液相介質淨化氣體的方法及其裝置的製作方法

2023-05-30 22:18:06 1

專利名稱：液相介質淨化氣體的方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣體淨化處理的方法及其裝置，尤其是涉及一種能除去氣體中的顆粒雜質和混雜在其中不同性質的其他氣體物質的液相介質淨化氣體的方法及其裝置。
背景技術：
通常對含粉塵的有害氣體是通過二步法進行處理。首先是通過靜電除塵或布袋除塵等設備除去氣體中的顆粒物料，再用溼法對有害氣體進行處理。如對於煙氣的處理大都採用石灰法和氨法處理，這兩種氣體處理的方法，均利用液體與氣體的混合接觸來對氣體進行吸收，而氣體與液體的接觸又是通過噴淋霧化方法實現的，液體通過加壓並經噴嘴後細化液滴，使液滴儘可能與流動狀態下的氣體充分反應，達到淨化氣體的目的。但噴淋霧化後的液滴與氣體之間的碰撞壓力較小，氣體與液體的表面接觸概率低，故降低了對氣體中的粉狀灰塵以及有害氣體的捕捉和吸收的效率。如需提高液體的霧化程度，增加與被淨化氣體的接觸面，則要求噴淋壓力高、流量大，同時也造成能耗大、壓損大，處理裝置易損等缺陷。另一方面，由於霧化程度越高，也使得液滴重量越輕，液滴易隨氣流帶出排入大氣。

發明內容
本發明的目的是提供一種通過液體直接對預淨化氣體中的顆粒物和預除氣體進行捕捉和吸收，且運行能耗低，淨化效率高，結構簡單，運行可靠的液相介質淨化氣體的方法及其裝置。
本發明為達到上述目的的技術方案是一種液相介質淨化氣體的方法，其特徵在於①、初級淨化將具有壓力的預淨化氣體衝擊液體，使預淨化氣體中的部分顆粒狀物質和預除氣體與液體接觸後被捕捉和吸收；②、細化淨化經初級淨化後的預淨化氣體在其淨化腔內形成氣液混合體，並向上穿過淨化腔上部的篩網，篩網將氣液混合體細化分解成若干個氣液流體柱，使液體介質對氣液混合體內的顆粒物質和預除氣體進一步捕捉和吸收；③、洗滌淨化氣液流體柱穿過網孔後再次混合，並在篩網上滯留部分液體形成循環的洗滌液層，而部分氣液流體柱在穿入洗滌液層時被加壓、溶入液體中，對顆粒物質和預除氣體捕捉和吸收，最後穿過洗滌液層排入大氣中。
本發明的液相介質淨化氣體的裝置，包括帶有出氣口筒體、設置在筒體內的細化網罩以及裝連在筒體上的進氣管，所述的細化網罩包括中空的罩體、連接在罩體上部的篩網以及設置在篩網頂部起導向作用的徑向葉片，罩體頂部外側或徑向葉片的外側具有擋液圈，進氣管穿過罩體與其密封連接。
本發明將具有一定壓力的預淨化氣體壓入液體中，使預淨化氣體衝擊液體，在此過程中，氣體中較大顆粒物質在慣性和重力作用下衝入液體並沉入池底，而較小或較輕的顆料物質及氣體則在淨化腔內混合形成氣液混合體，同時氣液混合體向上並衝擊細化網罩，對淨化腔內的氣液混合物進行有效地混合、接觸碰撞，將氣液混合體分割、細化、分解形成氣液流體柱，達到氣體向液體傳質的目的，同時在氣液混合體通過細化網罩時，進一步捕捉和吸收氣液混合體中較小或較輕的顆料狀物質及預除氣體。本發明的氣液流體柱在穿過細化網罩的瞬間，壓力較低的氣液流體柱在其重力和液體親和力的作用下，重新聚合，在篩網的上部形成一定厚度的洗滌液層，並隨著氣液流體柱的增加而形成循環，而壓力較大的氣液流體柱在壓力和慣性作用下，強性穿過洗滌液層時，通過液層施加一定的壓力，使氣液流體柱的表面積能有效地與洗滌液層接觸，該洗滌液層越厚，作用於氣體的壓力越大，通過洗滌液層不斷捕捉和吸收氣液流體柱中的微小顆粒狀物質和預除氣體，同時在氣液流體柱穿越洗滌液層時，氣液流體柱其表面運動阻力大，從表面至中心的運動阻力和運動速度逐漸減弱和逐漸增加，這使得氣液流體柱中的各氣體分子和顆粒物在運動中不斷地改變相對位置，使氣體和液體充分接觸，提高對氣體的淨化效率。本發明採用液體作為淨化介質，通過細化網罩增加氣體與液體之間的接觸面積，不僅運行能耗低，而且能對氣體中的顆粒物以及預除氣體進行捕捉和吸收，氣體淨化效率高。本發明由於能對顆粒物和預除氣體同時捕捉和吸收，故淨化裝置結構簡單，提高了整個淨化裝置工作的可靠性。本發明用水作為淨化介質，可用於爐窯、鍋爐的煙氣處理，與噴淋水膜除塵相比，除塵效率在99.8％，脫硫率在99.5％，而用水量佔噴淋量的35％左右，能耗是靜電除塵器的25％；本發明採用酸化高電位水作為淨化介質，可用於醫院、賓館、辦公樓、學校、商場、酒店等公共場所的空氣淨化；當採用高電位氧化水作為淨化介質可用於畜禽養殖場舍的空氣清洗，有效殺除流感等病毒；當採用鹼性水作為淨化介質可用於煤焦化工業水煤氣的淨化；當採用有機溶劑作為淨化介質，可用於工業氣體的淨化等，適用性廣。


圖1是本發明的結構示意圖之一。
圖2是本發明的結構示意圖之二。
圖3是細化網罩的結構示意圖。
圖4是圖2的I處放大結構示意圖。
圖5是圖2的II處放大結構示意圖。
圖6是圖2的III處放大結構示意圖。
其中1-進氣管；2-細化網罩；2-1-罩體；2-2-篩網；2-3-徑向葉片；2-4-擋液圈；3-補液管；4-筒體；4-1-出氣口；4-2-排汙口；4-3-上筒身；4-4-下筒身；5-溢流管；6-弧形碎液盤；7-錐體；8-滾動體；8-1滾輪；8-2滾輪架；9-回流擋液板；10-溢流管。
具體實施例方式
本發明的液相介質淨化氣體的淨化方法，首先進行初級淨化將具有壓力的預淨化氣體壓入液體中，氣體中較大顆粒的粉塵在慣性和重力作用下衝入液體並沉入池底，使預淨化氣體中的顆粒狀物質和氣體與液體混合後達到初級捕捉和吸收的目的。細化淨化經初級淨化後的較小或較輕顆料物質及預除氣體在其淨化腔內形成氣液混合體，一種方法是將預淨化氣體衝擊液體時，被液體阻擋而改變流向進入淨化腔內，使預淨化氣體和被衝擊而產生飛濺的部分液體形成氣液混合體；還可以在淨化腔內將預淨化氣體與液體進行機械攪拌形成氣液混合體，如採用泵閥等將預淨化氣體與液體進行攪拌，氣液混合體向上穿過淨化腔上部的篩網，篩網將氣液混合體細化、分解成若干個氣液流體柱，當氣液混合體在壓力作用下擠入篩網孔口時，通道口徑的減小，流速增加，壓強增大，使氣、液進行有效地混合、接觸碰撞，提高氣體介質向液體介質傳質的效果。最後是洗滌淨化當氣液流體柱在穿過網孔後再次混合時，在篩網上部滯留部分液體形成循環的洗滌液層，由於氣液混合體在穿過網孔被分割成細微的氣液流體柱鑽入洗滌液層的同時，該洗滌液層將被衝開讓氣柱穿過，洗滌液層在重力的作用下，自下而上各點壓強逐漸降低，氣液流體柱穿行液層時需克服液層作用於氣體的壓力，使氣液流體柱在穿行液層過程中，氣液兩相間始終存在著相互作用力，在該作用力的作用下，氣液流體柱密度增加，提高傳質速率，此時洗滌液層越厚，氣液流體柱穿行行程越長，其欲去除的氣體的擴散時間也越長，則溶入液體中的預淨化氣體如二氧化硫等就越充分，但同時由於液體壓力對上升穿行氣液流體柱的擠壓也逐漸下降，造成氣液流體柱直徑的同步增加，使相應預淨化氣體如二氧化硫向水中的傳質效率也減弱，同時一部分氣液流體柱則穿過洗滌液層時被加壓、熔融洗滌，對顆粒狀物質和氣體進行捕捉和吸收，將處理後的氣體排入大氣。
本發明淨化腔上部的篩網多層疊加，連續多次對預淨化氣體內的顆粒狀物質和氣體進行捕捉和吸收，多層的篩網以及洗滌液層，可減小氣液流體柱擠入洗滌液層所需的初始壓力，也起到增加氣液流體柱與洗滌液層的有效接觸面積，提高淨化效果。
本發明的液相介質淨化氣體的裝置見圖1所示，包括帶有出氣口4-1的筒體4、設置在筒體4內的細化網罩2以及裝連在筒體4上的進氣管1，筒體4可如圖4所示，為多節筒身連接構成，上筒身4-3放置在下筒身4-4的槽口內並用液體實現密封，並在其連接處設有溢流管10，筒體4可以是圓柱形，也可以是方截面形，可製成金屬殼體或磚混結構製成整體結構，下部與液體接觸部位作防腐處理。本發明的細化淨化網罩2見圖3所示，包括中空的罩體2-1、連接在罩體2-1上部帶有篩網2-2以及設置在篩網2-2上部起導向作用的徑向葉片2-3，罩體2-1上部的外側或徑向葉片2-3的邊外側具有擋液圈2-4，進氣管1穿過罩體2-1，置於罩體2-1的中部，進氣管1可採用耐磨性及耐酸性能好的金屬材料製作成圓形出口，進氣管1的出口面與液面之間距離控制在0mm-200mm之間，可根據進氣壓力要求設定，其進氣管1與罩體2-1固定密封連接，或見圖4所示，進氣管1與罩體2-1相對轉動且又密封，進氣管1與罩體2-1之間通過相互插接各接槽內實現液體密封，不僅防止液體從罩體2-1與進氣管1之間進入上部，又能使罩體2-1相對於進氣管1轉動，對液體進行攪拌，篩網2-2下表面與液面之間的距離控制在0mm-200mm之間，可根據進氣管1內氣體的壓力、流速來決定，最好當篩網2-2與液面的間距控制在10mm-150mm之間。
為更有效的提高氣體的淨化能力，本發明的細化網罩2可如圖2所示從上至下由大到小多個套置，可在1-10層或更多層套罩，從上至下的篩網孔徑漸大，在相鄰罩體2-1之間均布有使兩個罩體2-1能相對運動的滾動體8，該滾動體8由滾輪8-1以及固定在罩體2-1和進氣管2上的輪架8-2構成，滾輪8-1連接在各輪架8-2上，使每個罩體2-1能自由的轉動，保證每層淨化腔內的各個部位和流速以及氣液混合物更有效地進行攪拌，並進行混合和細化，並同時篩網2-2上部存在擋液圈2-4內的液體對氣體進行洗滌吸收淨化。篩網的靈活轉動，使氣液混合體在穿插越過時，不斷改變運動方向，有利於洗滌液層的均勻性和氣流運動的波動性。
見圖1所示，位於進氣管1的下部，在筒體4上還連接有錐體7，進氣管1與錐體7之間的空腔為變截面，將氣流通過變截面時改變流速及導向作用，將氣流導入液體中，以減少氣流的紊流，提高淨化效果。
本發明還具有補液管3，補液管3可穿過錐體7其出液口設置在錐體7的頂部，或者補液管3的出液口設置在錐體7頂部，或者補液管3為環形管，且管上有多個噴嘴，該環形補液管可1-3個布設，通過補液不僅能使回返上升的預淨化氣體與混合漿液得到攪拌、混合和稀釋，起到了調節液體混合濃度比例的作用，而且也利於較大氣液混合體的漿液團破碎和均勻分散，使之保持氣液混和的相對均勻性，達到氣流的最佳配比，在筒體4的下部還設有可調節液位高度的溢流管5。
見圖2所示，本發明位於筒體4出口處，筒體4內裝有水平或斜置回流擋液板9，回流擋液板9的後下側設有向上彎起的積液槽9-1，當隨氣流帶出的液珠受到回流擋液板9的作用下，改變氣流流動方向，而跌落集到積液槽中，並至下部的液池中，本發明的回流擋液板9是多層反向設置。
本發明面對進氣管1的出口，還具有用於打碎液團的弧形碎液盤6，弧形碎液盤6上具有帶通孔的凸起6-1，且相鄰凸起6-1錯位設置，當受氣流衝擊時，液池中淨化腔內的液面下降，淨化腔外的液面升高，形成一定的壓差與氣流壓力平衡，當氣流導入後受到液體的反作用力而改變方向進入淨化腔，同時被氣體衝擊產生飛濺的部分液體形成大大小小的液團，其中較小的液團跟隨氣流運動，而較大的液團在重力作用下，重新掉入液池。為了增加氣流與液體的混合效果，弧形碎液盤6的凸起6-1會使較大液團在回落時，被弧形碎液盤6阻擋而繼續沿著氣流方向運動，同時撞擊凸起6-1，致使液團破碎細化，重新可以被氣流帶走衝向淨化腔內，繼而進入細化網罩上部，形成洗滌液層。
權利要求
1.一種液相介質淨化氣體的方法，其特徵在於①、初級淨化將具有壓力的預淨化氣體衝擊液體，使預淨化氣體中的部分顆粒狀物質和預除氣體與液體接觸後被捕捉和吸收；②、細化淨化經初級淨化後的預淨化氣體在其淨化腔內形成氣液混合體，並向上穿過淨化腔上部的篩網，篩網將氣液混合體細化分解成若干個氣液流體柱，使液體介質對氣液混合體內的顆粒物質和預除氣體進一步捕捉和吸收；③、洗滌淨化氣液流體柱穿過網孔後再次混合，並在篩網上滯留部分液體形成循環的洗滌液層，而部分氣液流體柱在穿入洗滌液層時被加壓、溶入液體中，對顆粒物質和預除氣體捕捉和吸收，最後穿過洗滌液層排入大氣中。
2.根據權利要求1所述的液相介質淨化氣體的方法，其特徵在於所述淨化腔上部的篩網1層以上疊加設置，連續多次對預淨化氣體內的顆粒狀物質和預除氣體進行捕捉和吸收。
3.根據權利要求1所述的液相介質淨化氣體的方法，其特徵在於所述的氣液混合體由衝擊液體被阻擋而改變流向進入淨化腔內的預淨化氣體和被衝擊而產生飛濺的部分液體形成。
4.根據權利要求1所述的液相介質淨化氣體的方法，其特徵在於所述的氣液混合體由淨化腔內的預淨化氣體與液體通過機械攪拌形成。
5.一種液相介質淨化氣體的裝置，其特徵在於包括帶有出氣口(4-1)的筒體(4)、設置在筒體(4)內的細化網罩(2)以及裝連在筒體(4)上的進氣管(1)，所述的細化網罩(2)包括中空的罩體(2-1)、連接在罩體(2-1)上部的篩網(2-2)以及設置在篩網(2-2)頂部起導向作用的徑向葉片(2-3)，罩體(2-1)頂部外側或徑向葉片(2-3)的外側具有擋液圈(2-4)，進氣管(1)穿過罩體(2-1)與其密封連接。
6.根據權利要求5所述的液相介質淨化氣體的裝置，其特徵在於所述的細化網罩(2)從上至下由大到小1-10個套置，且從上至下的篩網孔徑漸大，在相鄰罩體(2-1)之間均布設有使兩個罩體(2-1)能相對運動的滾動體(8)，使罩體(2-1)相對於進氣管(1)轉動。
7.根據權利要求5所述的液相介質淨化氣體的裝置，其特徵在於位於進氣管(1)的下部，筒體(4)上還連接有錐體(7)，進氣管(1)與錐體(7)之間的空腔為變截面。
8.根據權利要求5所述的液相介質淨化氣體的裝置，其特徵在於還具有補液管(3)，補液管(3)的出液口設置在錐體(7)的頂部，在筒體(4)的下部還設有可調節液位高度的溢流管(5)。
9.根據權利要求5所述的液相介質淨化氣體的裝置，其特徵在於位於筒體(4)出氣口(4-1)下部，筒體(4)內裝有水平或斜置的回流擋液板(9)，在回流擋液板(9)後下側設有向上彎起的積液槽(9-1)。
10.根據權利要求9所述的液相介質淨化氣體的裝置，其特徵在於所述的回流擋液板(9)多層反向設置。
11.根據權利要求5所述的液相介質淨化氣體的裝置，其特徵在於面對進氣管(1)的出口下部，還具有用於打碎液團的弧形碎液盤(6)，弧形碎液盤(6)上具有帶通孔的凸起(6-1)，且相鄰凸起(6-1)錯位設置。
全文摘要
一種液相介質淨化氣體的方法，①初級淨化將具有壓力的預淨化氣體衝擊液體，使預淨化氣體中的部分顆粒狀物質和氣體與液體接觸後被捕捉和吸收；②細化淨化經初級淨化後的預淨化氣體在其淨化腔內形成氣液混合體，並向上穿過淨化腔上部的篩網，篩網將氣液混合體細化分解成若干個氣液流體柱，對顆粒物質和預除氣體進一步捕捉和吸收；③洗滌淨化氣液流體柱穿過網孔後再次混合，並在篩網上滯留部分液體形成循環的洗滌液層，而部分氣液流體柱在穿入洗滌液層時被加壓、溶入液體中，再對顆粒物質和預除氣體捕捉和吸收，最後排入大氣中。通過液體直接對氣體中的顆粒物和預除氣體淨化，具有運行能耗低，淨化效率高，結構簡單，運行可靠的特點。
文檔編號B01D47/00GK1712105SQ200510039260
公開日2005年12月28日 申請日期2005年5月9日 優先權日2005年5月9日
發明者王偉強 申請人:王偉強