專利名稱：阻止淋洗系統(tǒng)結(jié)晶物產(chǎn)生的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于化工、冶金等行業(yè)中對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的原料氣、干氣產(chǎn)品或尾氣進(jìn)行淋洗的系統(tǒng)的輔助裝置，這種裝置可有效延緩或避免結(jié)晶物在淋洗系統(tǒng)中形成結(jié)晶的沉積。本發(fā)明特別適于對(duì)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的含酸根的工藝尾氣、生產(chǎn)過(guò)程的大部分含酸根原料氣以及含酸根干氣產(chǎn)品用堿性溶液進(jìn)行淋洗，在去除氣體中酸根及其它有害物質(zhì)時(shí)，減少處理過(guò)程形成的結(jié)晶物在淋洗塔或淋洗設(shè)備的腔體內(nèi)壁、格柵、捕集層，以及風(fēng)機(jī)葉輪上沉積。
背景技術(shù)：
在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大部分的原料氣和干氣產(chǎn)品，如氨、烷、氫、氧、氯、氮、氟、汽化油以及尾氣等，多數(shù)含有其它酸性氣體以及雜質(zhì)和有害物質(zhì)，由于原料氣和干氣產(chǎn)品中存在的酸性氣體以及雜質(zhì)和有害物質(zhì)會(huì)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，而尾氣中的酸性氣體會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
為解決上述存在的問(wèn)題，多數(shù)采用堿性溶液對(duì)其進(jìn)行淋洗的方法，以去除原料氣、干氣產(chǎn)品以及尾氣中存在的酸性氣體以及雜質(zhì)和有害物質(zhì)，保證生產(chǎn)過(guò)程原料氣、干氣產(chǎn)品質(zhì)量，和使尾氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，在淋洗的工藝過(guò)程中，由于淋洗溶液與原料氣、干氣產(chǎn)品以及尾氣中存在的酸性氣體，在進(jìn)行反應(yīng)生成新的化合物的同時(shí)還將部分其它物質(zhì)捕集于溶液之中，這些新生成的化合物和物質(zhì)由于與淋洗系統(tǒng)存在電位差，以用溶液對(duì)其的溶解能力趨于飽和、其質(zhì)量大于溶液等原因，使其極容易在淋洗塔的格柵、內(nèi)壁、捕集層、以及系統(tǒng)中的引風(fēng)機(jī)葉輪等部位形成結(jié)晶和沉積。當(dāng)這些結(jié)晶和沉積物在格柵上形成后，會(huì)減少格柵的通氣面積，形成較大的氣阻，致使通過(guò)格柵的氣體速度會(huì)越來(lái)越高，所形成的高速射流又會(huì)將更多的溶液帶至捕集層、引風(fēng)機(jī)葉輪等部位，造成上述部位更多的結(jié)晶和沉積，如此惡性循環(huán)使上述各部位的結(jié)晶和沉積越來(lái)越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常工作，甚至不得不停產(chǎn)搶修。此情況導(dǎo)致的惡果主要有以下三個(gè)方面1格柵氣隙的總截面積越來(lái)越小，為了通過(guò)足夠的氣量保持所需的負(fù)壓，就不得不通過(guò)增加引風(fēng)機(jī)電機(jī)的功率，結(jié)果造成了電能的浪費(fèi)；同時(shí)增大引風(fēng)量后形成高速氣體射流會(huì)攜帶走更多的溶液，因此不得不補(bǔ)加新的溶液，造成了水、配制的堿等原材料以及人力資源的浪費(fèi)。
2當(dāng)格柵氣隙因結(jié)晶、沉積物的影響，其總截面積小到一定程度，或者捕集層、引風(fēng)機(jī)葉輪上結(jié)晶物和沉積物達(dá)到一定厚度時(shí)，就不得不停產(chǎn)清理結(jié)晶和沉積物。如此產(chǎn)生的后果是系統(tǒng)在不正常的工作狀況下運(yùn)行，不僅影響淋洗效果，而且還會(huì)增加有害物質(zhì)的排放量，造成環(huán)境污染，不利于清潔生產(chǎn)。
被迫停產(chǎn)清理結(jié)晶和沉積物還存在以下弊端A直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)量；B造成人力資源的浪費(fèi)；C造成較多的不安全因素，例如會(huì)造成人員的損傷，不利于安全生產(chǎn)。D提高了產(chǎn)品的綜合成本。
3在引風(fēng)機(jī)葉輪上產(chǎn)生結(jié)晶和沉積物后，會(huì)破壞引風(fēng)機(jī)的動(dòng)平衡，不僅會(huì)產(chǎn)生更大的噪音，而且還會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)損壞引風(fēng)機(jī)的軸、瓦或者軸承，加大設(shè)備發(fā)生事故的隱患。
為解決此問(wèn)題，部分企業(yè)用去離子水配制淋洗用溶液。但因結(jié)晶是由于淋洗過(guò)程中大量新生成的化合物和被淋洗液捕集到氣體中的其它物質(zhì)所致，所以收效甚微。
現(xiàn)階段尚未發(fā)現(xiàn)解決結(jié)晶和沉積問(wèn)題的主動(dòng)有效辦法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可有效阻止淋洗系統(tǒng)結(jié)晶物產(chǎn)生的方法及裝置，以解決現(xiàn)存的問(wèn)題。
本發(fā)明的方法是將淋洗液體在進(jìn)入淋洗裝置前先通過(guò)一個(gè)高頻電場(chǎng)，用高頻電場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行作用。試驗(yàn)表明使淋洗液通過(guò)高頻電場(chǎng)，即可有積極的效果。
根據(jù)相關(guān)的試驗(yàn)表明，對(duì)淋洗溶液進(jìn)行高頻電場(chǎng)處理的頻率為2000KHz～30000KHz，所使用電的總功率為0.2KVA～0.7KVA/100m3·h。其最佳電場(chǎng)的頻率為3000KHz～8000KHz，液體在高頻電場(chǎng)中被作用的時(shí)間最小為1秒。本發(fā)明的高頻電場(chǎng)最佳功率為0.3KVA～0.6KVA/100m3·h。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述方法的裝置，即處理裝置是在帶有液體輸入和輸出管的容器內(nèi)設(shè)置有電極，該電極與高頻能量發(fā)生器的輸出同軸電纜的內(nèi)芯相連，容器的外殼與高頻能量發(fā)生器的輸出同軸電纜的外屏敝層短路相連。本發(fā)明的裝置所使用的高頻能量發(fā)生器系用商品化的高頻信號(hào)發(fā)生器與商品化的高頻功率放大器組合。
本發(fā)明裝置的容器橫截面為圓形，其輸入管設(shè)于容器的底部，其輸出管設(shè)于容器的頂部，這樣可以使進(jìn)行容器的液體得到最佳的處理效果。
本發(fā)明裝置的電極第一種設(shè)置方式是將其設(shè)于容器的中心位置。
對(duì)于需處理較大液體量的裝置應(yīng)在容器中設(shè)置有兩根以上的電極，電極的設(shè)置位置應(yīng)當(dāng)滿足如下條件，即兩電極之間的間距離為直徑，并做一與容器為同一圓心，且過(guò)兩電極的圓將容器的橫截面分為內(nèi)外兩部分，其中位于該“圓”內(nèi)部的面積應(yīng)基本等于或略小于該“圓”外部的圓環(huán)面積，采用這一結(jié)構(gòu)可以使處理容器內(nèi)的液體處于均勻的電場(chǎng)中。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電極是設(shè)置于靠近殼體處且等于容器橫截面中心距殼體內(nèi)壁距離的60％處。在同一容器內(nèi)兩電極的工作頻率差最好在300KHz～800KHz的范圍內(nèi)。在容器橫截面中心設(shè)置有一根輔助電極，輔助電極與外殼短路相連。在這一最佳實(shí)施例中所采用的電極直徑為16毫米，輔助電極的直徑為25～75毫米。
本發(fā)明的裝置中所使用的高頻電源其頻率應(yīng)當(dāng)滿足2000KHz～30000KHz，所使用的電功率與所要處理的淋洗液量間關(guān)系為0.2KVA～0.7KVA/100m3·h。其最佳電場(chǎng)的頻率為3000KHz～8000KHz，液體在這一電場(chǎng)中被作用的時(shí)間最小應(yīng)不低于1秒鐘，這一條件的滿足可以通過(guò)設(shè)定容器高度和調(diào)節(jié)液體流速的方式實(shí)現(xiàn)。發(fā)明人所進(jìn)行的試驗(yàn)表明，處理電場(chǎng)的最佳功率為0.3KVA～0.6KVA/100m3·h。
根據(jù)相關(guān)的試驗(yàn)表明，本發(fā)明的處理裝置中采用兩個(gè)相串聯(lián)的容器其效果最佳，其中處于上游的容器的工作頻率范圍與處于下游的容器的工作頻率范圍不等。兩處理容器的工作頻率范圍相差200KHz～1000KHz時(shí)效果比較理想。
試驗(yàn)表明淋洗液體經(jīng)本發(fā)明的裝置處理后再進(jìn)行淋洗，可以明顯延緩結(jié)晶沉積，大大延長(zhǎng)清理結(jié)晶沉積物的周期。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)采用本發(fā)明的方法、裝置后可以延長(zhǎng)補(bǔ)加淋洗液的時(shí)間，減小在淋洗液中補(bǔ)加堿的數(shù)量，大大降低了生產(chǎn)成本，保障生產(chǎn)的正常進(jìn)行，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)還可以降低設(shè)備發(fā)生事故的幾率。


圖1為本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例處理容器的示意圖。
圖2為圖1的剖視示意圖。
圖3為本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施例處理容器的示意圖。
圖4為圖3的剖視示意圖。
圖5為本發(fā)明采用兩個(gè)串聯(lián)處理容器的實(shí)施例示意圖。
在上述圖中(1)為為保護(hù)高頻電能輸入高頻電能接線端而設(shè)置的罩蓋，(2)為形成密封容器的上封頭板，(3)為容器筒體，(4)為被處理液體輸入管，(5)為液體輸出管，(6)為電極與容器的上絕緣裝置，(7)為液體腔，(8)為電極，(9)為電極與容器的下絕緣裝置，(10)為形成密封容器的下封頭板，(11)為設(shè)于罩蓋上的引入高頻饋電電纜入口，(12)、(13)共同組成高頻電能接線端，(14)為帶有雙電極的容器上的上封頭板，(15)為與殼體相連的輔助電極，(16)為雙電極的接線端，(17)為貯液容器(即待處理液體存貯罐)，(18)為系統(tǒng)連接法蘭，(19)為液體輸送泵，(20)為第一級(jí)液體處理容器，(21)為液體回流管，(22)為第二級(jí)液體處理容器，(23)為淋洗塔，(24)為被淋洗氣體入口，(25)為連通管路，(26)為外殼，(27)為淋洗塔的格柵，(28)為淋洗塔的捕集層，(29)為淋洗塔的引風(fēng)機(jī)，(30)為淋洗塔的排氣口。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以下結(jié)合實(shí)施例和附圖詳細(xì)說(shuō)明圖1為本發(fā)明裝置的一個(gè)實(shí)施例，在處理容器的罩蓋1內(nèi)設(shè)置包括電極接線端12、13在內(nèi)的高頻電能接線端，為使其匹配，還可在其中設(shè)置必要的電感或電容器件，3為容器筒體，其下底處設(shè)置有被處理液體輸入管4，在靠近頂部處設(shè)置有液體輸出管5。從圖中可見，其中的液體輸入管與液體輸出管與筒體相切連接，這種連接可以使進(jìn)行容器的液體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，充分與由電極產(chǎn)生的電場(chǎng)相作用。
圖2為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，在液體腔7的頂部設(shè)置有用于固定電極8的上絕緣裝置6，電極8的下端用下絕緣裝置9固定于下封頭板10上。在罩蓋1上設(shè)有孔11，以使高頻饋線引入其內(nèi)。在罩蓋內(nèi)設(shè)置有由電纜插座12、13組成的高頻電能接線端，以實(shí)現(xiàn)將電極與高頻饋線的饋接。容器的金屬外殼與高頻饋線電纜的外屏敝層短路連接。顯然在電極與外殼間將會(huì)形成高頻的電磁場(chǎng)，當(dāng)有液體充滿7時(shí)，液體將成為導(dǎo)通電極與外殼間被高頻電磁場(chǎng)作用的“介質(zhì)”。
圖3為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例外部示意圖，它與附圖1的實(shí)施例外部基本上是相同的，僅是其液體輸入管與液體輸出管上設(shè)置有法蘭，以便于與系統(tǒng)配接，但其內(nèi)部與圖1和圖2的結(jié)構(gòu)是不同的。
由圖4可見在容器中心設(shè)置有與殼體26短路相連的輔助電極15。另從圖4可見，在容器內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)電極8，兩電極設(shè)置的位置應(yīng)當(dāng)滿足如下的條件即以兩電極間的距離為直徑，過(guò)這兩個(gè)電極并與容器為同一圓心的“圓”，這個(gè)“圓”將容器的橫截面分為內(nèi)外兩個(gè)部分，位于該“圓”內(nèi)的圓面積應(yīng)當(dāng)稍小于或等于該“圓”外的圓環(huán)面積。這樣可以保證作用于處理裝置內(nèi)液體的高頻電場(chǎng)大致上均勻。
當(dāng)本發(fā)明采用如圖5所示的用兩個(gè)處理裝置串聯(lián)組成的裝置時(shí)，其中位于上游的第一級(jí)處理容器所用的電場(chǎng)頻率應(yīng)與位于下游的第二級(jí)處理容器所用的電場(chǎng)頻率有一定的差異，這樣的裝置其處理的效果為最佳，試驗(yàn)給出的兩級(jí)處理容器的頻率差最好在200KHz～1000KHz范圍內(nèi)。
上述裝置中處理容器的高度可根據(jù)使用的要求確定，但應(yīng)注意，所用的容器高度應(yīng)與液體流過(guò)處理容器的流速成一定的關(guān)系，以保證液體流過(guò)每個(gè)容器的時(shí)間應(yīng)不小于1秒鐘。
關(guān)于本發(fā)明所用的高頻電源可用相應(yīng)的功率器件構(gòu)成，同時(shí)應(yīng)保證使裝置的頻率在2000KHz～30000KHz范圍內(nèi)，裝置的功率能滿足0.2KVA～0.7KVA/100m3·h(液體體積)。
本發(fā)明所使用的高頻能量發(fā)生器是用現(xiàn)市場(chǎng)上可購(gòu)置或可訂做到的高頻發(fā)生器與高頻功率放大器組合而成。在本發(fā)明給出的圖中省略了高頻能量發(fā)生器。
本發(fā)明方法是將高頻電磁能量通過(guò)高頻電纜饋送至溶液處理容器的腔室內(nèi)，并在其中形成高頻電磁場(chǎng)，當(dāng)溶液流經(jīng)溶液處理室時(shí)在高頻電磁場(chǎng)的作用下被激活。溶液在高頻電磁場(chǎng)的作用下，溶液中的水分子締合狀態(tài)被破解，由原來(lái)的大締合體水分子團(tuán)破解為小締合體或單個(gè)水分子并使之相對(duì)有序排列，溶液的這種變化使其在包容性被增強(qiáng)的同時(shí)還具有了限制溶液中所含金屬離子，以及其它新生成的微晶鹽粒子活動(dòng)自由度的能力。它不僅提高了對(duì)各種鹽類的溶解能力，而且可使溶液中原有的鈣、鎂離子以及新生成的微晶鹽粒子與器壁界面的電位差減小甚至消失，在一定的時(shí)間內(nèi)消除了各類鹽粒子在器壁上結(jié)晶的條件，即使溶液接近或達(dá)到飽和，仍可以有效防止或減緩鈣、鎂離子以及新生成的各類微晶鹽粒子在淋洗塔內(nèi)壁、格柵、風(fēng)機(jī)葉輪、捕集層等部位的附著，形成結(jié)垢和結(jié)晶。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)際使用例子是，采用如圖5所示的結(jié)構(gòu)，其中第一級(jí)和第二級(jí)處理容器串聯(lián)，且均采用如圖4所示的雙電極的結(jié)構(gòu)，輔助電極的直徑為45毫米。
裝置的主要運(yùn)行參數(shù)為第一級(jí)容器的一個(gè)電極的工作頻率為2600KHz，另一個(gè)電極的工作頻率為3100KHz，第二級(jí)處理容器的兩個(gè)電極的工作頻率分別為3100KHz和3600KHz；整機(jī)功率消耗≥1KVA，每小時(shí)處理液體的數(shù)量為200m3處理過(guò)程如下溶液泵(19)將存放于儲(chǔ)液容器(17)中的淋洗用溶液通過(guò)由法蘭(18)和管路(25)組成的通道首先通過(guò)第一級(jí)處理容器(20)后，再進(jìn)入第二級(jí)處理容器(22)，使溶液被(20)和(22)中的高頻電磁場(chǎng)作用后再輸入淋洗塔(23)。被淋洗氣體在引風(fēng)機(jī)(29)的作用下經(jīng)入口(24)進(jìn)入淋洗塔(23)經(jīng)格柵(27)與被處理過(guò)的溶液混合淋洗后經(jīng)過(guò)捕集層(28)由排氣口(30)排出，降于淋洗塔(23)底部的溶液再經(jīng)管路(21)返回儲(chǔ)液容器(17)。
上述裝置對(duì)甘肅某廠生產(chǎn)中產(chǎn)生的含氟與金屬離子尾氣進(jìn)行淋洗，通過(guò)淋洗將尾氣中不允許排放的氟離子與其它金屬離子進(jìn)行中和與回收，使尾氣達(dá)標(biāo)排放。
該企業(yè)使用本發(fā)明的方法與裝置以前，系統(tǒng)運(yùn)行中需要每天向溶液中補(bǔ)加額定數(shù)量的碳酸鈣，而且僅運(yùn)行65-75天，即在系統(tǒng)的格柵、捕集層和風(fēng)機(jī)葉輪上形成厚度達(dá)數(shù)十毫米的結(jié)晶物，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行，不得不停止生產(chǎn)，進(jìn)行人工清理。停產(chǎn)檢修階段需安排大量人員對(duì)系統(tǒng)上形成的結(jié)晶物進(jìn)行人工清理，每次需停產(chǎn)7-10天才可完成清理工作，不僅嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的產(chǎn)量，而且還造成能源、水資源和人力資源的浪費(fèi)。在清洗過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生大量的酸堿廢液而對(duì)環(huán)境造成二次污染。此外由于引風(fēng)機(jī)葉輪產(chǎn)生結(jié)晶物后會(huì)使引風(fēng)機(jī)失去動(dòng)平衡，不僅會(huì)產(chǎn)生更大的噪音，而且會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)損壞引風(fēng)機(jī)的軸、瓦或者軸承，造成設(shè)備早期損壞。
使用前述的本發(fā)明裝置后，每3～4天僅需補(bǔ)加以前用量的30％～40％的碳酸鈣，在系統(tǒng)運(yùn)行330天后在格柵上未發(fā)現(xiàn)有結(jié)晶沉積，在捕集層上僅有不足5毫米的結(jié)晶物，而在引風(fēng)機(jī)葉輪上的僅有不足3毫米的結(jié)晶物。清理周期可延長(zhǎng)到達(dá)一年以上。
以下為配裝本裝置前后的工作狀況、結(jié)晶及處理清理結(jié)晶物等情況的比較
權(quán)利要求
1.阻止淋洗系統(tǒng)結(jié)晶物產(chǎn)生的方法，其特征在于將淋洗液體在進(jìn)入淋洗裝置前先通過(guò)一個(gè)高頻電場(chǎng)，用高頻電場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻止淋洗系統(tǒng)結(jié)晶物產(chǎn)生的方法，其特征在于高頻電場(chǎng)的頻率為2000KHz～30000KHz，功率為0.2KVA～0.7KVA/100m3·h，液體在高頻電場(chǎng)中處理的時(shí)間最小為1秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻止淋洗系統(tǒng)結(jié)晶物產(chǎn)生的方法，其特征在于高頻電場(chǎng)的頻率為3000KHz～8000KHz，功率為0.3KVA～0.6KVA/100m3·h。
4.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至3所述方法的裝置，其特征是在帶有液體輸入和輸出管的容器內(nèi)設(shè)置有電極，該電極與高頻能量發(fā)生器的輸出同軸電纜的內(nèi)芯相連，容器的外殼與高頻發(fā)生器輸出同軸電纜的外屏敝層相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征是容器為圓形截面，其輸入管設(shè)于容器的底部，其輸出管設(shè)于容器的頂部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特征是電極設(shè)于容器中心位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征是在容器中設(shè)置有兩根電極，兩電極的設(shè)置位置應(yīng)當(dāng)滿足以兩電極間距離為直徑，并過(guò)兩電極的圓將容器的橫截面分為兩部分，其中位于該“圓”內(nèi)部的面積應(yīng)基本等于或略小于該“圓”外部的圓環(huán)面積，兩電極的工作頻率應(yīng)相差300KHz～800KHz，在容器橫截面中心設(shè)置有一根輔助電極，輔助電極與外殼短路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于電極的直徑為10～30毫米，輔助電極的直徑為25～75毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述裝置，其特征是由兩個(gè)相串聯(lián)的容器組成，其中處于上游的容器的工作頻率范圍與處于下游的容器的工作頻率差為200KHz～1000KHz。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于化工、冶金等行業(yè)中對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的原料氣、干氣產(chǎn)品或尾氣進(jìn)行淋洗的系統(tǒng)的輔助裝置，以減少淋洗處理過(guò)程形成的結(jié)晶物在淋洗塔或淋洗設(shè)備內(nèi)的沉積。本發(fā)明的方法是將淋洗液體在進(jìn)入淋洗裝置前先通過(guò)一個(gè)高頻電場(chǎng)，用高頻電場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行作用。本發(fā)明的裝置是在帶有液體輸入和輸出管的容器內(nèi)設(shè)置有電極，該電極與高頻能量發(fā)生器的輸出同軸電纜的內(nèi)芯相連，容器的外殼與高頻能量發(fā)生器的輸出同軸電纜的外屏敝層短路相連。
文檔編號(hào)B01D53/78GK1864816SQ20061004270
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月15日
發(fā)明者田永征 申請(qǐng)人:田永征, 王培 , 仲蘭萍