专利名称：螺旋流洗涤器的制作方法
技术领域：
本发明创造属于气体净化装置，是对水池式洗涤器的改进。
洗涤器是湿式除尘器的一种。它是利用液体(通常都是用水)来除尘的设备。水池式洗涤器是常用的除尘器。比较典型的水池式洗涤器有罗托克伦N型洗涤器和道伊尔洗涤器。
由《冶金安全》杂志1974年第二期介绍的一种“冲激式除尘机组”它的洗涤器属罗托克伦N型。它由水箱、进气室、S形叶片通道、挡水板、排气管以及水位电控装置和溢流装置组成。这种洗涤器必须使引风机置于排气口之后，是运行于负压状态下的水池式洗涤器。由于负压运行，不能在洗涤器前加干式旋风除尘器进行予除尘来减少烟气粉尘处理量;由于负压运行，洗涤器最佳水位变化范围窄，工作稳定性差;由于负压运行，S形叶片通道两侧水位高度不同，给制造和运行管理带来困难;由于负压运行，洗涤器密封性能要求严格，同时水位控制采用电器控制设备不但造价高，而且维修频繁。因此，它的使用范围受到一定限制。
本发明创造的目的是要设计制造一种高效率的除尘器。这种除尘器不但具有可适用于各种场合使用的特点，又要具有用水量较少的优点。同时还能运行于正负压状态下的新装置，来克服罗托克伦N洗涤器只有在负压下方能稳定工作的缺点。
本发明创造的技术方案是受涡旋水流的启发，分析研究了螺旋流场的压力分布，本着顺流体运动之势，可使流体在运动中所受阻力降为最小的原则，模拟螺旋流体运动的迹线来设计的螺旋流管，能将流体能量最大限度地用于气体的净化。
使用螺旋流管制成的螺旋流洗涤器，是利用气体动能、使液体雾化，由液滴捕捉尘粒，并使尘粒、液滴与气体分离的水池式洗涤器，是对罗托克伦N型洗涤器的改进。
螺旋流洗涤器由进气管、烟气进气室、气体螺旋流管、水箱、液体螺旋流管、气液混合螺旋流管、上圆弧板、脱水檐板、百叶窗式脱水装置、冲洗水管、烟气循环器、排烟管、石灰亚硫酸钠添加口、浮球式水位控制器及水封式溢流装置组成。
螺旋流洗涤器采用的螺旋流管由气流管、液流管和气液混合流管组成。气流管、液流管是渐缩管，气液混合流管是扩散管，螺旋流管的边界均按对数螺旋线制成。
气流管装在液流管之上(或居中)，气流管收缩出口与液流管收缩口连接组成液流管喉部，其结构为蜗壳状，液流管的喉部与气液混合流管连接，气流管、液流管、气液混合流管的中心线是按照流体螺旋流场运动的迹线连接。
气流管位于洗涤器进气室下部，是与进气室连通的两个轴对称并接的螺旋流管。两个对称的液流管全部浸入液体介质之中，液流管与筒体(或其它容器)构成液体自动循环系统。
气、液混合流管的末端制成扩张形，气液扩张管的上部与上圆弧板连接，上圆弧板按对数螺线制成。
洗涤器筒体上部内壁两侧各设一块脱水檐板，进气室外壁两侧也各设一块脱水檐板。
进气室外壁脱水檐板的安装高度高于筒体内壁的脱水檐板。
脱水檐板由上、下两部份组成，上部为直线板、下部为对数螺线形弧形板。
在脱水檐板上方设置百叶窗式脱水装置，气液两相及尘粒在该处彻底分离。
百叶窗式脱水装置上部有冲洗水管，冲洗水管环脱水装置四周安装。可定期冲洗淤积在格栅上的尘泥。
冲洗水管之上安装着排烟循环器，排烟循环器中部为两端呈圆锥状芯管，上下两端各焊接数片倾斜的导流叶板，芯管及导流叶板与百叶窗式叶片连接。百叶窗为圆环状结构，排烟循环器外壳为向下螺旋的蜗壳。
螺旋流洗涤器用浮球式自动水位控制器控制水位，该装置由浮球、连杆、锥阀组成。
在洗涤器上简体侧边设置氢氧化钙、亚硫酸钠的添加口。
本发明创造可以通过以下实施例进一步加以说明。
图2是螺旋流洗涤器安洗方式示意图。从锅炉〔1〕排出的烟气经风道进入旋风除尘器〔2〕。旋风除尘器排烟口连接引风机〔3〕，经予除尘的烟气从引风机的出口通过极短烟管进入螺旋洗涤器〔4〕。该装置运行于正压状态。由螺旋流洗涤器排污阀排放的污水导入沉淀池。污水经沉淀后由水循环器〔6〕吸入洗涤器循环使用，彻底根治水污染，且节约用水量。净化后烟气通过排烟循环器〔7〕，洁净气体以热流形式排空。浓缩后的部份气体由排烟循环器的循环烟气出口〔8〕在鼓风机〔9〕的抽吸作用下进入锅炉，实现排烟再循环。
图1是螺旋流洗涤器的结构示意图。
当含尘气体进入洗涤器〔4〕的进气管〔11〕后，通过烟气进气室〔12〕进入两侧的气体螺旋流管〔13〕在喉部〔14〕产生高速气体螺旋环流，在液体螺旋流管〔15〕的喉部〔16〕，诱导产生液体(气、液两相)的强制涡旋运动。负压的抽吸作用使液体沿液流管自下而上运动(其运动轨迹为对数螺线)气体冲击液体，克服液面张力，生成高速运动的液滴，液滴又冲击液体，产生点汇向心运动和圆周运动场中切线方向运动的合成运动。在极短促的时间内，气流中夹带尘粒和水滴间发生碰撞。由于液体的粘滞作用及流体动量的转移，冲击速度逐渐降低，使得液流管喉部区域内生成粒径由小到大的不同液滴。然后，流体通过气液混合流管〔17〕，气流相对的减速。尘粒和加速了的水滴之间再次碰撞，混合流管处压力增高，水气将以粒子为核心而凝结。粒子表面湿润，粒子尺寸增大。气流、尘粒、液滴自混合流管喷出后，进入曲率半径渐缩的圆周运动场，由于惯性的作用，尘粒、液滴沿着伸向液面的上圆弧板〔18〕射入水面，且在气流运动垂直方向形成水雾帘幕，冲击洗涤烟气、尘粒与液滴碰撞而被捕捉。
气液两相在这一装置之中充分接触，烟气中所含SO2、NOx和洗涤液中氢氧化钙、亚硫酸钠充分反应，生成CaCO3，酸式亚硫酸钠及石膏，烟气中NOx还原为氮气，完成烟气脱硫、脱硝的过程。生成物由下部排污阀控制导入沉淀池，水沉淀后经水循环泵流入洗涤器循环使用。
洗涤器的烟气流上升，经檐板式脱水装置〔19〕，和百叶窗式脱水装置〔20〕，脱除其中剩余水滴和灰尘。为防止尘泥淤积，百叶窗脱水装置之上，沿四周边安装有冲洗水管〔21〕。而后，气流进入排烟循环器，其中部安装芯管〔22〕。上下端倾斜装有导流叶板〔23〕，垂直上升的气流通过导流叶板变为旋转气流，气流中剩余灰尘进一步被压缩，沿循环器内壁作螺旋上升的圆周曲线运动，内壁由相间百叶窗片〔24〕组成，与循环器外蜗壳〔25〕组成螺旋气流通道。循环烟气〔8〕连接锅炉。鼓风机使15～20%的烟气与空气混合进入锅炉完成烟尘两次循环处理。大部分经处理后的洁净气体从循环器经排烟管〔10〕，以热流形式排向大气。
洗涤器内的水位对设备阻力和净化效率有直接影响，水位增高、阻力增加，效率提高。当水位提高过多，净化效率增高不明显，阻力却增加较多。水位降低，阻力降低，净化效率也随之降低。为此，洗涤器装设有浮球式水位控制装置〔26〕及水封式溢流装置〔27〕。
当水位降低时，浮球下降，锥状阀随之下降，洗涤用水通过阀体进入水箱。当水位到达最佳运行状态高度时，浮子上升，锥阀关闭，切断进水。
洗涤器为保持水位不超过一定高度，需设置溢流装置〔27〕，溢流装置由上、下罐两部份组成。上罐的上部与洗涤器内气体和水接触后所经过的空间连通，底部与洗涤器内盛液体的部份相通，罐体密封，使罐内水位与洗涤器内水位相同。下罐做水封用，内置溢流管与大气隔绝。这种溢流装置可以变更溢流管高度来调整水位。
在洗涤器盛水筒体侧边设置石灰、亚硫酸钠添加口〔28〕为消除烟气中二氧化硫和NOx所需的氢氧化钙、亚硫酸钠由该口加入筒体，添加量由烟气中所含SO2量与NOx量确定。
螺旋流管的截面，随处理气量的不同及要求净化效率的差异，可取图6所示的不同结构形式。
螺旋流管使用于有酸、碱腐蚀性较强的场合，或从提高螺旋流管的耐磨性能考虑，可采用象图7所示的铸石结构，对耐磨、耐蚀部位，可由钢板焊接为中空结构，而后中空部分浇铸铸石。
在高浓度有害气体的净化场合可采用象图8所示的气体螺旋流管上下均为液体螺旋流管的结构。
本发明创造与冲激除尘机组相比，具有以下优点1.可根据能耗的实际需要设计各种类型的洗涤器，适用范围广。
2.运行于正压状态，可加预除尘，净化效率高达99%以上，特别是高含尘浓度气体净化更有明显效果。
3.相同净化效率时，阻力损失低，可降低1/3～1/2。
4.采用浮球式水位控制装置，结构简单、工作可靠、投资少、易维修;简体内各处水位相同，制造容易、管理方便。
5.采用排烟再循环技术，使锅炉热效率提高，节省能源。
6.可同时除尘、脱硫、脱硝，有效地解决“硫酸雨”造成的危害。
图1是螺旋流洗涤器的结构示意图。
图2是螺旋流洗涤器安装方式示意图。
图3是排烟循环器正视图。
图4是排烟循环器俯视图。
图5是螺旋流管结构示意图。
图6是各种螺旋流管喉部截面结构示意图。
图7铸石螺旋流管的示意图。
图8是具有两个液流管和一个气流管的螺旋流管结构示意图。
图中符号表示1-锅炉2-旋风除尘器3-引风机4-螺旋流洗涤器5-沉淀池6-水循环泵
7-排烟循环器8-排烟循环器循环烟气出口9-鼓风机10-排烟管11-进气管12-烟气进气室13-气体螺旋流管14-气体螺旋流管喉部15-液体螺旋流管16-液体螺旋流管喉部17-气液混合流管18-上圆弧板19-檐板脱水装置20-百叶窗式脱水装置21-冲洗水管22-排烟循环器芯管23-排烟循环器导流叶板24-排烟循环器百叶窗片25-排烟循环器外蜗壳26-浮球式水位控制装置27-水封式溢流装置28-石灰、亚硫酸钠添加口29-铸石30-夹套钢板
权利要求
1.一种洗涤器，由筒体、烟气入口进气室烟气通道、脱水装置、排气管以及水位控制机构、溢流机构组成，其特征在于所述的烟气通道是按照螺旋流体运动迹线制成的螺旋流管，螺旋流管包括气流管、液流管和气液混合流管，气流管和液流管是渐缩管，气液混合流管是扩散管，气流管出口和液流管收缩口连接成液流管喉部，其截面为圆形，气流管位于进气室下部，是与进气室连通的两个轴对称并接的螺旋流管，气流管装在液流管之上方，两个对称的液流管全部浸入液体中，液流管和筒体构成液体自动循环系统，气液混合流管的末端制成扩张形，气液混合流管的上部与上圆弧板连接，所述的脱水装置是在筒体上部内壁两侧各设一块脱水檐板，进气室外侧也各设一块脱水檐板，脱水檐板的安装高度不同，在脱水檐板的上方还设置百叶窗式脱水装置，百叶窗四周有冲洗水管，冲洗水管上方安装着排烟循环器，所述的水位控制机构是采用浮球式自动水位控制器，在洗涤器下筒体侧边有吸收剂的添加口，螺旋流管用钢管或钢板焊接而成，也可用其他材料制成。
2.按照权利要求1所述的洗涤器，其特征在于所述的液流管喉部截面也可以是矩形或圆环形。
3.按照权利要求1或2所述的洗涤器，其特征在于所述的螺旋流管可采用铸石结构，由钢板焊接成中空状浇铸铸石。
4.按照权利要求1所述的洗涤器，其特征在于所述的脱水檐板的安装高度不同，指进气室外壁的脱水檐板高于筒体内壁的脱水檐板。
5.按照权利要求1或4所述的洗涤器，其特征在于所述的脱水檐板由上下两部分组成，上部分为直线板，下部分为对数螺线形弧形板。
6.按照权利要求1所述的洗涤器，其特征在于所述的排烟循环器中部为两端呈圆锥状芯管，上下两端各焊接数片倾斜的导流叶板，芯管、导流叶片与百叶窗式叶片连接，百叶窗为圆环状，排烟循环器为向下螺旋的蜗壳。
7.按照权利要求1所述洗涤器，其特征在于所述的水位控制器由浮球、连杆、锥阀组成。
8.按照权利要求1所述的洗涤器，其特征在于所述的吸收剂的添加口，是指氢氧化钙、亚硫酸钠的添加口。
9.按照权利要求1所述的洗涤器，其特征在于所述的上圆弧板是用对数螺线制成的圆弧板。
10.按照权利要求1所述的洗涤器，其特征在于所述的气流管也可装在两个液流管中间。
全文摘要
螺旋流洗涤器是对罗托克伦N型洗涤器的改进。它的烟气通道是按照螺旋流体运动迹线制成的螺旋流管，包括气流、液流渐缩管和气液混流扩散管。气流管位于进气室下部，是与进气室连通的两个轴对称并接螺旋流管，气流管装在液流管上方，两个对称的液流管全部浸入液体中，形成液体的自动循环。本发明创造具有设计灵活，适用范围广，净化效率高，水耗少等优点，是一种较理想的除尘设备。
文档编号B01D47/10GK1031193SQ87105460
公开日1989年2月22日 申请日期1987年8月10日 优先权日1987年8月10日
发明者刘海根 申请人:刘海根