湍冲洗涤型气体处理装置

摘要

本发明公开了一种湍冲洗涤型气体处理装置，它主要包括洗涤塔、集液槽、除沫器和洗涤喷头等部分，除沫器设置于集液槽的上方，洗涤塔为筒状塔型结构，洗涤塔通过波纹管与集液槽和除沫器相连接，并构成一个整体。在洗涤塔的顶部，设置有溢流堰，在溢流堰的下方，设置有烟气和洗涤液的动态平衡交换埸。本发明构思科学、结构合理、紧凑，操作方便、安全可靠，它不仅具有能耗低、投资省，而且单耗低，除尘、脱硫效率高。

说明书

                    一、技术领域

本发明涉及一种用于工业气体净化/处理装置，特别适用于冶炼制酸烟气净化和燃煤烟气的除尘脱硫，属于化工、环境保护设备制造

技术领域。

                    二、背景技术

烟气脱硫产品和技术开发最早、且最有成效的是美国，其次是日本、西欧各国。烟气脱硫的方法多种多样，已达数百种，但按工艺流程可分为湿法、半干法和干法三大类。前者目前在世界上应用最广、技术最为成熟。我国废气脱硫技术早在五十年代就在硫酸工业和有色冶金工业中进行研究，对燃烧产生的低浓度SO₂烟气的处理研究七十年代才开始。我国电力、冶金、化工等部门曾就烟气脱硫技术进行研究开发，经过“七五”、“八五”、“九五”攻关，对国际上现有烟气脱硫技术的几种类型进行了研究试验，其中较为典型的研究开发成果有：旋转喷雾干燥法(SDA法)、磷铵肥法(PAFP法)、电子束辐照法(EBA法)、脉冲电晕等离子法(PPCP法)、活性炭纤维法(ACF法)等。但到目前为止，我国尚无成熟的烟气脱硫技术，而上述所列的诸种烟气脱硫技术也仅处于技术开发阶段，还未能取得明显的效果。

                   三、发明内容

鉴于上述存在的问题，本发明的目的是提供一种用于化工、电力和有色工业，并能有效进行冶炼制酸烟气净化和燃煤烟气除尘脱硫的湍冲洗涤型气体处理装置。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术措施：

本发明根据动量守恒定律，运用气体定律、流体力学理论，对运动的介质中所发生的动量传递过程进行了研究，并结合气体、液体流动类型和动量守恒方程对控制体进行总动量平衡计算，进而设计了湍冲洗涤型气体处理装置。

本发明所述的湍冲洗涤型气体处理装置为筒状塔型结构，它主要包括过渡段、溢流堰、洗涤塔、波纹管、洗涤喷头、事故喷头、集液槽、除沫器等部件。为使欲处理烟气和洗涤液在洗涤塔筒体内湍冲接触，在洗涤塔筒体内，建立了动态平衡“交换场”，以高效进行质量传递。同时，设计了特制的喷头。该喷头通过旋转动量孔、动量调节孔、动量调节槽，以及喷头口径、过道旋角、过道口径、内腔锥度等参数来设定和提高系统性能，使通过喷头喷出的洗涤液有较高的比表面积、达到强烈湍流流动类型和具有较快液体表面更新能力，使喷头达到最佳喷射效果和使用寿命。此外，在装置整体结构设计上，为有效解决设备的腐蚀、结垢和磨损问题，采用不同的结构设计和采用不同的防腐材料、不同的防腐工艺相结合的方式加以解决，即：将高温、强腐蚀条件苛刻的工况集中在几何形状简单、体积较小的筒状塔型洗涤塔上部的小区域内，采用紧衬聚四氟乙烯材料进行重点防腐。在洗涤塔下游体积较大的集液槽等部件采用综合性能优越的碳钢紧衬聚烯烃材料。

经过上述设计后的本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、构思科学、结构合理、紧凑，操作方便，安全可靠。

2、除尘、脱硫效率高。除尘率达到95％-99％，脱硫率达到75％-95％，大大高于国内同类产品的除尘、脱硫效果。

3、能耗低，投资省，效率高，单耗低，脱除SO₂每公斤仅耗资0.2-1.00元(脱硫率达到75％-95％)，大大低于国内单耗1.40元/kg的水平。

                    四、附图说明

图1是本发明的总体结构布置示意图

图2是本发明的溢流堰的结构示意图

图3是本发明的洗涤喷头的结构示意图

图4是本发明的聚烯烃衬里层的结构示意图

其中：1-洗涤塔  2-波纹管  3-集液槽  4-除沫器  5-排烟管  6-溢流堰  7-动态平衡交换埸  8-过渡段  9-过渡段内套  10-垫圈  11-溢流堰内腔  12-进水管  13-溢流堰外腔14-洗涤喷头  15-喷嘴  16-旋转动量孔  17-动量调节孔  18-动量调节槽  19-喷嘴座  20-喷嘴环  21-结构层  22-结构层23-底层

                  五、具体实施方式

湍冲洗涤型气体处理装置为筒状塔型结构，它主要包括洗涤塔1、集液槽3、除沫器4和洗涤喷头14等部分，除沫器4设置于集液槽3的上方，洗涤塔1为筒状塔型结构，洗涤塔1通过波纹管2与集液槽3和除沫器4相连接，并构成一个整体。在洗涤塔1的顶部，设置有溢流堰6和过渡段8，在溢流堰6的下方，设置有烟气和洗涤液的动态平衡交换埸7。过渡段8为高温烟气输入部位，在溢流堰6和过渡段8之间，设置有垫圈10；在过渡段8内，设置有内套9。溢流堰6为内外腔结构，其外腔13与进水管12相连接；洗涤喷头14设置于溢流堰的内腔11内；洗涤喷头14由喷嘴15、喷嘴座19和喷嘴环20所构成；喷嘴环20安装在洗涤喷头14的尾部；喷嘴座19呈凹形结构，喷嘴15安装在喷嘴座19上，喷嘴15与喷嘴座19之间构成一动量调节槽18。为提高喷嘴的喷射雾化效果，在喷嘴15的径向，设置有旋转动量孔16；旋转动量孔16呈螺旋角布置，旋转动量孔16的数量可以是三个或三个以上。

为了解决湍冲洗涤型气体处理装置内部腐蚀、结垢和磨损问题，在高温、强腐蚀的洗涤塔1的顶部过渡段8的内套9内，设置有聚四氟乙烯防腐层；在筒状洗涤塔下部的动态平衡交换埸7和集液槽3的内壁，设置有聚烯烃衬里层；聚烯烃衬里层为多层结构，它由底层23、结构层22和表面层21所构成，每一层由不同的材料制成，其底层23具有良好的热稳定性和较高的剥离强度，结构层22具有良好的防开裂性，其表面层21具有良好的抗渗透性，它们的有机组合使动态平衡交换埸7和集液槽3具有良好的防腐、抗渗透性能。