一种中心大速差撞击流气液吸收烟气湿法脱硫装置

1.本发明涉及一种气液吸收除烟除尘装置，特别是涉及一种中心大速差撞击流气液吸收烟气湿法脱硫装置。


背景技术：

2.撞击流技术具有高湍动、高相间传递效率等技术特点，能够强化气液质量、动量传递。中心大速差射流技术具有局部气体浓缩、高速流体卷吸低速流体等技术特点，形成较高速度梯度，有利于气液质量、动量传递，提高气液相间传质效率。
3.撞击流技术高的相对速度和物料粒子之间的碰撞促进液相表面更新，减小液膜阻力，物料粒子的往复振荡运动，导致撞击区内物料强烈混合，延长液滴在体系中的停留时间。相比于传统气液吸收技术，撞击流气液吸收技术具有更好的相间传递效率和气液吸收效率。
4.中心大速差射流技术通过中心高速流体射出后在受限空间内的引射作用，卷吸包裹高速液体的内外层低速气体并造成局部低压区，气体向低压区聚集后局部气量增大被再次卷吸。被卷吸到液体中的气体形成形状不规则的气泡，气相以泡状流发散于液相中，气液相界面积增大强化气液吸收效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种中心大速差撞击流气液吸收烟气湿法脱硫装置，本发明装置进行由管口射出至撞击区过程的一次吸收和撞击区的二次吸收，通过筒体两侧水平对置的同轴三层套管进料结构和大速差气液进料方式实现，完成两次吸收过程完成中心大速度差撞击流气液吸收过程，经过两次气液吸收，显著改善吸收效果。
6.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种中心大速差撞击流气液吸收烟气湿法脱硫装置，所述装置包括筒体、液体进料管、气体进料管、气泵、液泵、储液筒、储气瓶、顶盖、筒底、挡板、集气瓶、气压计、集液筒、排气口和排液口；其中筒体为直立圆筒形，上部为锥形顶盖设有排气口，下部为锥形筒底设有排液口，筒体内设有锅形挡板，液体进料管和气体进料管采用三层同轴套管结构，与另一侧进料管水平同轴对置，设置于筒体上；液体进料管与气体进料管采用三层套管结构，气体进料管的内层管与外层管将液体进料管夹在中间，其中液体进料管与最内层气体进料管为一体结构，三管同轴设置于筒体与另一侧相同进料结构同轴水平对置；装置的气泵与液泵组成气液流体以大速度梯度由管口射出，由于高速液体在受限空间中的引射作用，将包裹液体的内外层低速气体卷吸并造成局部低压区，气体向低压区聚集后局部气体量增大被再次卷吸，被卷吸到液体中的气体形成形状不规则的气泡，气相以泡状发散于液相中，气液相界面积增大，在流体射出至撞击区完成了第一次气液吸收；两股气液混合物在撞击区撞击后，液体破碎成雾状液滴增大了与气体的相界面积，加上物料粒子的往复振荡运动，导致撞击区内物料强烈混合，此时在撞击区完成了第二次气液吸收；通过两次气液吸收，完成相间
传递、气液吸收。
7.所述的一种中心大速差撞击流气液吸收烟气湿法脱硫装置，所述筒体两侧连接气泵与高速液泵的三层同轴套管进料结构；套管内外层为气体进料管，中间层为液体进料管，筒体两侧进料结构同轴水平对置。
8.所述的一种中心大速差撞击流气液吸收烟气湿法脱硫装置，所述气液第一次吸收过程为：具有大速度差的气液流体射出后，由于高速液体在受限空间中的引射作用，将包裹液体的内外层低速气体卷吸并造成局部低压区，气体向低压区聚集后局部气体量增大被再次卷吸；被卷吸气体在液体中形成形状不规则的气泡，气液相界面积增大相间传递；此时气液由管口处射出至撞击区，完成第一次气液吸收。
9.所述的一种中心大速差撞击流气液吸收烟气湿法脱硫装置，所述气液第二次吸收过程为：两股气液混合物在撞击区撞击后液体破碎成雾状液滴增大了与气体的相界面积，撞击区高相对速度的物料撞击，物料粒子运动加剧，降低液膜阻力，撞击区湍动剧烈，使之温度和组分均匀化，利于气液相间传质；此时在撞击区完成了第二次气液吸收。
10.所述的一种中心大速差撞击流气液吸收烟气湿法脱硫装置，所述液体进料管中液体流速高于气体进料管中气体流速，气体进料管与液体进料管的气液流速比在0.06―0.07之间。
11.本发明的优点与效果是：1本发明采用中心大速差射流和撞击流技术，撞击流技术具有高度湍动、高相间传递效率等技术特点，不仅能够强化体系的传质性能，还能够延长颗粒或液滴在体系中的停留时间，提高气液吸收效率。中心大速差射流技术具有局部气体浓缩、高速流体卷吸低速流体等技术特点，能够造成局部低压区和气液动量差，在大速差气液流体射出过程中完成卷吸和局部气体浓缩，同时低速气体以泡状流扩散于高速液体中，增大气液相界面积，提高气液吸收效率。
12.2本发明将撞击流与中心大速差射流技术结合，基于高湍动、高相间传递效果以及高速度梯度等特点，本发明进行两次气液吸收，流体湍动能、气液相间传递效率、气液吸收效率均大幅度提升。
13.3本发明进料结构和混合形式进行了两次气液吸收，第一次气液吸收过程为，高速液体卷吸内外层低速气体，造成局部低压区，局部低压区气体量增大被再次卷吸，气体以泡状流扩散与液体中，进行了第一次气液吸收。第二次气液吸收过程为，两股气液混合物在撞击区撞击后液体破碎成雾状液滴，撞击区高度湍动，物料强烈混合造成温度和组分均匀化，进行了第二次气液吸收，经两次气液吸收后气液吸收效率得到了大幅提升。
14.4本发明气液进料速度比为0.06―0.07之间，使高速液体卷吸低速气体更充分，低压区局部气体量更高，气相以泡状流发散与液相中，提高相界面积与相间传递效率，气液吸收更充分，气液吸收效率更高。
15.5本发明进料结构采用三层同轴套管结构，其中气体进料管的外层管和内层管将液体进料管夹在中间，在气液同时射出时内层气体和外层气体将高速液体包裹住，增大了相界面积，高速液体卷吸气体更充分，相间传递效率和气液吸收效率更高。
16.6本发明气液吸收效率高、低能耗、结构简单，可被应用于石油化工、废气处理等多种工业场合。
附图说明
17.图1为本发明吸收装置整体结构示意图；图2为本发明吸收装置筒体与进料部件结构示意图；图3为本发明进料部件结构主视图；图4为本发明进料部件结构右视图；图中：1―筒体、2―液体进料管、3―气体进料管、4―排气口、5―排液口、6―挡板、7―顶盖、8―筒底、9―集液桶、10―集气瓶、11―气泵、12―液泵、13―储液筒、14―储气瓶、15―气压计、外撞击区16、中撞击区17、内撞击区18。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明具体实施方式做详细描述。
19.本发明气液吸收装置由筒体1顶盖7筒底8挡板6等部件组成，其中进料结构由气体进料管3和液体进料管2组成，整体采用三层套管结构，气体进料管3的内层管与液体进料管2为一体结构，气体进料管3连接气泵11，液体进料管2连接液泵12，三层套管进料结构设置于筒体1两侧，同轴水平对置，装置两侧设有储液筒13和储气瓶14用于存放原料，筒体1形状为直立圆筒形，筒体内设有锅形挡板6除去随气体上升的气沫，顶盖7的形状为锥形利于收集上升气体，顶盖7上方设置排气口4，将气液吸收后产生的气体由此排到集气瓶10收集，集气瓶上端设有气压计15用于监测压力，筒底8形状为锥形便液体的收集，筒底8下端设置排液口5将气液吸收后得到的液体排到集液筒9收集。
20.通过气泵11和液泵12同时从储气瓶14和储液筒13抽取气液原料向气液进料管进料，液体进料管2中的液体进料速度远大于气体进料管3中的气体进料速度，气液流速比在0.06―0.07之间，气液物料射出时内外层低速气体将高速液体包裹住，由于在受限空间筒体1内射出的高速液体具有引射作用，将包裹高速液体的低速气体卷吸到液体中并造成局部低压区，气体向低压区聚集后局部气体量增大被再次卷吸，被卷吸到液体中的气体形成形状不规则的气泡，气相以泡状流扩散于液相中，在流体射出至外撞击区16、中撞击区17、内撞击区18完成了第一次气液吸收，气液混合物在撞击区外撞击区16、中撞击区17、内撞击区18撞击后，液体破碎成雾状液滴，撞击后高的相对速度和物料粒子之间的碰撞促进液相表面更新，减小液膜阻力，物料粒子的往复振荡运动，导致撞击区内物料强烈混合，撞击区高度湍动，造成温度和组成均匀化，此时在外撞击区16、中撞击区17、内撞击区18完成了第二次气液吸收，经两次气液吸收后的气体在筒体1内上升，挡板6除去随气体上升的气沫，吸收后的气体在顶盖7处聚集后由排气口4排到集气瓶10中收集，吸收后的液体在筒底8聚集由排液口5排到集液筒9中收集。
21.实施例1一种中心大速差撞击流气液吸收烟气湿法脱硫装置，进行烟气湿法脱硫工作过程如下：通过气泵11和液泵12同时从储气瓶14和储液筒13中抽取含so2烟气和ca(oh)2液体向气体进料管3和液体进料管进料2进料，液体进料管2注入高速ca(oh)2液体,气体进料管3注入低速含so2烟气，气液流速比在0.06―0.07之间，如外撞击区16、中撞击区17、内撞击区18撞击区所示，高速ca(oh)2液体在射出后被内侧和外侧的低速so2烟气包裹，在受限空间筒体1内，高速ca(oh)2液体具有引射作用，将低速so2烟气卷吸到ca(oh)2液体中并造成局部低压
区，so2烟气向低压区聚集后局部气体量增大被ca(oh)2液体再次卷吸，被卷吸到ca(oh)2液体中的so2烟气形成形状不规则的气泡，气相以泡状流发散于液相中，在ca(oh)2液体和so2烟气射出至撞击区外撞击区16、中撞击区17、内撞击区18完成了第一次气液吸收，经过一次吸收后的两股流体在外撞击区16、中撞击区17、内撞击区18撞击区撞击，ca(oh)2液体破碎成雾状液滴，撞击后高的相对速度和物料粒子之间的碰撞促进液相表面更新，减小液膜阻力，从而增大ca(oh)2液体和so2烟气传质效率，加上物料粒子的往复振荡运动，导致撞击区外撞击区16、中撞击区17、内撞击区18内物料强烈混合，撞击区高度湍动，造成温度和组分均匀化，此时在撞击区外撞击区16、中撞击区17、内撞击区18完成了第二次气液吸收，两次吸收后烟气中的so2气体被充分吸收，由于撞击剧烈产生的含ca(oh)2液体的气沫被上升的净化气体带到挡板6处挡住变成液滴流入筒底8，吸收后的净化气体在排气口4排出至集气瓶10收集处理，根据气压计15确定集气瓶气压，吸收后的液体由排液口5排出至集液筒9收集处理。