CN109865427A - 一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明创造提供了一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，包括依次布置的多级吸收塔；每相邻的两所述吸收塔间、以及最后一级所述吸收塔与烟筒间均设有仿生过滤单元；所述吸收塔内设有雾化单元，在吸收塔上设有用于向雾化单元供应吸收剂的吸收剂循环供应单元。本发明创造结构紧凑，布置合理，通过仿生过滤结构设计，吸收剂与气体充分反应净化，且持续进行，极大的提高了吸收二噁英废气的能力。通过雾化单元将吸收剂雾化成微小液滴，极大的增加了比表面积，与废气接触几率更大，与气体高效换能和高频碰触，吸附能力极强。在实现换能加湿的同时，利用仿生过滤单元的除雾和自清洗功能，使系统运行能够有效吸收大量的二噁英气体。
Description
技术领域
本发明创造属于含固废弃物焚烧废气的净化设备技术领域，尤其是涉及一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备。
背景技术
传统常用的二噁英处理系统有改进燃烧技术、废气处理技术。但改进燃烧技术燃烧不充分，会产生大量的黑烟，同时燃烧还会产生大量的粉尘、一氧化碳、氮氧化物等污染气体，造成大气污染，破坏环境。废气处理技术的高温环境下管道和设备会很容易被破坏，要是蓄热体结块则导致其寿命不长，炉内压力变大，造成热量大量溢出，未能达到现实节能效果，则日常维护量和花费会双倍增高。这些技术还未完全成熟，对环境和节能方面还做得不够完善，亟需对现有的废气处理设备和技术进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，包括依次布置的多级吸收塔；每相邻的两所述吸收塔间、以及最后一级所述吸收塔与烟筒间均设有仿生过滤单元；所述吸收塔内设有雾化单元，在吸收塔上设有用于向雾化单元供应吸收剂的吸收剂循环供应单元。
进一步，所述雾化单元包括设置在吸收塔内的喷雾组件；所述吸收剂循环供应单元包括储液罐、储液罐与喷雾组件间设有主供液管道，在主供液管道上设有供液泵，吸收塔底部设有蓄液槽，该蓄液槽底部与储液罐间通过液体回收管道连通。
进一步，所述吸收塔共分为两级，其中第一级吸收塔下部设有废气进口，上部设有第一级废气排出口；第一级吸收塔内的喷雾组件布置在该吸收塔内的中部位置；第二级吸收塔上部设有与第一级废气排出口对应的第二级废气进气口，在第二级吸收塔下部设有第二级废气排出口；所述第二级吸收塔内的喷雾组件布置在该吸收塔内的顶部；所述第一级废气排出口与第二级废气进气口之间设有一组仿生过滤单元，第二级废气排出口与烟筒间设有一组仿生过滤单元。
进一步，所述第一级吸收塔顶部设有过滤网；所述过滤网倾斜布置，其整体覆盖住第一级废气排出口。
进一步，所述液体回收管道上设有单向阀，仅允许液体从蓄液槽一侧向储液罐流动。
进一步，所述喷雾组件包括支架，以及支架上安装的若干个方向各异的雾化喷头，各雾化喷头均通过支管与主供液管道连接。
进一步，所述主供液管道上设有单向阀，仅允许液体从储液罐向喷雾组件一侧流动。
进一步，所述仿生过滤单元包括在管道内部布置的仿呼吸道系统过滤结构和仿鼻毛褶皱结构；仿呼吸道系统过滤结构包括载体，在载体内填充有多面空心球填料件，各多面空心球填料件朝向随机分布；仿鼻毛褶皱结构沿废气流动方向依次布置的若干排毛刷墙；每排毛刷墙均包括数个承载件，在承载件高度方向上分布有若干刷毛，且相邻两承载件上的刷毛交错布置。
进一步，所述载体采用不锈钢网制成封闭式结构。
相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：
本发明创造结构紧凑，布置合理，通过仿生过滤结构设计，吸收剂与气体充分反应净化，且持续进行，极大的提高了吸收二噁英废气的能力。通过雾化单元将吸收剂雾化成微小液滴，极大的增加了比表面积，与废气接触几率更大，与气体高效换能和高频碰触，吸附能力极强。在实现换能加湿的同时，利用仿生过滤单元的除雾和自清洗功能，使系统运行能够有效吸收大量的二噁英气体。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造的结构示意图；
图2为本发明创造中喷雾组件的结构示意图；
图3为本发明创造中仿呼吸道系统过滤结构的示意图；
图4为图3中A-A剖面示意图；
图5为本发明创造中多面空心球填料件的俯视图；
图6为本发明创造中仿鼻毛褶皱结构的示意图；
图7为本发明创造实施例中刷毛在承载件上结构布置的示意图；
图8为图7的俯视图。
附图标记说明：
1-喷雾组件；2-储液罐；3-主供液管道；4-供液泵；5-蓄液槽；6-液体回收管道；7-第一级吸收塔；8-第一级废气进口；9-第一级废气排出口；10-第二级废气进气口；11-第二级废气排出口；12-仿生过滤单元；13-过滤网；14-支架；15-雾化喷头；16-支管；17-载体；18-多面空心球填料件；19-承载件；20-刷毛；21-孔洞；22-第二级吸收塔；23-仿呼吸道系统过滤结构；24-仿鼻毛褶皱结构；25-光源；26-烟筒。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面结合实施例来详细说明本发明创造。
一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，如图1至8所示，包括依次布置的多级吸收塔；每相邻的两所述吸收塔间、以及最后一级所述吸收塔与烟筒26间均设有仿生过滤单元；所述吸收塔内设有雾化单元，在吸收塔上设有用于向雾化单元供应吸收剂的吸收剂循环供应单元。吸收剂优选采用双液相，包括混合的脂相和水相(此处所指的双液相具体成分可以是：聚乙稀烃类(PAO)全合成油，占总溶液的质量：1～18％；水溶性聚醚酮类高分子材料，占总溶液的质量0.8～9％；其余为水)，利用双液相的吸收剂吸附废气中二噁英等组分的效果较佳。当然，也可以仅采用水相。
上述雾化单元包括设置在吸收塔内的至少一组喷雾组件1；所述吸收剂循环供应单元包括储液罐2、储液罐与喷雾组件间设有主供液管道3，在主供液管道上设有供液泵4，吸收塔底部设有蓄液槽5，该蓄液槽底部与储液罐间通过液体回收管道6连通。
具体的，蓄液槽可以是呈锥筒状结构，蓄积的吸收剂会通过最低处设置的液体回收管道回流至储液罐中，实现了吸收剂的循环利用。在一个可选的实施例中，在储液罐内设置光触媒净化组件，对储液罐内的吸收剂进行催化反应。可以是在储液罐内设置光源，并在储液罐内壁或相应结构上涂覆光触媒材料，也可以是在储液罐设置金属网，在金属网上设置光触媒材料，利用光源照射后，可以对二噁英等组分进行催化分解。由于吸收的二噁英气体在二噁英吸收剂中被光触媒进行催化分解，二噁英吸收剂不产生危废，且无二次污染。
优选地，所述吸收塔共分为两级，其中第一级吸收塔7下部设有第一级废气进口8，上部设有第一级废气排出口9；第一级吸收塔内的喷雾组件布置在该吸收塔内的中部位置；第二级吸收塔22上部设有与第一级废气排出口对应的第二级废气进气口10，在第二级吸收塔下部设有第二级废气排出口11；所述第二级吸收塔内的喷雾组件布置在该吸收塔内的顶部；所述第一级废气排出口与第二级废气进气口之间设有一组仿生过滤单元12，第二级废气排出口与烟筒间设有一组仿生过滤单元。
第一级废气进口处可以设置送风单元，具体的，送风单元可以包括风机，通过风机在进口处作为送风机使用。
为了保证气-雾反应充分，防止气体侧流逃逸，可以在各吸收塔的空气入口(第一级废气进口和第二级废气进口)处设置导流结构，具体的，导流结构可以为开口由大变小的变径气道，通过对气体导流后，再经过多级的雾化单元，由于各喷头方向各异，使得顺流和逆流配合，极大的提高了捕捉效果，是普通方式无法达到的。
优选地，所述第一级吸收塔顶部设有过滤网13；所述过滤网倾斜布置，其整体覆盖住第一级废气排出口。通过所设置的过滤网，能够对有害物质进行初步的过滤，为后续的仿生过滤单元及后续的吸收塔，减轻净化过滤的压力，提高净化处理能力。
优选地，所述液体回收管道上设有单向阀，仅允许液体从蓄液槽一侧向储液罐流动。避免吸收剂从储液罐倒吸至蓄液槽中。需要说明的是，各储液罐相对独立，分别与相应的吸收塔对应，可以从蓄液槽回收吸收剂，并可以为喷雾组件提供吸收剂，形成循环供应的系统。
优选地，所述喷雾组件包括支架14，以及支架上安装的若干个方向各异的雾化喷头15，各雾化喷头均通过支管16与主供液管道连接。由于最好状态是雾化喷头方向各异，因此，至于支架采用何种结构，支架是正立还是倒放均是允许的，只要实现喷头喷射吸收剂，将吸收剂充分雾化即可。
需要说明的是，雾化单元可以设置多组，每一组雾化单元中喷雾组件喷射所形成的液滴直径都可以不同，比如，从气流同向运动方向，其雾液滴直径为30--200μm，通过雾滴与细颗粒和微液滴构成的气溶胶湍流与层流的混合运动实现浸润凝聚。
优选地，所述主供液管道上设有单向阀，仅允许液体从储液罐向喷雾组件一侧流动。避免吸收剂逆行，保证喷雾组件正常工作，将吸收剂雾化，充分与废气中的二噁英等有害物质反应。
下面对换热及吸收比表面积的计算：
(1)V＝1m3总体积的水变成半径为d＝1mm的液滴球时
一个液滴的体积
一立方水总小球个数为个
一立方水的液滴表面积
s＝n×4×π×r2＝1.91×1010×4×π×(5×10-4)2＝6000m2
(2)V＝1m3总体积的水变成半径为d＝0.1mm的液滴球时
一个液滴的体积
一立方水总小球个数为个
一立方水的液滴表面积
s'＝n×4×π×r2＝1.91×1012×4×π×(5×10-5)2m2＝6×104m2
经以上计算，可以得出，随着加湿水滴小球的直径的减小，其吸收比面积增大，换热效率高。每立方米空间吸收剂雾化的分布密度(粒径在0.1--200μm，按照100μm计)，细颗粒与微液滴不发生碰撞的概率小于千万分之一，所以大部分的二噁英气体颗粒可以与吸收剂发生浸润和反应,极大多数的细颗粒(包括二噁英颗粒)可以通过凝聚净化。
优选地，所述仿生过滤单元包括在管道内部布置的仿呼吸道系统过滤结构23和仿鼻毛褶皱结构24；所述仿呼吸道系统过滤结构包括载体17，在载体内填充有多面空心球填料件18，各多面空心球填料件朝向随机分布；所述仿鼻毛褶皱结构沿废气流动方向依次布置的若干排毛刷墙；每排毛刷墙均包括数个承载件19，在承载件高度方向上分布有若干刷毛20，且相邻两承载件上的刷毛可以相互交错，各排毛刷墙构成若干组合阵列，有效提高被吸收剂微粒与鼻毛褶皱装置的触碰概率。通过仿鼻毛褶皱结构，能改改有效吸收和捕捉自仿生过滤单元逃逸的二噁英，提高净化效果，也能捕获雾化的吸收剂，使其回流，提高循环利用效果。
其中的承载件可以采用杆件，将杆件竖直布置，在杆件不同高度处的外圆周面上分布着若干刷毛。在一个可选的实施例中，每一杆件均可以通过驱动机构驱动选择，杆件上的刷毛来回扫动，且相邻杆件上的刷毛相互交错，极大的提高了吸附效果。并且，还可以在刷毛表面涂覆光触媒材料，在杆件上或是承载件对应的其它结构件上设置光源25，利用光源使光触媒材料产生催化反应，大大提高净化效果，将废气中的二噁英等组分有效分解。具体的结构布置，本领域技术人员可以根据需要选择，能够实现对仿鼻毛褶皱结构部分的废气中的有害组分催化反应即可。驱动机构可以是驱动电机，也可以是其它结构形式，只要实现杆件转动即可。
需要指出的是，仿鼻毛褶皱结构均是布置在仿呼吸道系统过滤结构的出风一侧，作为一道重要保障，提高二噁英等组分的吸附效果，将含有二噁英组分的吸收剂进一步吸附凝聚成液滴，回流至蓄液槽中，回收至储液罐中。
通常，仿生过滤单元中的各部分(仿呼吸道系统过滤结构和仿鼻毛褶皱结构)均为可拆式安装方式，可以根据需要，方便的装配和拆卸，不会妨碍本系统内其它结构件的安装。具体的，可以是将仿呼吸道系统过滤结构安装在一框架内部，通过螺钉等连接件将框架固定在管道的内壁，此为仿呼吸道系统过滤结构安装方式的一个举例，在实际使用中，不局限于这种方式，只要实现方便的拆卸即可。
在一个可选的实施例中，多面空心球填料件为表面开设有若干孔洞21的球体结构，各孔洞位置以及孔洞大小可以随机布置，孔洞可以呈扇形。
另外，各多面空心球填料件(球体直径)大小可以随机布置，不同直径的多面空心球随机变化使得反应介质体系处于一种自适应平衡状态，当局部多面空心球界面由于催化反应进行过快产生反应产物堆积(气溶胶凝结水基聚合物、反应产物水溶液)，那么，短时的反应物堆积会改变流道截面，使流速改变，加速堆积物的移动，避免堵塞，类似于人体气管树结构的工作原理，易于冲洗排出污物，避免了细颗粒物的沉积堵塞。
由于气体反应时，对载体的持久蠕变强度有不同的影响，因此要实现自清洗功能，尽可能保证在填充空间内留有冗余。通常，多面空心球填料件不规则的交叉填塞在载体之内，并且，各填料件间留有适当的空隙。所留空隙的大小随机，更有利于发挥自清洗功能。
利用仿呼吸道系统过滤结构的除雾和自清洗体系，气体在非规则的气道空间内运动，微颗粒会发生多次碰撞，微液滴在填料上形成水膜，各微液滴相互碰撞，凝聚成更大的液滴。可以在仿生过滤单元出风方向的一侧设置温控单元，根据雾化气体温度，有效调控凝聚效率。具体的，温控单元可以包括换热器，通过换热器与仿呼吸道系统过滤结构的结构件连接，可以将温度有效传导到仿呼吸道系统过滤结构中的各多面空心球填料件上。
优选地，所述载体采用不锈钢网制成封闭式(筒状)结构。多面空心球填料被有效的束缚在其中，当废气通过时，仿呼吸道系统过滤结构模拟呼吸道的气管树式分布，填充端面均呈网状结构，最大限度的提高了“捕获”有害物质的能力，气流分布到气管树后随机流动，与填充物表面发生多次碰撞，实现气-液、气-固、气-液-固相互传质作用。由于流体分散，气体流速减慢，气流携带的飞沫和微雾被有效减少，还能够将吸收剂凝聚成液，使其回流向吸收塔下部的蓄液槽。
本发明创造结构紧凑，布置合理，通过仿生过滤结构设计，吸收剂与气体充分反应净化，且持续进行，极大的提高了吸收二噁英废气的能力。通过雾化单元将吸收剂雾化成微小液滴，极大的增加了比表面积，与废气接触几率更大，与气体高效换能和高频碰触，吸附能力极强。在实现换能加湿的同时，利用仿生过滤单元的除雾和自清洗功能，使系统运行能够有效吸收大量的二噁英气体。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，其特征在于：包括依次布置的多级吸收塔；每相邻的两所述吸收塔间、以及最后一级所述吸收塔与烟筒间均设有仿生过滤单元；所述吸收塔内设有雾化单元，在吸收塔上设有用于向雾化单元供应吸收剂的吸收剂循环供应单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，其特征在于：所述雾化单元包括设置在吸收塔内的喷雾组件；所述吸收剂循环供应单元包括储液罐、储液罐与喷雾组件间设有主供液管道，在主供液管道上设有供液泵，吸收塔底部设有蓄液槽，该蓄液槽底部与储液罐间通过液体回收管道连通。
3.根据权利要求2所述的一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，其特征在于：所述吸收塔共分为两级，其中第一级吸收塔下部设有废气进口，上部设有第一级废气排出口；第一级吸收塔内的喷雾组件布置在该吸收塔内的中部位置；第二级吸收塔上部设有与第一级废气排出口对应的第二级废气进气口，在第二级吸收塔下部设有第二级废气排出口；所述第二级吸收塔内的喷雾组件布置在该吸收塔内的顶部；所述第一级废气排出口与第二级废气进气口之间设有一组仿生过滤单元，第二级废气排出口与烟筒间设有一组仿生过滤单元。
4.根据权利要求3所述的一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，其特征在于：所述第一级吸收塔顶部设有过滤网；所述过滤网倾斜布置，其整体覆盖住第一级废气排出口。
5.根据权利要求2所述的一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，其特征在于：所述液体回收管道上设有单向阀，仅允许液体从蓄液槽一侧向储液罐流动。
6.根据权利要求2所述的一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，其特征在于：所述喷雾组件包括支架，以及支架上安装的若干个方向各异的雾化喷头，各雾化喷头均通过支管与主供液管道连接。
7.根据权利要求2所述的一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，其特征在于：所述主供液管道上设有单向阀，仅允许液体从储液罐向喷雾组件一侧流动。
8.根据权利要求1所述的一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，其特征在于：所述仿生过滤单元包括在管道内部布置的仿呼吸道系统过滤结构和仿鼻毛褶皱结构；所述仿呼吸道系统过滤结构包括载体，在载体内填充有多面空心球填料件，各多面空心球填料件朝向随机分布；所述仿鼻毛褶皱结构沿废气流动方向依次布置的若干排毛刷墙；每排毛刷墙均包括数个承载件，在承载件高度方向上分布有若干刷毛，且相邻两承载件上的刷毛交错布置。
9.根据权利要求8所述的一种基于液相的处理含二噁英的焚烧废气的设备，其特征在于：所述载体采用不锈钢网制成封闭式结构。
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