專利名稱：一種氣體吸收凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體凈化設(shè)備，特指一種用于利用旋流技術(shù)強(qiáng)化氣體吸收分離的裝置。
背景技術(shù)：
經(jīng)檢索，有發(fā)明專利200410074338.8渦流氣體凈化分離裝置，旋流器用來產(chǎn)生旋流，后接分離管，即旋流管使氣體中的冷凝液分離出來，沒有用旋流技術(shù)來強(qiáng)化吸收分離過程。
實用新型專利94230343.1除塵脫硫裝置，由煙囪引來的煙氣經(jīng)旋流器后形成旋轉(zhuǎn)氣流，在煙道內(nèi)流向被噴嘴霧化的吸收液，達(dá)到吸收凈化的目的。這里的旋流器實際上是一個導(dǎo)流器，僅僅起到產(chǎn)生旋流的作用。
實用新型專利98239353.9陶瓷脫硫裝置，煙氣經(jīng)減速混合器減速后與里面的水一同進(jìn)入旋流器充分混合吸收，最后經(jīng)膨脹節(jié)離心分離。雖然有多個旋流器和膨脹接，但由于吸收液只有一次與氣體接觸，所以實際上只有一個理論吸收級，吸收效率有限。
實用新型專利98219685.7濕式高效脫硫除塵裝置，煙氣經(jīng)文丘里管后進(jìn)入主塔，與安裝在主塔內(nèi)的旋流器形成的多層液膜接觸、混合。相當(dāng)部分的吸收液在離心力作用下到達(dá)主塔內(nèi)壁，只有一部分液體在內(nèi)塔表面眼旋流器流下形成瀑布狀液膜，與氣體再次接觸，其次，旋流強(qiáng)度越來越弱，再者，吸收液用量大；中間加內(nèi)塔，減少了主塔工作空間。
實用新型專利200420005716.2霧化旋流脫硫除塵裝置為旋流板式塔，旋流板葉片仰角35-45°，只有兩層旋流板，且沒有防漏措施。
美國專利US20040007635廢氣脫硫用粉碎系統(tǒng)(Flue gas desulfurizationgrinding system)，只是將旋流器用于脫硫前石灰石顆粒的分級。
美國專利US4,229,192，具有孔板分布器的旋流洗氣塔(Cyclonic scrubberwith perforated plate distributor)，也是切向進(jìn)氣，在塔內(nèi)產(chǎn)生旋流，塔內(nèi)有上、下環(huán)形孔板，用于分布吸收液，但塔內(nèi)沒有導(dǎo)流器。
美國專利US 4,157,250，具有大小液滴分離器的洗氣塔(Scrubber apparatusfor washing gases and having a coarse and fine droplet separator)，只是用旋流來分離大小液滴?，F(xiàn)有的氣體凈化裝置，如煙氣脫硫裝置等，體積龐大，致使投資巨大，原因是設(shè)備內(nèi)吸收過程效率低，只能通過增多級數(shù)或增大設(shè)備來彌補(bǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在通過提高氣體凈化設(shè)備單位體積的吸收效率來減小設(shè)備體積，減少投資。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明專利的技術(shù)方案是，該氣體凈化裝置為一個立式筒體型設(shè)備。頂部有集氣腔及出氣口，底部有一個集液腔及排液口，兩腔之間是主腔；主腔上部有一個捕沫器，下部接近集液腔處有一個氣體切向入口，在捕沫器下方有一個吸收液體入口。主腔內(nèi)以一定的間隔同軸安裝一組導(dǎo)流器。導(dǎo)流器與塔體內(nèi)壁之間的泄漏可通過導(dǎo)流器上的外環(huán)降到最低程度。待處理氣體從氣體入口進(jìn)入塔器后，一面旋轉(zhuǎn)一面上升。從液體入口進(jìn)入的吸收液在導(dǎo)流器上與上升的旋氣流接觸。吸收液在旋流場的湍流剪切作用下形成液膜、液絲和液滴，使得氣液充分接觸。此外，由于塔內(nèi)湍流程度大，及液相的離心沉降作用導(dǎo)致大的氣液相對速度，所以氣液傳質(zhì)速率大。甩到器壁的吸收液在導(dǎo)流器的作用下回到中間，反復(fù)多次參與吸收過程。這樣，氣體內(nèi)的雜質(zhì)組分可被高效地吸收進(jìn)入液相而分離。
本發(fā)明的有益效果待凈化氣體從切向氣體入口進(jìn)入凈化裝置，在裝置內(nèi)旋轉(zhuǎn)上升。吸收液從頂部液體入口進(jìn)入。液體在旋流場的湍流剪切作用下發(fā)生破碎，使得氣液充分接觸。這樣，氣體內(nèi)的雜質(zhì)組分被吸收進(jìn)入液相而分離。
吸收液滴在旋流場中向下運動的同時，在離心力作用下，向器壁作離心沉降運動。這就增大了氣液相對速度，增加了氣液傳質(zhì)表面更新率，從而提高傳質(zhì)吸收效果。
導(dǎo)流器的作用一方面維持氣流的動量矩，另一方面，使運動到器壁的吸收液回到中間，再次與參與吸收過程，以提高吸收液的利用率。
導(dǎo)流器上的外環(huán)起到導(dǎo)流器外周與器壁間的密封作用，以免甩到器壁的吸收液通過導(dǎo)流器外周與器壁間的縫隙直接流到集液筒而不再參與吸收過程，即發(fā)生短路。
捕沫器的作用是收集頂部氣體中的吸收液滴。
該裝置是基于旋流技術(shù)工作的。氣速越大，液滴被破碎得越?。涣硪环矫?，氣速愈大，液滴所受的離心力也越大，被甩到壁面上而不會形成夾帶，因此，可完全避免液泛。由于捕沫器也是基于旋流技術(shù)工作的，所以，氣速愈大，液滴所受的離心力也愈大，液滴捕捉分離效率愈高。因此，該裝置可以大空塔速度運行。換句話說，與傳統(tǒng)的氣體吸收塔比較，在同樣處理要求、同樣塔體尺寸的條件下，該裝置的處理量要大得多，或者，在同樣處理要求和同樣處理量的條件下，該技術(shù)的設(shè)備要小得多，即該裝置的單位體積處理量大得多。另外，該裝置采用無噴嘴供吸收液技術(shù)，無堵塞問題，可靠性好，且液氣比小，所需吸收液較少，從而減少了投資及運行費用。
該技術(shù)設(shè)備除了可用于氣體吸收凈化外，還可用于其他氣液兩相的傳質(zhì)、傳熱過程。


附圖1是氣體吸收凈化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是導(dǎo)流器結(jié)構(gòu)示意圖。A為主視圖B為俯視圖1出氣口 2封頭頂蓋 3集氣腔 4法蘭 5捕沫器 6塔體 7主腔 8吸收液入口 9導(dǎo)流器 10定距管 11內(nèi)置耳座 12進(jìn)氣口 13集液腔 14排液口 15排液閥 16旁路閥 17液位計 18手孔 19導(dǎo)流片 20盲板 21內(nèi)環(huán) 22中環(huán) 23受液槽 24外環(huán) 25底板 26回流管具體實施方式
下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的實施例。
本發(fā)明由集氣腔(3)、主腔(7)和集液腔(13)三個腔組成，主腔(7)內(nèi)有捕沫器(5)和若干個導(dǎo)流器(9)；捕沫器(5)安裝在主腔上部；導(dǎo)流器(9)用定距管(10)定距并連接成組后，支撐在內(nèi)置耳座(11)上；塔體頂部封頭頂蓋通過法蘭(4)與塔體(6)連接；塔器頂部有排氣口(1)；主腔(7)側(cè)面上部有吸收液入口(8)，側(cè)面下部有手孔(18)、進(jìn)氣口(12)，底部為集液腔(13)。
捕沫器為旋流分離器，其進(jìn)氣口和排液口在主腔內(nèi)，出氣口在集氣腔內(nèi)，捕沫器的進(jìn)氣口與塔器的進(jìn)氣口一樣是切向進(jìn)氣口，且從上面往下看，同為順時針或逆時針輸入。
待凈化氣體從下部進(jìn)氣口(12)切向進(jìn)入塔器，形成旋流場，且由安置在塔內(nèi)若干個導(dǎo)流器(9)維持旋流強(qiáng)度。
吸收液入口(8)數(shù)量為一個，位于最上面的導(dǎo)流器之上，捕沫器之下，且采用法蘭連接形式與塔體連接。
集液腔(13)側(cè)面有液位計(17)，底部有排液口(14)；排液口(14)管線上有排液閥(15)和旁路閥(16)。導(dǎo)流器間距為塔體內(nèi)徑的0.4∽0.8倍，每個定距管下端與導(dǎo)流器底板間用墊片密封。其中導(dǎo)流器由導(dǎo)流片(19)、盲板(20)、內(nèi)環(huán)(21)、中環(huán)(22)、受液槽(23)，外環(huán)(24)、底板(25)和回流管(26)組成。盲板(20)是一塊圓盤，支撐在內(nèi)環(huán)(21)上；導(dǎo)流片(19)以一定的角度支撐在內(nèi)環(huán)(21)和中環(huán)(22)之間；底板(25)在中環(huán)(22)與外環(huán)(24)的底部焊接，形成受液槽(23)；回流管(26)焊在受液槽(23)底部。
導(dǎo)流器的外環(huán)(24)為上大下小的錐形碟片，厚度0.2∽1.5mm，錐角為30°∽50°，高度為塔體內(nèi)徑的0.1∽0.2倍；小端焊在底板(25)上；大端直徑為塔體內(nèi)徑1.027∽1.067倍；大端有以15°∽25°等分角分布的三角形豁口；三角形豁口角度為2.5°∽5.5°，上大下小。
導(dǎo)流片(19)的仰角15°∽25°。
在逆流操作情況下，空塔速度為5∽15m/s。
吸收液從塔器上部吸收液入口(8)進(jìn)入塔器，流到位于導(dǎo)流器(9)中心的盲板(20)上，在導(dǎo)流片(19)往上出來的氣流作用下，液體形成液膜、液絲甚至液滴，在該導(dǎo)流器上方的旋流場內(nèi)作螺旋運動，在離心力的作用下，被甩到塔體(6)的內(nèi)壁上后，沿內(nèi)壁及導(dǎo)流器(9)上的外環(huán)(24)往下流到導(dǎo)流器(9)周邊的受液槽(23)中，然后通過回流管(26)流到下一導(dǎo)流器的盲板上。如此周而復(fù)始，實現(xiàn)吸收液與待凈化氣體的多次接觸。最后，吸收液收集于集液腔(13)內(nèi)，根據(jù)液位計(17)測得的液位信號來控制排液閥(15)的啟閉。
這樣，實現(xiàn)了氣體凈化過程的逆流操作。氣體被逐級凈化，最后，氣體與最潔凈的吸收液接觸，達(dá)到氣體的最純程度。由于氣體旋流場的作用，大部分夾帶液滴被甩到塔體(6)內(nèi)壁上。剩余的細(xì)小液滴再經(jīng)過高效捕沫器(9)捕捉，將氣體帶液降到最低程度。
權(quán)利要求
1.一種氣體吸收凈化裝置，其特征在于其為一個立式筒體型的塔體設(shè)備，頂部有集氣腔及出氣口，底部有一個集液腔及排液口，兩腔之間是主腔；主腔上部有一個捕沫器，其為旋流分離器，下部接近集液腔處有一個氣體切向入口，在捕沫器下方有一個吸收液體入口，主腔內(nèi)間隔性同軸安裝一組導(dǎo)流器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種氣體吸收凈化裝置，其特征在于導(dǎo)流器(9)用定距管(10)定距并連接成組后，支撐在塔體內(nèi)置耳座(11)上。
3.如權(quán)利要求1所述的氣體吸收凈化裝置，其特征在于，捕沫器的進(jìn)氣口和排液口在主腔內(nèi)，出氣口在集氣腔內(nèi)，捕沫器的進(jìn)氣口與塔體的進(jìn)氣口一樣是切向進(jìn)氣口，且從上面往下看，同為順時針或逆時針輸入。
4.如權(quán)利要求1所述的氣體吸收凈化裝置，其特征在于，吸收液入口(8)為一個，位于最上面的導(dǎo)流器之上，捕沫器之下，且采用法蘭連接形式與塔體連接。
5.如權(quán)利要求1所述的氣體吸收凈化裝置，其特征在于，集液腔(13)側(cè)面設(shè)有液位計(17)，底部有排液口(14)；排液口(14)管線上有排液閥(15)和旁路閥(16)。
6.如權(quán)利要求1所述的氣體吸收凈化裝置，其特征在于，導(dǎo)流器間距為塔體內(nèi)徑的0.4∽0.8倍，每個定距管下端與導(dǎo)流器底板間用墊片密封。
7.如權(quán)利要求1所述的氣體吸收凈化裝置，其特征在于，導(dǎo)流器由導(dǎo)流片(19)、盲板(20)、內(nèi)環(huán)(21)、中環(huán)(22)、受液槽(23)、外環(huán)(24)、底板(25)和回流管(26)組成，其中盲板(20)是一塊圓盤，支撐在內(nèi)環(huán)(21)上；導(dǎo)流片(19)支撐在內(nèi)環(huán)(21)和中環(huán)(22)之間；底板(25)位于中環(huán)(22)與外環(huán)(24)的底部之間，形成受液槽(23)；回流管(26)固定在受液槽(23)底部。
8.如權(quán)利要求7所述的氣體吸收凈化裝置，其特征在于，導(dǎo)流器的外環(huán)(24)為上大下小的錐形碟片，厚度0.2∽1.5mm，錐角為30°∽50°，高度為塔體內(nèi)徑的0.1∽0.2倍；小端焊在底板(25)上；大端直徑為塔體內(nèi)徑1.027∽1.067倍；大端有以15°∽25°等分角分布的三角形豁口；三角形豁口角度為2.5°∽5.5°，上大下小。
9.如權(quán)利要求7所述的氣體吸收凈化裝置，其特征在于，導(dǎo)流片(19)的仰角15°∽25°。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣體凈化設(shè)備，其為一個立式筒體型設(shè)備，頂部有集氣腔及出氣口，底部有一個集液腔及排液口，兩腔之間是主腔；主腔上部有一個捕沫器，下部接近集液腔處有一個氣體切向入口；在捕沫器下方有一個吸收液體入口。主腔內(nèi)以一定的間隔同軸安裝一組導(dǎo)流器。導(dǎo)流器與塔體內(nèi)壁之間的泄漏可通過導(dǎo)流器上的外環(huán)降到最低程度。待處理氣體從氣體入口進(jìn)入塔器后，一面旋轉(zhuǎn)一面上升。從液體入口進(jìn)入的吸收液在導(dǎo)流器上與上升的旋氣流接觸。吸收液在旋流場的湍流剪切作用下形成液膜、液絲和液滴，使得氣液充分接觸，而且由于氣液相對速度和湍流程度大，氣液傳質(zhì)速率大，吸收效果好。
文檔編號B01D53/78GK101036848SQ20071002001
公開日2007年9月19日 申請日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者袁惠新 申請人:江蘇工業(yè)學(xué)院