型废气捕集装置集成性高，设计合理，可结合吸收剂、废气特点(风量、浓度、反应速率等)，选择合适的操作方式。
对于高风量中速反应，如乙酸丁酯(吸收剂：油酸甲酯)、CO2(吸收剂：二乙醇胺)、NH3(吸收剂：水)等，可以仅使用下端喷射吸收段，保持反应腔中吸收液高度没过喷射多嘴喷射管，无需开启液体循环泵，气体经多嘴喷射管与吸收液接触反应后，穿过填料单元，由气体出口排出。
对于低风量快反应，如H2S(吸收剂：氢氧化钠)、NH3(吸收剂：稀硫酸)等，可以仅使用上端填料吸收段，开启液体循环泵，吸收液液体高度不超过进气管路高度，气体经多嘴喷射管后穿过填料单元与吸收液进行反应，净化后气体从出口排出。
对于高浓度快慢反应，则选择同时使用下端喷射吸收、上端填料吸收段，保持反应腔中吸收液高度没过喷射多嘴喷射管，开启液体循环泵，气体经多嘴喷射管与吸收液接触反应后，在填料单元中与吸收液进行二次反应，净化后气体由出口排出。
针对复杂因子废气，可将多个(例如2-4)反应腔进行串联布置，保持各反应腔中吸收液体高度没过喷射多嘴喷射管，开启液体循环泵，废气依次通过吸收塔，结合废气因子，配备合理的吸收剂。同时，各吸收塔也根据选择吸收的废气因子浓度、特点选用喷射吸收或填料吸收方式，降低废气处理能耗。
本实用新型中没有提及的零部件、相互之间的连接关系或者位置关系等均可采用可行的现有技术实现。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型针对废气排放特点，设计出一种新型的捕集装置，其上端保留填料吸收优势，下端则采用喷射鼓泡方式弥补填料吸收的不足，兼顾废气吸收的快慢过程；喷射产生的微小气泡能够增大相界面，提升传质效率、吸收容量，尤其利于慢反应的进行；通过温度调节，还可以进一步改善吸收效果。该装置还可根据待处理废气的性质、浓度等，灵活选用喷射鼓泡段或填料段进行治理，节能降耗。
附图说明
图1是废气捕集装置结构示意图；
图2是废气捕集装置串联应用结构示意图。
标记说明：1-反应腔；2-进气管路；3-多嘴喷射管；4-换热套；5-填料单元；6-除沫丝网；7-液体出口；8-气体出口；9-第一阀门，10-第二阀门，11-第三阀门；12-液体循环泵；13-流量计；14-液体循环管路；15-出气管路；16-出液管路；17-喷射嘴；18-液体分布器；19-液体进口。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型技术方案作出详细说明。
实施例1废气捕集装置
废气捕集装置如图1所示，包括反应腔1，反应腔1高径比为5-15，反应腔外壁上设有换热套4，反应腔中下部设有进气管路2，进气管路2通过第一阀门9控制，反应腔顶部设有气体出口8，底部设有液体出口7，液体出口7通过第二阀门10控制。进气管路2连通至设置在反应腔内的多嘴喷射管3，多嘴喷射管3沿反应腔纵轴竖直设置，自由端封闭，管壁上均匀分布有直径为1mm～5mm的喷射嘴17，多嘴喷射管3上方设置填料单元5，填料单元上方的反应腔侧壁上设置有液体进口19，液体进口19连接至反应腔1内的盘状液体分布器18，盘面均匀分布有2-6mm的孔，用于循环液的喷洒；液体分布器18上方设有除沫丝网6。填料单元5和除沫丝网6均置于安装架上，安装架与反应腔1直接连接。反应腔外，液体出口7和液体进口19之间设置液体循环管路14，液体循环管路14从液体出口7到液体进口19之间依次连接有循环泵12、第三阀门11和流量计13。如图2所示，上述废气捕集装置可串联使用，将前一反应腔气体出口连通至下一反应腔的近期管路即可。
实施例2
利用图1废气捕集装置进行废气中CO2捕集时，包括以下步骤：吸收液选用二乙醇胺，换热套温度控制在15℃，反应腔1高径比为10，喷射嘴17的直径为2mm。装置运行前，关闭液体出口第二阀门10，注入一定量的吸收液，打开液体循环管路第三阀门11及泵12，控制流量；打开气体进口第一阀门9，将含有CO2的废气通入反应腔内，液体先经喷射嘴17与吸收液充分接触后进入填料层二次吸收，处理完毕的废气经气体出口排出。吸收液饱和后关闭循环管路第三阀门11及泵12，打开液体出口第二阀门10，收集待解析。
实施例3
采用图1所示的装置用于含NH3的低浓度工业废气的处理，包括以下步骤：吸收液选用稀硫酸，仅选用喷射鼓泡段即可满足需求，换热套温度控制在5℃，反应腔1高径比为8，喷射嘴17的直径为2mm。装置运行前，关闭液体出口第二阀门10，注入一定量的吸收液，无需打开液体循环管路第三阀门11及泵12；打开气体进口第一阀门9，将含有NH3的废气通入反应腔内，液体先经喷射嘴17与吸收液充分接触后经气体出口排出。吸收液饱和后打开液体出口阀门10，收集待处理，经处理的NH3去除率达98％。
实施例4
采用图2所示的串联装置用于含SO2、CO2的高浓度工业废气的处理，包括以下步骤：其中，吸收液分别选用氢氧化钠、三乙醇溶液，换热套温度均控制在5℃，反应腔高径比均为12，喷射嘴17的直径均为1.5mm。装置运行前，关闭2个吸收塔的液体出口第二阀门，注入一定量的吸收液，打开液体循环管路第三阀门及泵，控制流量；打开反应腔的气体进口第一阀门，将含有SO2、CO2的废气通入反应腔内，液体经喷射嘴与吸收液充分接触后进入填料层二次吸收，处理完毕的废气经气体出口进入反应腔1+。吸收液饱和后关闭循环管路第三阀门及泵，打开液体出口第二阀门，收集待进一步处理。
Claims (7)
1.一种废气捕集装置，包括反应腔(1)，所述反应腔中下部设有进气管路(2)，顶部设有气体出口(8)，底部设有液体出口(7)，其特征在于，所述进气管路(2)连通至设置在反应腔内的多嘴喷射管(3)，多嘴喷射管(3)自由端封闭，管壁上分布有喷射嘴(17)，所述多嘴喷射管(3)上方设置填料单元(5)，填料单元上方的反应腔侧壁上设置有液体进口(19)。
2.根据权利要求1所述的废气捕集装置，其特征在于，所述喷射嘴(17)的直径为1mm～5mm。
3.根据权利要求1所述的废气捕集装置，其特征在于，所述反应腔(1)高径比为5-15。
4.根据权利要求1所述的废气捕集装置，其特征在于，所述反应腔外，液体出口(7)和液体进口(19)之间设置液体循环管路(14)。
5.根据权利要求1所述的废气捕集装置，其特征在于，所述反应腔外壁上设有换热套(4)。
6.根据权利要求1所述的废气捕集装置，其特征在于，所述液体进口(19)连接至反应腔内的液体分布器(18)，液体分布器(18)上方设有除沫丝网(6)。
7.根据权利要求1所述的废气捕集装置，其特征在于，所述多嘴喷射管(3)沿反应腔纵轴竖直设置。
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| CN202122268646.6U Active CN215610524U (zh) | 2021-09-17 | 2021-09-17 | 废气捕集装置 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-09-17 CN CN202122268646.6U patent/CN215610524U/zh active Active
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