一種紊流曝氣塔的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開的一種紊流曝氣塔，包括塔主體，塔主體的側面安裝進氣管和設置于進氣管上方的進液管；塔主體的頂端安裝出氣管，底部安裝出液管，塔主體的中間區域自下而上依次包括：用于煙氣緩沖和均勻的均氣室、用于提供煙氣和液體混合反應空間的紊流曝氣區和用于煙氣脫水的除霧室；其均氣室位于進氣管的進氣口上方且直徑大于進氣管的進氣口直徑；紊流曝氣區位于均氣室與進液管的進液口之間；紊流曝氣區的內部間隔設有至少兩層用于煙氣旋轉加速的紊流發生器。與現有技術相比，本實用新型的曝氣塔不易結垢，無噴嘴不會導致噴嘴堵塞，脫硫效率達99％以上，可取代多級其他型式的吸收塔，而結構更簡單，工藝流程縮短、阻力損失減小，生產成本降低。
【專利說明】一種紊流曝氣塔
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及環保設備【技術領域】，特別是涉及一種紊流曝氣塔。
【背景技術】
[0002] 隨著社會工業發展不斷提高，生產規模不斷擴大，排入大氣的煙氣也越來越多；其 中，含有二氧化硫等有害氣體的煙氣排入大氣，造成酸雨，破壞生態環境，影響人的健康。因 此，在滿足產能的情況下，如何有效凈化排入大氣的煙氣，減少環境污染已經成為社會熱點 問題。
[0003] 目前，市場上用于煙氣凈化和吸收的設備主要有噴淋塔、填料塔、鼓泡塔等。其設 計原理都是通過氣液相的接觸進行物質交換達到煙氣吸收和凈化的目的。存在的問題是氣 液相在上述設備中的接觸面積不夠、接觸時間短、表面更新速度慢，從而導致煙氣凈化和吸 收的效率低。為此，工業應用中，往往需要設置多個噴淋塔、填料塔或鼓泡塔來一級一級的 凈化和吸收煙氣，才能達到煙氣凈化和吸收的效率。此外，塔本身存在易結垢、易堵塞、塔與 塔之間阻力大等問題。 實用新型內容
[0004] 本實用新型提供了一種紊流曝氣塔，用以克服現有技術中煙氣在設備中氣液相的 接觸面積不夠、接觸時間短、表面更新速度慢，從而導致煙氣凈化和吸收的效率低的技術缺 陷。
[0005] 基于上述問題，本實用新型提供了一種紊流曝氣塔，包括塔主體，所述塔主體的側 面安裝進氣管和設置于所述進氣管上方的進液管；所述塔主體的頂端安裝出氣管，底部安 裝出液管，此外：所述塔主體的中間區域自下而上依次包括：用于煙氣緩沖和均勻的均氣 室、用于提供煙氣和液體混合反應空間的紊流曝氣區和用于煙氣脫水的除霧室，其中：所述 均氣室位于所述進氣管的進氣口上方且直徑大于所述進氣管的進氣口直徑；所述紊流曝氣 區位于所述均氣室與所述進液管的進液口之間；所述紊流曝氣區的內部間隔設有至少兩層 用于煙氣旋轉加速的紊流發生器；所述除霧室位于所述進液管的進液口與所述出氣管之 間，所述紊流曝氣區的直徑均小于所述均氣室和所述除霧室的直徑。
[0006] 優選地，所述紊流發生器沿軸向間隔布置，并沿徑向貼合于所述紊流曝氣區的內 壁，相鄰兩個所述紊流發生器之間的側面開設與補液管連通的進液口。
[0007] 優選地，所述紊流發生器包括貼合于所述紊流曝氣區內壁的筒體和設置于所述筒 體中心的盲板，其中：所述筒體和盲板形成的環形空腔內安裝8?30個葉片，每一塊所述葉 片沿徑向的角度為20°?60°，軸向高度為50?500mm。
[0008] 優選地，所述紊流曝氣塔的外部設有補液泵和補液槽，所述補液管通過所述補液 泵將補液槽內的液體送入所述紊流發生器的上方。
[0009] 優選地，所述出液管的下方安放具有容納空間的儲液槽，所述進液管通過進液泵 將所述儲液槽內的液體送入所述紊流曝氣區內。
[0010] 優選地，所述補液槽與所述儲液槽一體成型或分離設置。
[0011] 優選地，所述均氣室包括若干個導流板和與所述進氣管的進氣口匹配的進氣管入 口，其中：每一個所述導流板為弧形結構，所述導流板的弧形表面開設若干貫通的回流水 縫；所述導流板的一端朝向所述進氣管入口，另一端延伸至所述均氣室的出口，相鄰兩個所 述導流板平行間隔設置。
[0012] 優選地，所述除霧室的出口設有除霧器，所述除霧器設有兩組呈V形分布的平面 脫水板，兩組脫水板沿軸向相對布置，所述除霧器的周緣貼合于所述除霧室的內壁。
[0013] 優選地，所述除霧室的進口設有倒錐體結構的導流組件，所述導流組件的中心填 充并凸設導流錐，所述導流組件由多塊導流片同心間隔設置而成。
[0014] 優選地，所述紊流曝氣塔配置有風機，所述風機與所述進氣管連接，或所述風機與 所述出氣管連接。
[0015] 本實用新型的有益效果包括：本實用新型提供的一種紊流曝氣塔，在其塔主體內， 能進行煙氣的均氣上升、煙氣的旋轉加速、氣液相的強傳質以及氣液相的脫水分離等過程， 從而強化氣液相的強傳質過程。此外，與現有技術相比，本實用新型的紊流曝氣塔不易結 垢，無噴嘴不會導致噴嘴堵塞，脫硫效率達99%以上，可以取代多級其他型式的吸收塔，而 其結構更簡單，工藝流程縮短、阻力損失減小，生產成本降低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實用新型紊流曝氣塔的總裝結構示意圖；
[0017] 圖2為圖1中的紊流發生器的結構示意圖；
[0018] 圖3為圖2的K向示意圖；
[0019]圖4為圖1中的塔主體的結構示意圖；
[0020] 圖5為本實用新型的帶回流水縫的導流板和進氣管入口的俯視示意圖；
[0021] 圖6為本實用新型的導流組件和導流維的俯視不意圖。
[0022] 附圖標號說明
[0023] 4-塔主體，5-進氣管，6-進液管，7-出氣管，8-出液管，9-補液管，10-均氣室， 11-導流板，12-進氣管入口，110-回流水縫，20-紊流曝氣區，21-紊流發生器，210-筒體， 211-盲板，212-葉片，30-除霧室，31-導流組件，32-導流錐，33-除霧器，50-風機，60-進 液泵，80-儲液槽，90-補液泵，91-補液槽。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術方案：
[0025]參見圖1，本實用新型提供了一種紊流曝氣塔，其包括塔主體4，塔主體4的側面安 裝進氣管5和設置于進氣管5上方的進液管6 ;塔主體4的頂端安裝出氣管7,底部安裝出 液管8,此外，塔主體4的中間區域自下而上依次包括：用于煙氣緩沖和均勻的均氣室10、用 于提供煙氣和液體混合反應空間的紊流曝氣區20和用于煙氣脫水的除霧室30,其中，均氣 室10位于進氣管5的進氣口上方且直徑大于進氣管5的進氣口直徑；紊流曝氣區20位于 均氣室10與進液管6的進液口之間；紊流曝氣區20的內部間隔設有至少兩層用于煙氣旋 轉加速的紊流發生器21 ;除霧室30位于進液管6的進液口與出氣管7之間，紊流曝氣區20 的直徑均小于均氣室10和除霧室30的直徑。
[0026] 需要說明的是，均氣室10的直徑大于進氣管5的進氣口直徑，煙氣經進氣管5進 入均氣室10,容納空間變徑增大，使得煙氣緩沖降速，均勻上升至紊流曝氣區20內。紊流曝 氣區20是氣液相反應的核心區，紊流發生器21上方的進液管6向下噴灑與煙氣混合反應 的液體，此時，煙氣經過至少兩層紊流發生器21時被強制旋轉加速，形成類似龍卷風的紊 流狀態，可強化氣相和液相的接觸面積、接觸時間和表面更新的速度，從而大大提高氣液的 反應速率，使得氣液兩相的傳質效率提高10%?20%，除霧室30將凈化后的氣體干燥，使 分離出的液體向下回流，分離出的氣體向上通過出氣管7排出。紊流曝氣區20的直徑均小 于均氣室10和除霧室30的直徑，可強化氣液相的強傳質以及氣液相分離的過程。本實用 新型的塔主體4內，能進行煙氣的均氣上升、煙氣的旋轉加速、氣液相的強傳質以及氣液相 的分離等過程，從而強化氣液相的強傳質過程。此外，與現有技術相比，本實用新型的紊流 曝氣塔不易結垢，無噴嘴不會導致噴嘴堵塞，脫硫效率達99%以上，可以取代多級其他型式 的吸收塔，而其結構更簡單，工藝流程縮短、阻力損失減小，生產成本降低。
[0027] 此外，本實用新型的紊流曝氣塔，其用于制備脫硫吸收液的原料多種多樣，如石灰 石、石灰、電石泥、粉煤灰、氧化鋅、氧化錳、氧化鎂等各種堿性物和工業廢液，節能環保，應 用廣泛。
[0028] 具體地，紊流發生器21沿軸向間隔布置，并沿徑向貼合于紊流曝氣區20的內壁， 滿足從均氣室10傳入的煙氣能全部經過紊流發生器21，完成旋扭加速。相鄰兩個紊流發生 器21之間的側面開設與補液管9連通的進液口，補液管9布置于相鄰兩個紊流發生器21 之間，有利于更好的與通過紊流發生器21的煙氣混合反應，強化氣液相的強傳質。
[0029] 優選地，參見圖2和圖3,紊流發生器21包括貼合于紊流曝氣區20內壁的筒體210 和設置于筒體210中心的盲板211，其中：筒體210和盲板211形成的環形空腔內安裝8? 30個葉片212,每一塊葉片212沿徑向的角度為20°?60°，軸向高度為50?500mm。此 結構的紊流發生器21可以加速集能，并可以按照設計值的角度加速、轉向，形成具有相當 能量的類似龍卷風的紊流狀態的氣流，此氣流托住并切碎向下噴灑的液體，強化了氣液兩 相的傳質效率。當然，在其他實施方式中，紊流發生器21可以有其他的結構。
[0030] 優選地，紊流曝氣塔的外部設有補液泵90和補液槽91，補液管9通過補液泵90將 補液槽91內的液體送入紊流發生器21的上方。
[0031] 優選地，出液管8的下方安放具有容納空間的儲液槽80,進液管6通過進液泵60 將儲液槽80內的液體送入紊流曝氣區20內。此結構滿足液體的循環使用，降低生產成本， 保護環境。
[0032] 優選地，補液槽91與儲液槽80 -體成型或分離設置。
[0033] 參見圖4和圖5,均氣室10包括若干個導流板11和與進氣管5的進氣口匹配的進 氣管入口 12,其中：每一個導流板11為弧形結構，導流板11的弧形表面開設若干貫通的回 流水縫110 ;導流板11的一端朝向進氣管入口 12,另一端延伸至均氣室10的出口，相鄰兩 個導流板11平行間隔設置。導流板11的弧形結構與回流的液體流線相吻合，減少煙氣阻 力，導流板11引導煙氣向紊流發生器21均勻流動，減少氣流的紊流。
[0034] 具體地，除霧室30的出口設有除霧器33,除霧器33設有兩組呈V形分布的平面脫 水板，兩組脫水板沿軸向相對布置，除霧器33的周緣貼合于除霧室30的內壁，提高氣液分 離的效率。
[0035] 結合圖6,除霧室30的進口設有倒錐體結構的導流組件31，導流組件31的中心填 充并凸設導流錐32,導流組件31由多塊導流片同心間隔設置而成。錐體結構適應流體的流 動，減少紊流，避免液體沉積，同時降低煙氣阻力。
[0036] 再次詳見圖1，紊流曝氣塔還配置有風機50,在本實用新型的具體實施例中，風機 50與進氣管5連接，煙氣通過風機50鼓入塔主體4內，形成正壓工作模式。在其他實施例 中，風機50也可與出氣管7連接，煙氣通過風機50被吸入塔主體4內，形成負壓工作模式。
[0037] 以正壓工作模式來說明本實用新型的紊流曝氣塔的工作情況。通常，儲液槽80內 盛有循環使用的未飽和酸液、補液槽91內為自來水或堿液。
[0038] 工作時，煙氣在風機50的作用下由進氣管5鼓入均氣室10內，在均氣室10均氣 上升至紊流曝氣區20,經過紊流發生器21被旋轉加速，形成類似龍卷風狀態的上升的旋切 氣流，此氣流攜帶大量的動能，液體通過進液管6輸送至紊流發生器21的上方且均勻向下 噴灑，向下噴灑的液體受到大量攜帶動能的向上旋切氣流的作用，被高速剪切，形成分散的 細小顆粒水滴，與此同時，氣流被液體的反作用力剪切下，也被分散成細小氣泡，氣相和液 相持續碰撞旋切，從而形成一種氣液相互包裹的混合狀態，此時，液相形成紊流狀態，氣相 被液相包裹形成曝氣狀態，液相持續供給，紊流曝氣層逐漸增厚，當氣相的上升托力與液相 的重力達到平衡時，紊流曝氣層不再增高，液相繼續增加，最早形成的紊流液與氣相反應后 回流至塔主體4的底部，通過出液管8流入循環槽80內，隨著時間的推移，紊流液被持續更 新，氣相通過風機50的作用不斷穿過紊流發生器21，氣相被不斷吸收，凈化后的氣相上升 至除霧室30內脫水，進入出氣管7排走。
[0039] 本實用新型的紊流曝氣塔，其塔主體4自下而上包括三大功能區：均氣室10,紊流 曝氣區20和除霧室30。其中，均氣室10可以使煙氣的緩沖和均勻；紊流曝氣區20是煙氣 和液體混合反應的核心區，其內部的紊流發生器21可使煙氣旋轉加速，有利于增強氣液相 的強傳質；除霧室30可使凈化后的氣體脫水，便于排出；此工藝流程可強化氣相和液相的 接觸面積、接觸時間和表面更新的速度，從而大大提高氣液的反應速率，強化氣液兩相的強 傳質過程。此外，與現有技術相比，本實用新型的紊流曝氣塔不易結垢，無噴嘴不會導致噴 嘴堵塞，脫硫效率達99%以上，可以取代多級其他型式的吸收塔，而其結構更簡單，工藝流 程縮短、阻力損失減小，生產成本降低。
[0040] 以上實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本 實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1. 一種紊流曝氣塔，包括塔主體（4)，所述塔主體（4)的側面安裝進氣管（5)和設置于 所述進氣管（5)上方的進液管（6);所述塔主體（4)的頂端安裝出氣管（7)，底部安裝出液 管（8)，其特征在于：所述塔主體（4)的中間區域自下而上依次包括：用于煙氣緩沖和均勻 的均氣室（10)、用于提供煙氣和液體混合反應空間的紊流曝氣區（20)和用于煙氣脫水的 除霧室（30)，其中： 所述均氣室（10)位于所述進氣管（5)的進氣口上方且直徑大于所述進氣管（5)的進 氣口直徑； 所述紊流曝氣區（20)位于所述均氣室（10)與所述進液管（6)的進液口之間；所述紊 流曝氣區（20)的內部間隔設有至少兩層用于煙氣旋轉加速的紊流發生器（21); 所述除霧室（30)位于所述進液管（6)的進液口與所述出氣管（7)之間，所述紊流曝氣 區（20)的直徑均小于所述均氣室（10)和所述除霧室（30)的直徑。
2. 根據權利要求1所述的一種紊流曝氣塔，其特征在于，所述紊流發生器（21)沿軸向 間隔布置，并沿徑向貼合于所述紊流曝氣區（20)的內壁，相鄰兩個所述紊流發生器（21)之 間的側面開設與補液管（9)連通的進液口。
3. 根據權利要求2所述的一種紊流曝氣塔，其特征在于，所述紊流發生器（21)包括貼 合于所述紊流曝氣區（20)內壁的筒體（210)和設置于所述筒體（210)中心的盲板（211)， 其中： 所述筒體（210)和盲板（211)形成的環形空腔內安裝8?30個葉片（212)，每一塊所 述葉片（212)沿徑向的角度為20°?60°，軸向高度為50?500mm。
4. 根據權利要求2所述的一種紊流曝氣塔，其特征在于，所述紊流曝氣塔的外部設有 補液泵（90)和補液槽（91)，所述補液管（9)通過所述補液泵（90)將補液槽（91)內的液體 送入所述紊流發生器（21)的上方。
5. 根據權利要求4所述的一種紊流曝氣塔，其特征在于，所述出液管（8)的下方安放具 有容納空間的儲液槽（80)，所述進液管（6)通過進液泵（60)將所述儲液槽（80)內的液體 送入所述紊流曝氣區（20)內。
6. 根據權利要求5所述的一種紊流曝氣塔，其特征在于，所述補液槽（91)與所述儲液 槽（80) -體成型或分離設置。
7. 根據權利要求2所述的一種紊流曝氣塔，其特征在于，所述均氣室（10)包括若干個 導流板（11)和與所述進氣管（5)的進氣口匹配的進氣管入口（12)，其中： 每一個所述導流板（11)為弧形結構，所述導流板（11)的弧形表面開設若干貫通的回 流水縫（110); 所述導流板（11)的一端朝向所述進氣管入口（12)，另一端延伸至所述均氣室（10)的 出口，相鄰兩個所述導流板（11)平行間隔設置。
8. 根據權利要求2所述的一種紊流曝氣塔，其特征在于，所述除霧室（30)的出口設有 除霧器（33)，所述除霧器（33)設有兩組呈V形分布的平面脫水板，兩組脫水板沿軸向相對 布置， 所述除霧器（33)的周緣貼合于所述除霧室（30)的內壁。
9. 根據權利要求8所述的一種紊流曝氣塔，其特征在于，所述除霧室（30)的進口設有 倒錐體結構的導流組件（31)，所述導流組件（31)的中心填充并凸設導流錐（32)，所述導流 組件（31)由多塊導流片同心間隔設置而成。
10.根據權利要求1所述的一種紊流曝氣塔，其特征在于，所述紊流曝氣塔配置有風機 (50)， 所述風機（50)與所述進氣管（5)連接，或所述風機（50)與所述出氣管（7)連接。
【文檔編號】B01D53/50GK203862123SQ201420293552
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】高紅愛 申請人:長沙高必拓脫硫工程有限公司