一种基于丝网转子的超重力雾化装置及应用的制作方法

本发明属于气液反应技术，涉及一种超重力装置及应用，尤其是涉及一种基于丝网转子的超重力雾化装置及应用。

背景技术

由于我国能源结构的特殊性，煤炭和燃油一直是我国的主要能源，不论工业生产发电还是贸易货物运输都离不开其的燃烧。这些大量燃烧的煤炭和燃油势必会导致大量的so2和no等有害气体的排放。

工业锅炉和船舶燃油的燃烧一直作为烟气排放的大户，一直是治理烟气的首要目标。目前工业燃煤锅炉烟气处理装置存在着以下几个需要面对的问题：装置结构复杂、压降大、能耗消耗较大、设备腐蚀等问题。同时相比于陆地工业锅炉设备，船舶的移动性和空间有限性要求烟气脱除反应器在较小体积条件下拥有优良的脱硫性能，应用在船舶上的烟气脱除反应器应具备体积小、成本低、效率高的特点。因此，寻找一种装置结构简单、价格低廉、效率高效、能效较低、耐腐蚀的烟气处理技术刻不容缓。

近些年在尾气处理领域中，旋转填充床受到很大的关注，与传统的喷淋塔吸收装置相比，其具有占地面积小，脱除效率高等优点。例如中国专利申请cn103102942a公开的超重力反应器，该装置可以用于尾气处理。但是，该装置依然存在以下缺陷：1)功率消耗大；2)气液分散效率不高；3)阻力大，压力大；4)占地面积大等。

技术实现要素：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种基于丝网转子的超重力雾化装置，该超重力雾化装置具有较低功率消耗、较高气液分散效率，其结构简单、处理量大、阻力低、压降小；由于气体管路为直管式，该装置可以在气体管路中直接安装。

本发明要解决的第二个技术问题是提供上述基于丝网转子的超重力雾化装置的应用。

为解决上述第一个技术问题，发明采用如下的技术方案：

一种基于丝网转子的超重力雾化装置，包括筒体、丝网转子、电机、液体分布器和丝网分散板；

所述筒体的下部设有液体入口、液体出口、放净口和气体进口；所述气体进口中心高度高于液体出口中心高度；所述筒体的上部设有气体出口；

所述液体分布器设置在筒体内中心位置，自筒体底端延伸至接近筒体顶端处；该液体分布器下端与液体入口连接相通；

所述丝网转子包括多层丝网，围绕在液体分布器的四周，每两层丝网间隔相同距离且固定在同一轴面上，从内往外依次为第1层丝网-第n层丝网；

所述电机的输出端主轴穿过筒体顶部的盖板伸入到筒体内，与丝网转子固定连接。

作为技术方案的进一步改进，所述筒体的长径比为10-30。

作为技术方案的进一步改进，所述液体分布器在前后左右四个方向设有喷孔，所述喷孔自下而上均匀螺旋上升，孔间距离为4-6cm，孔中心间高度距离2-4cm。

作为技术方案的进一步改进，所述丝网转子在筒体内竖直设置2-7层。

优选地，所述丝网转子中的丝网由不同目数组合的不锈钢组丝网构成，所述丝网转子中的丝网分为三组，其目数组合为：20-20-20、20-22-24、24-24-24、24-26-28、28-28-28或28-30-32。

优选地，所述丝网转子中的丝网包括不锈钢疏水丝网(简称：疏)和不锈钢丝网(简称：丝)。其组合方式包括：第一组不锈钢疏水丝网-第二组不锈钢疏水丝网-第三组不锈钢疏水丝网(简称：疏-疏-疏)、或第一组不锈钢疏水丝网-第二组不锈钢疏水丝网-第三组不锈钢丝网(简称：疏-疏-丝)。

优选地，所述不锈钢疏水丝网是在不锈钢丝网上喷涂聚四氟乙烯，其接触角为120-160°。

作为技术方案的进一步改进，所述丝网分散板包括多层丝网，以促进气液再分散。

优选地，所述丝网分散板包括8-16层丝网，其目数与丝网转子的最外层丝网目数一致；所述丝网分散板固定在筒体内壁与丝网转子之间，从上到下依次分布各层丝网；优选地，所述丝网分散板包括8-12层丝网。

优选地，所述丝网分散板由竖直和水平的丝网交错组成，从而实现气体扰流和气液再分散。其组合方式包括：横-竖-横-横、横-横-竖-横、横-横-横-竖、横-竖-横-竖、横-竖-竖-横、横-竖-竖-竖；优选地组合为：横-竖-横-竖、横-竖-竖-横、横-竖-竖-竖；更优选地组合为：横-竖-横-竖、横-竖-竖-横。

上述基于丝网转子的超重力雾化装置的工作原理是：通过鼓风机送入反应器的气体入口，气体流量计控气体的流量。液体经过泵，通过液体流量计控制液体的流量，随后进入反应器由液体分布器喷出，与进入的气体错流接触，排入废液罐。

本发明一种基于丝网转子的超重力雾化装置在尾气处理中的应用。

本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。

如无特殊说明，本发明中的各原料均可通过市售购买获得，本发明中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。

与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：

本发明超重力雾化装置具有较低功率消耗、较高气液分散效率，其结构简单、阻力低、压降小，在气体管路中能够直接改造。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明

图1为本发明丝网转子的超重力雾化装置的结构示意图；

图2为本发明丝网转子以及丝网分散板结构的示意图；

图3为本发明丝网分散板的一种具体组合方式图；

图4为在气液反应体系中装置的流程示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1和图2所示，本发明一种基于丝网转子的超重力雾化装置，包括筒体3、丝网转子4、电机1、液体分布器8和丝网分散板9；所述筒体3的上下两端通过盖板2密封固定；所述筒体3的下部设有液体入口11、液体出口10、放净口6和气体进口5；所述气体进口5中心高度高于液体出口10中心高度；所述筒体3的上部设有气体出口7；所述液体分布器8设置在筒体3内中心位置，自筒体3底端延伸至接近筒体3顶端处；该液体分布器8下端与液体入口11连接相通；输入的液体自下而上通过液体分布器8喷出，喷射在丝网转子4上且从下端的液体出口10流出；所述丝网转子4包括多层丝网，围绕在液体分布器8的四周，每两层丝网间隔相同距离且固定在同一轴面上，从内往外依次为第1层丝网-第n层丝网；所述电机1的输出端主轴穿过筒体顶部的盖板2伸入到筒体内，与丝网转子4固定连接；所述丝网分散板9包括多层丝网，以促进气液再分散。

本发明超重力雾化装置结构紧凑，构型为细长型，占地面积小。

使用过程中，液体自下而上通过液体分布器8喷出，喷出的液柱碰撞到旋转的丝网转子4最内层丝网上，被切割成液滴，然后液被多层丝网切割成为更加细小的液滴从而达到液体分散的效果。气体从装置下端的入口进入，与分散的液滴错流接触，从而减少阻力与压降；此外此装置在筒内壁与丝网的空腔的位置放置多层丝网分散板，促进液体液再分散，提高传质效率。

根据本发明的某些实施方式，所述筒体3的长径比为10-30；优选地为：10-25；更优选地为：10-20。

根据本发明的某些实施方式，所述液体分布器8在前后左右四个方向设有喷孔，所述喷孔自下而上均匀螺旋上升，孔间距离为4-6cm，孔中心间高度距离2-4cm；进入的液体经过液体分布器8喷射到丝网转子的最内层丝网上。

根据本发明的某些实施方式，所述丝网转子4在筒体内竖直设置2-7层，每两层丝网间隔相同距离且固定在同一轴面上，这种结构比普通方式结构更优化，能降低阻力减少压降。根据本发明的某些实施方式，所述丝网转子4中的丝网由不同目数组合的不锈钢组丝网构成，所述丝网转子中的丝网分为三组，第一组-第二组-第三组目数组合为：8-8-8、8-10-12、12-12-12、12-14-16、16-16-16、16-18-20、20-20-20、20-22-24、24-24-24、24-26-28、28-28-28、28-30-32、32-32-32、32-34-36、36-36-36、36-38-40；优选地，其目数组合为：16-16-16、16-18-20、20-20-20、20-22-24、24-24-24、24-26-28、28-28-28、28-30-32；更优选地，其目数组合为：20-20-20、20-22-24、24-24-24、24-26-28、28-28-28、28-30-32。目数不同其分散切割的效果不同，目数较低切割效果不明显，而目数较高时会在丝网上形成一层薄膜，液体要穿过薄膜进入到下一层丝网中，因而导致阻力较大；本装置通过改善丝网，在结构紧凑的基础上高效的分散液体。

根据本发明的某些优选实施方式，所述丝网转子4中的丝网包括不锈钢疏水丝网(简称：疏)和不锈钢丝网(简称：丝)。其组合方式包括：第一组不锈钢疏水丝网-第二组不锈钢疏水丝网-第三组不锈钢疏水丝网(简称：疏-疏-疏)、或第一组不锈钢疏水丝网-第二组不锈钢疏水丝网-第三组不锈钢丝网(简称：疏-疏-丝)。相同目数的亲水丝网孔径较大，阻力较小，而疏水丝网由于其疏水性减少薄膜的形成，使液滴分散成为更小的液滴，因而上述是较好的组合方式。

根据本发明的某些实施方式，所述不锈钢疏水丝网是在不锈钢丝网上喷涂聚四氟乙烯，其接触角为120-160°。使得丝网的疏水效果较好，有较强的实用性。

根据本发明的某些实施方式，所述丝网分散板9包括8-16层丝网，其目数与丝网转子的最外层丝网目数一致；所述丝网分散板9固定在筒体内壁与丝网转子之间，从上到下依次分布各层丝网。优选地，所述丝网分散板9包括8-12层丝网。较少的丝网分散板分散效果较差，分散板数量较多会导致阻力增大。

根据本发明的某些优选实施方式，参见图3所示，所述丝网分散板9由竖直和水平的丝网交错组成，从而实现气体扰流和气液再分散，水平的丝网促进下降的液体再分散，竖直的丝网增加气体湍动程度，促进夹带的液体分散。其组合方式包括：横-竖-横-横、横-横-竖-横、横-横-横-竖、横-竖-横-竖、横-竖-竖-横、横-竖-竖-竖；优选地组合为：横-竖-横-竖、横-竖-竖-横、横-竖-竖-竖；更优选地组合为：横-竖-横-竖、横-竖-竖-横。液体从上方落下经过其分散，气体经过分散板增加扰动，从而强化吸收。

参见图3所示，上述基于丝网转子的超重力雾化装置的工作原理是：通过鼓风机15送入超重力雾化装置12的气体入口，气体流量计控气体的流量；液体经过泵17，通过液体流量计16控制液体的流量，随后进入超重力雾化装置12由液体分布器喷出，与进入的气体错流接触，反应后液体排入废液罐19。

实施例1

如图3所示，在船舶燃油尾气处理过程中，利用本发明一种基于丝网转子的超重力雾化装置，以脱除尾气中的so2和no；

所述丝网转子包括5层丝网；

所述筒体3的长径比为15；

所述丝网分散板9包括12层丝网。

丝网目数为28-28-28，且为不锈钢疏水丝网，放置横-竖交错的丝网分散板。

所述尾气吸收的反应中，液体溶质为亚硫酸钠，调节其ph为7.5；控制气相流量为50m³/h，液相流量为150l/h，调节转速1400-2000r/min；进口气体中含有so2的含量～700ppm，no的含量～1000ppm；反应温度为常温。

经检测，本发明方法的，so2吸收效为90％左右，no吸收效为63％左右，压降为300pa左右，本发明有较好的脱硫脱硝效率，压降低阻力小，并且占地面积较少。

实施例2

如图3所示，在船舶燃油尾气处理过程中，利用一种基于丝网转子的超重力雾化装置，以脱除尾气中的so2和no；

所述丝网转子包括5层丝网；

所述筒体3的长径比为15；

所述丝网分散板9包括12层丝网。

丝网目数为28-28-28，且为不锈钢疏水丝网，放置横-竖交错的丝网分散板。

所述尾气吸收的反应中，液体溶质为天然海水(碱度2.0mmol/l)；控制气相流量为50m³/h，液相流量为250l/h，调节转速1400-2000rpm；进口气体中含有so2的含量～700ppm，no的含量～1000ppm；反应温度为常温。

经检测，本发明方法的，so2吸收效率为80％左右，no吸收效率为45％左右，压降为300pa左右，本发明有较好的脱硫脱硝效率，压降低阻力小，并且占地面积较少。

实施例3

如图4所示，在工厂锅炉尾气处理过程中，利用一种基于丝网转子的超重力雾化装置，以脱除尾气中的so2和no；

所述丝网转子包括5层丝网；

所述筒体3的长径比为15；

所述丝网分散板9包括12层丝网。

丝网目数为28-28-28，且为不锈钢疏水丝网，放置横-竖交错的丝网分散板。

所述尾气吸收的反应中，液体溶质为亚硫酸钠，调节其ph为7.5；控制气相流量为50m³/h，液相流量为150l/h，调节转速1400-2000rpm；进口气体中含有so2的含量3000-5000ppm，no的含量1000-2000ppm；反应温度为常温。

经检测，本发明方法的，so2吸收效率为93％左右，no吸收效率为65％左右，压降为300pa左右，本发明有较好的脱硫脱硝效率，压降低阻力小，并且占地面积较少。

实施例4

如图4所示，在工厂锅炉尾气处理过程中，利用一种基于丝网转子的超重力雾化装置，以脱除尾气中的so2和no；

所述丝网转子包括5层丝网；

所述筒体3的长径比为15；

所述丝网分散板9包括12层丝网。

丝网目数为28-28-28，且为不锈钢疏水丝网，放置横-竖交错的丝网分散板。

所述尾气吸收的反应中，液体溶质为亚硫酸氨，调节其ph为8；控制气相流量为50m³/h，液相流量为150l/h，调节转速1400-2000rpm；进口气体中含有so2的含量3000-5000ppm，no的含量1000-2000ppm；反应温度为常温。

经检测，本发明方法的，so2吸收效率为85％左右，no吸收效率为55％左右，压降为300pa左右，本发明有较好的脱硫脱硝效率，压降低阻力小，并且占地面积较少。

对比例1

重复实施例1，不同之处仅在于，使用现有公开的专利申请cn103102942a公开的超重力反应器，结果如下：经检测，so2吸收效为90％左右，no吸收效为60％左右，压降为1500pa左右，阻力大压降大，并且占地面积是本反应器的10倍左右。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。