專利名稱：氣體、特別是火焰煙氣的清潔設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及氣體、特別是火焰煙氣的清潔設備，包括一滌氣器或濕潤分離器，氣體從一進口穿過該滌氣器后到達一出口，該滌氣器中在氣流方向上依次排列有若干清潔裝置。
背景技術：
煙氣狀氣體不僅在比方說工業活動中多多少少連續排放時、而且在火災之類一時排放時都會造成環境問題。地下場所火焰的煙氣排放特別麻煩。車庫、隧道、百貨商場、倉庫之類地下場所的普通排氣裝置常常在地面上開口，因此從該裝置排出的高熱、骯臟和有害煙氣非常靠近人群和其他生物，從而有害于健康，有時甚至直接危及生命。
清潔氣體的現有滌氣設備早就有之。因此滌氣器用來清潔焊接煙氣、酸浴生成的氣體、工業燃燒過程中生成的煙氣等。這些現有滌氣器通常使用一循環液流，使氣體流過一個或多個由若干層填充體或過濾件構成的清潔裝置，從而盡可能有效地吸收氣體。但是這一技術實際上不很有效，原因之一是，由于填充體被氣體加熱，因此只發生中等程度的吸收。另一個缺點是，如氣體中含有一定數量的固體成分，填充體層很快就會堵塞。對于含有煙灰、片狀粉末和其他很大固體成分的煙氣來說更是如此。
本發明的目的和特征本發明旨在克服現有滌氣設備的上述缺點、提供一種改進的滌氣設備。因此，本發明的主要目的是提供一種特別適合于清潔煙氣的滌氣設備，該設備不僅可有效地清除煙氣中的固體成分和氣體成分，而且在極大量煙氣通過時也能最佳地工作。換句話說，該設備應能連續工作至少數小時也不會遭到通常占煙氣很大比例的較大固體成分的堵塞。本發明的另一個目的是提供一種可簡單地排放所分離固體以及氣體成分的滌氣設備。本發明的另一個目的是提供這樣一種滌氣設備，它可把流過其中的煙氣的溫度在煙氣排放到外部空氣中前有效地降到最低。
按照本發明，至少是該主要目的由權利要求1特征部分所限定的特征實現。各從屬權利要求進一步限定本發明滌氣設備的優選實施例。
附圖的簡要說明
圖1為本發明滌氣設備第一實施例的示意圖；圖2為該滌氣器中、本發明所特有的一預分離器的放大詳圖；圖3為本發明另一滌氣器的俯視圖；以及圖4為該滌氣器的副清潔裝置中的分離件的放大詳圖。
對本發明優選實施例的詳細說明在圖1中，標號1總的表示一滌氣器，該滌氣器在該例中位于地下，需要時，也可位于任何地下場所，例如公路或鐵路隧道、商品展銷室、車庫等等。地面用標號2表示。地面上有一供清潔氣體排入外部空氣中的殼體3。滌氣器1經一用作出口4的寬套筒或管子與殼體3連接。該滌氣器的進口5與一用作未經處理煙氣的進口通道的寬管6連接。在所述進口通道6中有至少一個風扇7抽吸來自火焰發生地的煙氣。進口通道中還布置有一個或多個灑水裝置8，8＇，以便弄濕和冷卻其溫度常常高達400℃的煙氣。
滌氣器1由一盒形殼體界定，該殼體包括側壁9、頂壁10和底壁11，殼體中有一收集盤11＇。水或液體收集在該收集盤后經排水管12排出。當煙氣從進口5向出口4穿過該滌氣器時，煙氣先后經過排列在氣流方向上的若干清潔裝置，第一清潔裝置用標號13表示。三個副清潔裝置用標號14、15和16表示。
在該滌氣器中用作預分離器的第一或主清潔裝置13的特征在于，所述裝置包括至少一塊有孔板，其上游有至少一組第一噴嘴17，從而把沖洗液、特別是水(可加上專用添加劑)噴到該板的上游面上。在圖1所示實施例中，該有孔隔板由兩塊互成鈍角的板19、19＇構成。因此，所示兩板19、19＇形成一V形頂，它們與側壁9和底壁11一起界定滌氣器的一下部室20。實際中，板19、19＇最好用較厚的有孔鋼板制成(也可見圖2)，盡管也可使用其他材料。如果使用鋼板，厚度可為3-6mm，各孔21的直徑可為8-12mm，最好為10mm。所有孔21的總面積應為兩板面積的25-35％、最好為30％。各孔可呈與板的平面垂直的圓柱形孔(其一端或兩端可倒角)。
板19、19＇前方或上游一定距離處有若干管子22，每一管子上有多個噴嘴17。所述噴嘴設置成它們噴出的一個或多個水柱與有孔板的平面斜交。為此，最好使用所謂的扁平噴嘴，由于扁平噴嘴的口呈很薄的細長形，因此噴出的水柱呈扁平形。當用高壓噴射水時，水柱就呈刀狀。從所述第一噴嘴17噴出的高壓水的重要目的是在煙灰、片狀粉末之類固體成分從煙氣中分離出來的同時弄濕、冷卻煙氣。另一個重要目的是沖洗兩板的孔21。
在這里還應指出，斜置兩有孔板19、19＇而成的V形結構確保室20中的煙氣壓力均勻分布，確切說壓力在所有孔上大致相同。
在有孔板下游一定距離處、確切說在空間20＇中有兩組第二噴嘴25、25＇，它們噴出的水流方向與孔中的氣流方向相反。從所述噴嘴噴出的水進一步弄濕、冷卻煙氣。這些噴嘴位于管子26上，所述管子與一供水系統27連接，該供水系統從一進口管28接受一合適外部水源的新鮮、較冷水。該供水系統中有泵29和閥30把水不僅分配給滌氣器，還分配給其上游的灑水裝置8、8＇。其上有第一噴嘴17的橫向管子22也經集水管26＇與供水系統27連接。
副清潔裝置14最好由一組裝有弧形氣阱的分離板構成，例如市場上有售的商標為LECHLER的那種板。圖4例示出這種分離板的設計。從圖4中可看出，氣與水的混合物和/或水蒸氣被引入相鄰兩板31之間的弧形路徑，所述混合物在流動過程中碰到馬蹄形弧形板部32、32＇，這些板部形成氣阱，從而水滴和其他固體粒子被收集在這些氣阱中后或是在與煙氣傳送方向相反方向上向下流動(圖1所示實施例)，或是在與煙氣傳送方向垂直的方向上(圖3所示實施例)流動。
在圖3所示實施例中，滌氣器1＇在一進口5＇與一出口4＇之間放置成水平。與上述實施例一樣，滌氣器1＇包括一預分離器13＇。該預分離器包括一垂直有孔板19″。所述有孔板的上游有第一噴嘴17＇。所述有孔板的下游有一組或多組第二噴嘴25″。因此，圖1與圖3實施例的不同之處僅在于該實施例使用單塊有孔板19″。
在上述兩實施例中，副清潔裝置15、16由供水滴或固體粒子沉積其上的網格構成。實際中，最好使用市場上有售的商標為KIMRE的網格。
本發明滌氣裝置的作用和優點當用風扇7以一定速度和壓力送入室20中的煙氣碰到有孔板時，煙氣在穿過各孔時壓力和速度提高。同時生成一渦流，該渦流在很大程度上增加了煙氣與用第一噴嘴17噴入氣流中的水之間的接觸面積，因此水與煙氣混合。由于由這些噴嘴噴出的刀狀、扁平水柱與有孔板的平面斜交，因此有效地沖洗各孔，確保煙灰、片狀粉末和其他較大粒子不會粘在孔中。水柱的斜交還有助于提高穿過孔的煙氣的渦流運動。噴嘴17噴向有孔板上游面的水實際上在煙氣穿過孔前形成所有煙氣必須通過的一阻擋層。由于從噴嘴噴出的水的壓力很高，因此它們在沖擊板和其中的孔時水滴粉碎成極細的水珠。所述水珠被孔中的渦流進一步分解，因此水滴吸收氣體的有效接觸面積增大。
煙氣穿過有孔板21后膨脹，在膨脹過程中，現在為過飽和氣體的溫度下降。由于第二噴嘴25、25＇把新鮮的冷卻水噴入有孔板下游空間20＇中，因此該溫度進一步降低。因此，所述水比有孔板與副清潔裝置14之間空間20＇中的煙氣冷得多。從煙氣氣流中尚未分離出來的較小固體粒子成為空間20＇中的水蒸氣的凝結核，所述水蒸氣在這些粒子上不斷凝結而生成較大結塊。所述結塊在其后清潔裝置14、15、16中分離。由于在極小水滴生成的同時用高壓噴入大量冷水，因此冷卻效果極佳。由于在結塊時因加熱水形成的水蒸氣凝結，因此該冷卻效果進一步加強。小水珠的形成還意味著氣體在水中的溶解性提高。由于水在滌氣器中不是循環的，而是在該供水系統中不斷加進新鮮的冷水，因此水總能溶解最大量的氣體。計算實現所需冷卻和凝結效果所需的水量以及溶解煙氣中的氣體、在煙氣離開滌氣器前水來不及飽和所需的水，就可得出煙氣中固體以及氣體的最大分離度。
水蒸氣在固體粒子上凝結而成的水滴以及穿過滌氣器的煙氣中的水滴最后來到副清潔裝置14、15、16。在用作脫水裝置的清潔裝置14中，在預分離器中初步清潔的氣體的方向動態變動，從而比氣體分子重的水滴在滌氣器中分離出來后從其排水管排出。在清潔裝置14中未分離出的水滴通過裝置15、16時，不僅因濾網作用和方向動態變動作用、還使用表面張力作用使得水滴和/或粒子變得越來越大而無法通過這些裝置中很細的網格，從而被分離出來。
因此，當氣體通過整個滌氣器排放到外部空氣中時，不僅被冷卻，而且有效地除去原先與煙氣混合在一起的大部分固體和氣體成分。
本發明的可行修正本發明不限于附圖所示的上述實施例。因此也可用來清潔高熱、灰塵很重的煙氣之外的其他氣體。
權利要求
1.氣體、特別是火焰煙氣的清潔設備，包括一滌氣器(1)，氣體可從一進口(5)穿過該滌氣器后到達一出口(4)，該滌氣器中在氣流方向上依次排列有若干清潔裝置(13、14、15、16)，其特征在于，一用作預分離器的第一清潔裝置(13)包括一有孔板(19、19＇、19″)，在其上游有至少一組噴嘴(17)，用來用沖洗液、特別是水噴射該板的上游面而弄濕、冷卻氣體以及在從氣體中分離出較大粒子的同時噴射該板中的孔(21)；該板的下游有一組或多組第二噴嘴(25、25＇)，以與孔中氣流方向相反的方向噴射液體，從而進一步弄濕、冷卻氣體并使水蒸氣凝結在尚存于氣體中、用作凝結核的固體粒子上，該液體和粒子形成結塊，其大小便于在其后清潔裝置(14、15、16)中分離出來。
2.按權利要求1所述的清潔設備，其特征在于，孔(21)的總橫截面面積為該板(19)面積的20-35％、最好為30％。
3.按權利要求1或2所述的清潔設備，其特征在于，第一噴嘴(17)設置成噴出的一個或多個水柱(24)與有孔板的平面斜交。
4.按權利要求3所述的清潔設備，其特征在于，該噴嘴(17)包括一噴出扁平水柱的扁平噴嘴。
5.按上述任一權利要求所述的清潔設備，其特征在于，多個第一噴嘴(17)裝在一位于該有孔板上游一定距離處的同一管子(22)上。
全文摘要
清潔例如火焰煙氣的滌氣設備(1),包括一預分離器(13),該分離器包括至少一個有孔板(19、19′),在其上游有一組第一噴嘴,用來用沖洗液噴射該板的上游面而弄濕、冷卻煙氣以及沖洗該板中的孔。該板的下游有一組或多組第二噴嘴(25、25′)以與孔中氣流方向相反的方向噴射液體,從而進一步弄濕、冷卻氣體。水蒸氣凝結在尚存在于穿過該板的氣體中、用作凝結核的固體粒子上,該液體和粒子形成結塊,其大小便于在其后清潔裝置(14、15、16)中分離出來。
文檔編號B01D47/06GK1224370SQ9719614
公開日1999年7月28日 申請日期1997年7月2日 優先權日1997年7月2日
發明者尼古拉·F·達維德金, 亞歷山大·V·阿法納西耶夫, 尼古拉·N·馬利寧, 貝里爾·拉松, 拉爾斯·奧斯特蘭德 申請人:賽孚羅德公司