一种湿式纳米级涡流除尘装置及其除尘方法与流程

本发明涉及一种对含尘气体进行除尘的装置，尤其是涉及一种能有效清除高危废弃物焚烧后的烟尘或矿业产生的纳米级超细粉尘的除尘设备，及其除尘方法。

背景技术：

高危废弃物，如医院产生的垃圾、动物实验的废弃物、用废的感光液、显影液等等，人们习惯将其称谓特种垃圾或高危垃圾，是城镇垃圾中最难处理的部分。焚烧处理过程中产生的大量有毒有害烟气被直接排放到大气中，对周围空气、水质、自然环境污染十分严重，不仅严重地危害了人们的身体健康，也破坏了生态环境，危害极大。

在矿石粉碎加工过程中，也产生大量的粉尘，人们称粒度在0.20μm以下的粉尘为纳米级粉尘，与大颗粒粉尘不同的是：前者易于清除，而这种纳米级粉尘由于其粒度小、质量轻，在矿石粉碎加工过程中极易于长时间地飘浮扩散在空气中，清除它们十分困难。因此，这种粉尘对人、对环境的危害更大。

技术实现要素：

本发明的目的在于：为用户提供一种能高效清除烟尘或矿业纳米级超细粉尘的湿式纳米级涡流除尘装置。

本发明地另一个目的是：提供一种能高效清除烟尘或矿业纳米级超细粉尘的方法。

本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的：

一种湿式纳米级涡流除尘装置，主要由内壁具有耐酸碱衬里的炉体、装在炉体顶部与文丘里式设备烟尘输入管口连接的烟液混合室、装在该室室壁上的处理液喷射管口、位于烟液混合室下面与其连通的烟液膨胀室、装在炉体中位于烟液膨胀室内的涡流除尘器、位于炉体底部收集粉尘的沉淀池及其排渣口、以及装在炉体壁上的净化气体排出管口和净化液体排出管口所组成，其特征在于：所述装在炉体中位于烟液膨胀室内的涡流除尘器，是由位于该涡流除尘器顶部尖端向上的空芯导流锥、装在该导流锥底部四周侧壁由缝翼构成的涡流泡沫除尘室所组成；构成该涡流泡沫除尘室四周壁面的缝翼，是由围绕空芯导流锥的竖直轴线、彼此等间距排列、叶面上部具有下弯扭角、且位于该泡沫除尘室外的一圈近似曲面三角形的翼片所组成；还包括有设置在该涡流泡沫除尘室下部並与其连通的、侧壁具有净化气体排出管和泡沫液体除出管的循环器，循环器侧壁上的净化气体排出管与炉体壁上的净化气体排出管口连成一体，而泡沫液体排出管则伸向沉淀池。

在上述的湿式纳米级涡流除尘装置中，所述与涡流泡沫除尘室、空芯导流锥组成一体的循环器，是座装在沉淀池顶部、沿着炉体内壁大部分水平沿所组成的沉淀池水平半密封隔离板上。

在上述的湿式纳米级涡流除尘装置中，在该沉淀池水平半密封隔离板上，设置有与循环器上的净化气体排出管连通的净化气体排出通道。

在上述的湿式纳米级涡流除尘装置中，还设置有位于沉淀池水平半密封隔离板下面，对沉淀池中液体进行过滤的过滤板。

上述的湿式纳米级涡流除尘装置，在所述循环器腔体内还装有为腔体内的泡沫液和净化气体保持恒温的热交换器。

本发明除尘装置的除尘工作原理如下：

将待处理的烟气或矿业纳米级粉尘气体，通过文丘里式设备的烟尘气体输入管进入炉体顶部的烟液混合室，同时该室壁上的喷射管口，将含有化学试剂的处理液以0.20-0.30mpa的压力喷入室内与烟气混合降温，然后混合降温的烟液进入下部的烟液膨胀室，由于体积膨胀流速减慢，烟气中50μm以上的大颗粒烟尘，在烟液体积膨胀扩散过程中被分离落入沉淀池，而经过膨胀扩散除尘后的烟液混合液，经导流锥因通道变窄而流速加快，高速冲击涡流泡沫除尘室四周壁面上的缝翼，使整个涡流除尘器旋转，同时使其腔体内产生负压，烟液混合液就从相邻两个曲面三角形翼片之间的空隙进入涡流除尘器腔体内，受强劲涡流的作用被搅拌成泡沫，原混合液所含烟气中的烟尘被泡沫捕获，并随泡沫液流入下而的循环器，再经其侧壁上的泡沫液体排除管被排入沉淀池，而被泡沫过滤后的净化气体，则经循环器侧壁上的净化气体排出管，由炉体壁上的净化气体排出管口排出；沉淀池中的液体与粉尘经过沉淀作用，尘渣由排渣口排除，沉淀液及其所含气体经位于沉淀池水平半密封隔离板下面的过滤板过滤，净化气体由该隔离板上设置的净化气体排出通道，经循环器净化气体排出管排出；而过滤液由炉体壁上的净化液体排出管口排出，经过补充化学剂试后可重新作处理液引入处理液喷射管进行循环使用。

根据对净化气体和净化液体使用的需要，可以在循环器内设置热交换器，使排出的净化气体和液体保持所需要的使用温度。

本发明的优点在于：一般情况可以通过两级除尘设施达到除尘净化气体的理想效果：

第一级除尘设施：采用了烟液混合室与烟液膨胀室相结合的结构，使在烟液混合室中混合的烟液，通过在膨胀室中的膨胀扩散作用，将50μm以上的大颗粒烟尘被分离；

第二级除尘设施：在炉体中设置了位于烟气膨胀室内具有特殊结构的涡流除尘器，通过该除尘器的空芯导流锥与涡流泡沫除尘室结构的联合作用所产生的强劲涡流，将经过第一级除尘后的混合烟液搅拌成泡沫，通过泡沫过滤作用除尘净化气体。

根据需要，本发明还可增设第三级除尘设施：在沉淀池上面设置过滤板，即在沉淀池水平半密封隔离板下面设置过滤板，对沉淀池中的液体及所含气体进行过滤除尘。

由于本发明在结构上采用了上述组合的除尘设施，大大提高了除尘效率，测试表明：对于粒度在0.2μm以下的纳米级超细粉尘，其除尘效率高达99.95％。因而，本发明湿式涡流除尘器的除尘效果十分理想，它所排出的气体、液体不仅可以循环再利用，而且将净化气体直接排放到空气中也不会对环境产生污染。

本发明所述提供一种高效清除烟尘或矿业纳米级超细粉尘的方法，依序包括下述步骤：

第一步：提供温度在120℃以下的待处理烟气；

第二步：将待处理烟气与处理液进行混合；

第三步：将该混合液体积膨胀2.5-3.5倍进行第一级体积膨胀除尘；

第四步：将除尘后的混合液流速控制在10-12米/秒；

第五步：将除尘后流速10-12米/秒的混合液进行600-1200转/分钟的第二级涡流泡沫过滤除尘；

第六步：将除尘后的净化气体引出；

第七步：将涡流泡沫过滤除尘后的过滤液进行沉淀；

第八步：将沉淀液进行200-300目的第三级精细过滤除尘；

第九步：将第八步除尘后的净化气体及净化液分别引出备用。作为本方法的实现，可以由本发明的湿式纳米级涡流除尘装置来完成。

其中：第一步，120℃以下的待处理烟气由文丘里式烟尘气体输入设备提供；

第二步，待处理烟气与处理液在装置中的烟液混合室中进行充分混合；

第三步，混合液体积膨胀2.5-3.5倍，在装置中的烟液膨胀室中完成；

第四步，通过在装置中位于烟液膨胀室内设置的涡流除尘器，使混合液流道变窄，可将膨胀变慢的混合液提速至10-12米/秒；

第五步，通过具有空芯导流锥和周壁由缝翼构成的涡流泡沫除尘室所构成的涡流除尘器，将流速10-12米/秒的混合液进行600-1200转/分钟的第二级涡流泡沫过滤除尘；

第六步，将除尘后的净化气体，通过装置中循环器侧壁上的净化气体排出管经由装置体壁上的净化气体排出管口引出；

第七步，将涡流泡沫过滤除尘后的过滤液，通过装置中循环器侧壁上的泡沫液体排除管被排入沉淀池进行沉淀；

第八步，通过装置中在沉淀池水平半密封隔离板下面设置的200-300目过滤板，对沉淀池中的液体及所含气体进行第三级过滤除尘；

第九步，将第八步除尘后的净化气体及净化液，分别通过装置中在该沉淀池水平半密封隔离板上设置的与循环器上净化气体排出管连通的净化气体排出通道来引出；而净化液通过装置体壁上的净化液体排出管口引出备用。

附图说明

图1为本发明装置的主剖视图。

图2为涡流除尘器结构示意图。

图中标记：1为炉体，2为炉体顶部的烟液混合室，3为烟液膨胀室，4为烟液混合室侧壁上的处理液喷射管口，5为涡流除尘器顶部的空芯导流锥，6为作为涡流除尘器基体的涡流泡沫除尘室，7为与涡流泡沫除尘室连通的循环器，8为炉体壁上的净化气体排出管口，9为循环器侧壁上的净化气体排出管，10为循环器和沉淀池的水平半密封隔离座板，11为循环器侧壁上的泡沫液体排除管，12为水平半密封隔离座板上的净化气体排出通道，13为炉体壁上的净化液体排出管口，14为沉淀池上的过滤板，15为沉淀池，16为文丘里式设备的烟尘气体输入管口即烟液混合室的烟气进口，17为排渣口，18为缝翼中的曲面三角形翼片。

具体实施方式

一种湿式纳米级涡流除尘装置，其圆柱形炉体为不锈钢外壳1，外壳内壁为耐酸碱性材料涂层、炉体高160cm、水平直径200cm；炉体顶部的烟液混合室2的烟气进口与文丘里式设备烟尘输入管口16连接，烟液混合室2成空芯截头圆锥状，其顶口直径24cm、锥底直径40cm、高25cm，处理液喷射管口4装在该室室壁上；位于烟液混合室2下面的是与其连通的空芯圆柱状烟液膨胀室3，其柱直径40cm、柱高25cm；装在炉体中位于烟气膨胀室3内的涡流除尘器，由位于该除尘器顶部尖端向上的空芯导流锥5、和装在该导流锥底部四周侧壁由缝翼构成的涡流泡沫除尘室6所组成，该空芯导流锥5的锥底直径为20cm、锥高18cm；涡流泡沫除尘室6为空芯圆柱状，水平直径20cm、柱高20cm，位于该室外组成其周壁的缝翼，是由围绕空芯导流锥5的竖直轴线、彼此等间距排列、叶面上部具有下弯扭角的一圈近似曲面三角形的翼片所组成；位于涡流泡沫除尘室6下面且与该室连体贯通的锥台状循环器7，其顶直径20cm、高25cm，底直径22cm，是座装在沉淀池15的水平半密封隔离座板10上，该板的最大宽度160cm；在该水平半密封隔离座板10下面设置有形状大小相同的过滤板14；循环器7侧壁上的净化气体排出管9与炉体壁上的净化气体排出管口8连接，沉淀池隔离座板10上的净化气体排出通道12与循环器7的净化气体排出管9连通；循环器7侧壁上的泡沫液体排除管11伸向沉淀池15；在炉体壁上还装有净化液体排出管口13，炉体底部设置有排渣口17。构成本发明湿式涡流除尘装置的全部组件，除了过滤板14和构成缝翼的曲面三角形翼片18外，其余组件都是不锈钢件，并且这些组件在接触烟气、处理液的表面上都有防止酸碱腐蚀的保护涂层。而构成缝翼的曲面三角形翼片18则是用碳纤维复合材料制成。根据对净化气体和净化液体使用的需要，可以在循环器7内设置热交换器，使排出的净化气体和液体保持所需要的使用温度。

本发明所述的高效清除烟尘或矿业纳米级超细粉尘的方法，依序包括下述步骤：

第一步：提供温度在120℃以下的待处理烟气；

第二步：将待处理烟气与处理液进行混合；

第三步：将该混合液体积膨胀2.5-3.5倍进行第一级体积膨胀除尘；

第四步：将除尘后的混合液流速控制在10-12米/秒；

第五步：将除尘后流速10-12米/秒的混合液进行600-1200转/分钟的第二级涡流泡沫过滤除尘；

第六步：将除尘后的净化气体引出；

第七步：将涡流泡沫过滤除尘后的过滤液进行沉淀；

第八步：将沉淀液进行200-300目的第三级精细过滤除尘；

第九步：将第八步除尘后的净化气体及净化液分别引出备用。

作为本方法的实现，可以由本发明的湿式纳米级涡流除尘装置来完成。

其中：第一步，120℃以下的待处理烟气由文丘里式烟尘气体输入设备管口16提供；

第二步，待处理烟气与处理液在装置中的烟液混合室2中进行充分混合；

第三步，混合液体积膨胀2.5-3.5倍，在装置中的烟液膨胀3室中完成；

第四步，通过在装置中位于烟液膨胀室3内设置的涡流除尘器，使混合液流道变窄，可将膨胀变慢的混合液提速至10-12米/秒；

第五步，通过具有空芯导流锥5和周壁由缝翼构成的涡流泡沫除尘室6所构成的涡流除尘器，将流速10-12米/秒的混合液进行600-1200转/分钟的第二级涡流泡沫过滤除尘

第六步，将除尘后的净化气体，通过装置中循环器7侧壁上的净化气体排出管9经由装置体壁上的净化气体排出管口8引出；

第七步，将涡流泡沫过滤除尘后的过滤液，通过装置中循环器7侧壁上的泡沫液体排除管11被排入沉淀池15进行沉淀；

第八步，通过装置中在沉淀池15水平半密封隔离板10下面设置的200-300目过滤板14，对沉淀池15中的液体及所含气体进行第三级过滤除尘；

第九步，将第八步除尘后的净化气体及净化液，分别通过装置中在该沉淀池15水平半密封隔离板10上设置的与循环器7上净化气体排出管9连通的净化气体排出通道12来引出；而净化液通过装置的净化液体排出管口13引出备用。

测试表明：粒度在0.2μm以下的纳米级超细粉尘，其除尘效率高达99.95％。