專利名稱：淹沒出流式洗滌塔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種洗滌塔，并且尤其涉及一種淹沒出流式洗滌塔，其適用于 含大量固體顆粒的混合氣的洗滌。
背景技術：
目前工業(yè)上對混合氣進行洗滌，常采用兩種方式。 一種為噴淋式洗滌塔， 即混合氣從洗滌塔底部進入到洗滌塔中，洗滌水從塔頂進入洗滌塔，洗滌水直接向下噴淋，混合氣上升直接與洗滌水逆流接觸；另一種方式為把混合氣直接 通入到洗滌水中洗滌，然后通過氣液分離器分離出液體和氣體。其中，噴淋式 洗滌塔適合對固體顆粒含量很少的混合氣進行噴淋洗滌，但在固體顆粒含量較 多，氣流速度較快的情況下，噴淋式洗滌塔的塔盤特別容易阻塞，導致洗滌塔 失效。而后一種方法即將混合氣直接通入洗滌水中，這雖然對含大固體顆粒的 混合氣洗滌效果較好，但對于氣流中夾雜的小顆粒的分離效果并不明顯。并且， 氣液分離器雖然能夠分離出大部分液態(tài)水，但同時也有二次凝結的現(xiàn)象，因此 這樣洗滌后的混合氣中仍含有較多水分，從而增加了后續(xù)工藝的負荷。CN1583223A提出了一種洗滌塔，其采用噴淋與氣流折返相結合的方式對混 合氣體進行洗滌。雖然該洗滌塔通過氣流折返提高了洗滌的有效長度，但仍然 存在著氣液分離器不能有效分離液態(tài)水的情形。CN2467169Y提出了另一種洗滌塔，其采用沖擊除塵與噴淋除塵相結合的方 式對混合氣體進行洗滌。但是該洗滌塔只能夠做到有效地除塵，而其排出的氣 體中會含有大量的未凝結水蒸氣，這樣仍然會對后續(xù)工藝產(chǎn)生不良的影響。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的即在于克服上述缺陷，提出一種能夠有效的洗滌含有大量固體顆粒的混合氣、又能夠充分的去除洗滌后的混合氣中的水分的洗滌塔。本發(fā)明的上述目的是通過提供一種淹沒出流式洗滌塔實現(xiàn)的，該洗滌塔包括混合氣入口；氣體出口；下降管，其具有埋沒在洗滌水中的第一端部和連接到所述混合氣入口的第二端部；內(nèi)部容納所述洗滌水并包圍所述下降管的上升管；設置在所述防沖蓋和所述氣液分離器之間的塔盤；設置在所述塔盤上方的氣液分離器；該洗滌塔的特征在于，所述洗滌塔還包括設置在所述氣液分離器上方的螺旋導流槽。該洗滌塔通過淹沒出流和噴淋洗漆可分別去除混合氣體中所含的較大固體顆粒和較小的固體顆粒，并且通過氣液分離器和螺旋導流槽的配合，確保去除混合氣中的殘余顆粒物質(zhì)和水分。在優(yōu)選的實施例中，所述洗滌塔還包括設置在所述上升管和所述塔盤之間 的防沖蓋。所述防沖蓋能夠使從洗滌水中排出的混合氣進行折返換向，從而使 部分小直徑固體顆粒被進一步沉降。在優(yōu)選的實施例中，所述塔盤具有2至8層。在優(yōu)選的實施例中，所述下降管的第一端部具有鋸齒狀的邊緣。所述鋸齒 的齒高為40mm至80mm，優(yōu)選為50 mm，并且所述鋸齒圓周地布置在所述第一端 部上。所述鋸齒狀的邊緣可以有效避免端面掛住顆粒雜質(zhì)，并對大氣泡有爆破 作用。在優(yōu)選的實施例中，上升管與下降管之間的環(huán)形間隙的橫截面面積大于下 降管的橫截面面積。所述上升管與下降管之間的環(huán)形間隙的橫截面面積優(yōu)選地 為所述下降管的橫截面面積的1. 2至1. 8倍，優(yōu)選為1. 5倍。由于橫截面積增 大，使得氣流速度下降，部分小直徑固體由于懸浮速度不夠，從而沉降至洗滌水中。在優(yōu)選的實施例中，上升管與防沖蓋之間的環(huán)形間隙的橫截面面積大于上 升管與下降管之間的環(huán)形間隙的橫截面面積。所述上升管與防沖蓋之間的環(huán)形間隙的橫截面面積優(yōu)選地為所述下降管的橫截面面積的1. 8至2. 4倍，優(yōu)選為2 倍。同樣，由于橫截面積的增大，使得氣流速度下降，部分小直徑固體由于懸 浮速度進一步降低，從而沉降至洗滌水中。在優(yōu)選的實施例中，所述下降管在洗滌水中的浸入深度為100mm-250ram，優(yōu) 選為150mm。下降管的浸入深度不宜太深或太淺。浸入太深時水壓太大，不易將 混合氣注入洗滌水中；而浸入太淺時，混合氣不能在洗滌水中獲得有效的洗滌。在優(yōu)選的實施例中，所述下降管的支撐為均勻分布在所述下降管的管外壁 上的兩圈筋板。所述筋板通過焊接連接到所述下降管并且與所述上升管之間的 間隙為1-3 mm。筋板的存在能夠有效地固定下降管，并且保持下降管和上升管 之間的位置關系，從而由洗滌水中排出的混合氣體能夠沿下降管的外壁在上升 管中均勻分布地上升。在優(yōu)選的實施例中，所述螺旋導流槽由一根直徑為15mm至25mm 、優(yōu)選為20mm的鋼條彎曲成螺旋線而構成。所述螺旋導流槽的升角為30度至45度、優(yōu)選為35度，導程為140咖至180咖、優(yōu)選為160 mm。在優(yōu)選的實施例中，所述氣液分離器由整塊圓板經(jīng)剪切扭曲而構成，其中 所述圓板被剪切扭曲成2-20片、優(yōu)選為8-12片，每一片與塔體的軸向成40。 一60。的夾角，優(yōu)選為50°的夾角。


圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖；圖2是氣液分離器與螺旋導流槽的放大視圖；圖3是氣液分離器的俯視圖；圖4示出了下降管的詳細結構。附圖標記說明-l.氣體出口， 2.安全閥， 4.氣液分離器， 5.塔盤， 7.下降管， 8.上升管， IO.洗滌水入口， ll.下封頭，3.螺旋導流槽， 6.混合氣入口， 9.防沖蓋，12.排凈口，13.筋板具體實施方式
下面將結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作進一步說明。如圖1所示，混合氣經(jīng)混合氣入口 6進入洗滌塔內(nèi)，經(jīng)下降管7垂直向下 流入到洗滌水中，下降管插入到洗滌水中的深度為120mm至180mm。其中下降管 的浸入深度不宜太深或太淺，浸入太深時水壓太大，不易將混合氣注入洗滌水 中；而浸入太淺時，混合氣不能在洗滌水中獲得有效的洗滌。此時大部分大直 徑固體顆?？恐亓ψ饔孟蛳鲁练e到洗滌水中，混合氣夾雜小直徑固體顆粒經(jīng)浸 沒在水中的下降管7的齒槽形末端折流，然后返回上升管8。優(yōu)選地，在下降管7的下端面采用周向均勻分布的40mm-80mm深的齒形槽， 從而可以有效避免端面掛住顆粒雜質(zhì)，并對較大的氣泡有爆破作用。氣體在上升管8內(nèi)的上升過程中，由于上升管8與下降管7之間的環(huán)腔間 隙面積為下降管7橫截面面積的1. 2至1. 8倍。由于橫截面面積的增大，使得 氣流速度下降，部分小直徑固體由于懸浮速度不夠，從而沉降至洗滌水中。氣體再經(jīng)防沖蓋9進行折流換向，部分小直徑固體顆粒被進一步沉降。所 述防沖蓋9可由橢圓形或圓錐形封頭改造而成。優(yōu)選地，上升管與防沖蓋之間的環(huán)形間隙的橫截面面積大于上升管與下降管之間的環(huán)形間隙的橫截面面積。 所述上升管與防沖蓋之間的環(huán)形間隙的橫截面面積優(yōu)選地為所述下降管的橫截面面積的1.8至2.4倍。同樣，由于橫截面積的增大，使得氣流速度下降，部分 小直徑固體由于懸浮速度進一步降低，從而沉降至洗滌水中。從防沖蓋9出來的氣體進入到洗滌塔中部的噴淋洗滌區(qū)。在該區(qū)域的下部 空間中，氣體與從塔盤5下來的水接觸，其中夾帶的微量顆粒以及液滴進一步 沉降，氣體則繼續(xù)上升與洗滌塔中部多層塔盤5上的水進行逆流接觸，雜質(zhì)被 進一步沉降。其中所述塔盤5的層數(shù)優(yōu)選地為2-8層。經(jīng)過塔盤5洗滌后的氣體進入塔頂部的氣液分離器4。優(yōu)選地，氣液分離器 4可由一整塊圓板剪開扭曲成2 20片，每片與洗滌塔的塔體軸向方向成40。至 60°的夾角。在離心力的作用下，氣體中剩余的固體顆粒和水滴撞擊到氣液分 離器4的外側(cè)，然后沉降出來。氣體繼續(xù)上升至螺旋導流槽3。螺旋導流槽3為由一根直徑為30mm至50mm 的鋼條彎曲而成的螺旋線并焊接在鋼板制的圓筒內(nèi)表面，其中所述螺旋導流槽 的升角為30度至45度，導程為140,至180mm。其中，氣液分離器4和螺旋導流槽3的構造可參見圖2和3所示。氣體中剩余的固體顆粒和水滴由于重力作用沿螺旋導流槽3向下緩慢流到 洗滌塔的塔盤5，最終穿過塔盤5，回到洗滌塔下部的洗滌水中；部分固體顆粒 雖然由于慣性和上升氣流的推動，沿螺旋導流槽3和氣液分離器4的筒壁向上 流動，但在離開氣液分離器4后，由于體積突然膨脹，速度急劇下降，并且螺 旋導流槽3的螺旋作用產(chǎn)生切向力，因此固體顆粒和閃蒸出來的冷凝液將沿著 洗滌塔內(nèi)壁和氣液分離器4與洗滌塔內(nèi)壁之間的錐面，最終經(jīng)錐面的引流管返 回到洗滌塔的下部。如圖4所示，優(yōu)選地，所述下降管7的支撐為均勻分布在所述下降管的管外壁上的兩圈筋板13。所述筋板13通過焊接連接到所述下降管7并且與所述上 升管8之間的間隙為1-3 mm。筋板的存在能夠有效地固定下降管，并且保持下 降管和上升管之間的位置關系，從而由洗滌水中排出的混合氣體能夠沿下降管 的外壁在上升管中均勻分布地上升。在洗滌過程中沉降的固體顆粒一部分留存在洗滌水中， 一部分落入塔底底 部的下封頭11上，并可通過排凈口 12從洗滌塔中排出。為了控制洗滌塔中的壓力，洗滌塔還可以在其頂部安裝有安全閥2。最佳實施方式具有上述結構的洗滌塔，其中使下降管7插入到洗滌水中的深度為150mm，并且其下端面采用周向均勻 分布的50mm深的齒形槽；上升管8與下降管7之間的環(huán)腔間隙面積為下降管7橫截面面積的1. 5倍； 上升管與防沖蓋之間的環(huán)形間隙的橫截面面積為下降管的橫截面面積的2倍。氣液分離器4由一整塊圓板剪開扭曲成8~12片，每片與洗滌塔的塔體軸向方向成50。的夾角；螺旋導流槽3由一根直徑為20mm的鋼條彎曲而成，其升角為35度，導程 為160mm。這樣，混合氣通過上述最佳的洗滌塔洗滌后從氣體出口 1出來的氣體水分 含量非常低，干度可到0.8左右(干度每千克濕蒸汽中含有干蒸汽的質(zhì)量百分數(shù))，并且顆粒直徑大于30mm的顆粒所占的質(zhì)量百分比濃度下降到0. 3%左右， 從而達到了非常優(yōu)秀的洗滌效果。以上已經(jīng)結合本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但本領域 的技術人員可以意識到，在實際應用中，并非以上所有特征都必須同時存在于 洗滌塔中。在實際使用的洗滌塔中，上述特征之間可以具有各種不同的組合。 例如，對于只存在大固體顆粒的混合氣，通過浸入洗滌即可基本清除，可以不 再需要塔盤5;對于氣流速度比較低的混合氣，可以不再需要所述防沖蓋等等。 因此，上面的說明只是說明性的，而不是限定性的，本發(fā)明的實際保護范圍應 當由本發(fā)明的權利要求來確定。
權利要求
1、一種淹沒出流式洗滌塔，包括混合氣入口(6)；氣體出口(1)；下降管(7)，其具有埋沒在洗滌水中的第一端部和連接到所述混合氣入口的第二端部；上升管(8)，其內(nèi)部容納所述洗滌水并包圍所述下降管(7)；塔盤(5)，其設置在所述上升管(8)上方，用于對混合氣進行噴淋洗滌；氣液分離器(4)，其設置在所述塔盤(5)的上方；其特征在于，所述洗滌塔還包括螺旋導流槽(3)，其設置在所述氣液分離器(4)的上方。
2、 如權利要求1所述的洗滌塔，其特征在于所述洗滌塔還包括設置在所述上升管(8)和所述塔盤(5)之間的防沖蓋 (9)，其用于對從洗滌水中排出的混合氣進行折返換向，其中，所述上升管(8) 和防沖蓋(9)通過拉桿與洗滌塔的塔體相接。
3、 如權利要求1所述的洗滌塔，其特征在于 所述塔盤(5)具有2至8層。
4、 如權利要求1所述的洗滌塔，其特征在于所述下降管(7)的第一端部具有鋸齒狀的邊緣，其中，所述鋸齒的齒高為40mm—80mm，優(yōu)選為50mm，并且所述鋸齒圓周地布置在所述第一端部上。
5、 如權利要求1所述的洗滌塔，其特征在于所述上升管(8)與下降管(7)之間的環(huán)形間隙的橫截面面積大于所述下 降管(7)的橫截面面積，優(yōu)選地，所述上升管(8)與下降管(7)之間的環(huán) 形間隙的橫截面面積為所述下降管(7)的橫截面面積的1.2 —1.8倍，優(yōu)選為 1.5倍。 '
6、 如權利要求2所述的洗滌塔，其特征在于-上升管(8)與防沖蓋(9)之間的環(huán)形間隙的橫截面面積大于上升管(8) 與下降管(7)之間的環(huán)形間隙的橫截面面積，優(yōu)選地，所述上升管(8)與防 沖蓋(9)之間的環(huán)形間隙的橫截面面積為所述下降管(7)的橫截面面積的 1.8-2.4倍，優(yōu)選為2倍。
7、 如權利要求1所述的洗滌塔，其特征在于所述下降管(7)在洗滌水中的浸入深度為120mm-180mm，優(yōu)選為150ram。
8、 如權利要求1所述的洗滌塔，其特征在于所述下降管(7)的支撐為均勻分布在所述下降管(7)的管外壁上的兩圈 筋板(13)，優(yōu)選地，所述筋板(13)通過焊接連接到所述下降管(7)并且與 所述上升管(8)之間的間隙為1-3 mm。
9、 如權利要求1所述的洗滌塔，其特征在于所述螺旋導流槽(3)由一根直徑為15mm至25咖、優(yōu)選為20 mm的鋼條 彎曲成螺旋線而構成，其中所述螺旋導流槽(3)的升角為30度至45度、優(yōu) 選為35度，導程為140mm至180mm、優(yōu)選為160 mm。
10、 如權利要求1所述的洗滌塔，其特征在于所述氣液分離器(4)由整塊圓板經(jīng)剪切扭曲而構成，其中所述圓板被剪 切扭曲成2-20片，優(yōu)選為8-12片，其中每一片與塔體的軸向成40。至60° 的夾角，優(yōu)選為50°的夾角。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種淹沒出流式洗滌塔。該洗滌塔包括混合氣入口；氣體出口；下降管，其具有埋沒在洗滌水中第一端部和連接到所述混合氣入口的第二端部；內(nèi)部容納所述洗滌水并包圍所述下降管的上升管；設置在所述防沖蓋和所述氣液分離器之間的塔盤；設置在所述塔盤上方的氣液分離器；該洗滌塔的特征在于，所述洗滌塔還包括設置在所述氣液分離器上方的螺旋導流槽。該洗滌塔通過淹沒出流和噴淋洗滌可分別去除混合氣體中所含的較大固體顆粒和較小的固體顆粒，并且通過氣液分離器和螺旋導流槽的配合，確保去除混合氣中的殘余顆粒物質(zhì)和水分。
文檔編號B01D47/00GK101402014SQ20081022587
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權日2008年11月4日
發(fā)明者軍 劉, 王守杰, 甘曉燕 申請人:北京航天萬源煤化工工程技術有限公司