硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置的制作方法

本发明涉及工业制酸领域，具体涉及硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置。

背景技术

硫酸广泛用于各个工业部门，主要有化肥工业、冶金工业、石油工业、机械工业、医药工业、洗涤剂的生产、军事工业、原子能工业和航天工业等。还用于生产染料、农药、化学纤维、塑料、涂料，以及各种基本有机和无机化工产品。硫酸工业是化学工业中历史悠久的工业部门，世界硫酸产量仍在逐年增长。1970年世界硫酸产量91152kt，1980年143010kt，1984年147557kt。美国硫酸产量居世界第一位，1984年生产硫酸35863kt，占世界总产量的24％。其次是前苏联，1984年生产硫酸25300kt。发展中国家硫酸产量增长很快。摩洛哥1970年生产硫酸275kt，居世界第28位，1984年硫酸产量增加到4295kt，已跃居世界第6位。巴西和墨西哥的硫酸产量也分别上升到世界第11位和第12位。硫酸的最大消费者在各国均是化肥工业。中国硫酸工业生产的主要品种是92.5％和98％浓硫酸，以及含游离三氧化硫20％的发烟硫酸。少数硝化法硫酸厂生产75％稀硫酸，也生产65％发烟硫酸、蓄电池硫酸、液体三氧化硫、液体二氧化硫、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵等产品。1983年硫酸产量为8.7mt，占世界第三位。硫酸的消费主要用于化肥和其他工业品的生产，总消费量的60％左右用于生产化肥。在工业制硫酸的过程中，不管采用何种类型的制酸设备，在最后都需要对废气进行脱硫、脱硝处理，使之达到满足要求的尾气标准再进行排放。但是在进行了脱硫、脱硝处理后的尾气，其仅仅是在化学上达到了排放标准，制酸过程中所产生的灰尘、颗粒杂物等没有得到有效处理，直接排放后虽然不会产生化学上的危害，但是可能对空气质量如人们关心的pm2.5值带来污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置，以解决现有技术中制酸设备所排放的尾气中夹带有颗粒污染物的问题，实现自动除尘、降低对空气的污染的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置，包括用于排放尾气的末端处理设备，所述末端处理设备的顶部依次连通第一排气管、弧形管、第二排气管，所述第一排气管、第二排气管的轴线均竖直，且第一排气管、第二排气管相互正对；所述第一排气管靠近末端处理设备的一端与旁通管相连通，所述旁通管上设置旁通阀；所述弧形管的凹面向下，所述第二排气管远离弧形管的一端同时与除尘仓、第三排气管相连通，所述除尘仓呈球状，除尘仓的内径大于第二排气管的内径，除尘仓位于第二排气管端部的下方，第二排气管的轴线相对于除尘仓的球心偏心，除尘仓的球心位于第二排气管的轴线与末端处理设备之间；所述第三排气管的轴线水平，且第三排气管位于第二排气管远离末端处理设备所在方向的一侧，所述第三排气管远离第二排气管的一端设置向上倾斜的排放段，所述排放段的顶端水平；还包括衡压管，所述衡压管的一端与除尘仓远离末端处理设备所在方向的一侧连通，所述衡压管的另一端与第三排气管连通；所述除尘仓内设置弧形导流板，所述弧形导流板的顶端固定在除尘仓的内壁，所述弧形导流板的底端悬空在除尘仓内，且弧形导流板的顶端位于除尘仓与衡压管连接处的上方，所述弧形导流板的凹面朝向除尘仓的球心所在方向。

针对现有技术中制酸设备所排放的尾气中夹带有颗粒污染物的问题，本发明提出硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置，末端处理设备为现有的工业制酸中的尾气排放末端装置，用于排放尾气，如现有技术中的脱硝处理罐、脱硫处理罐等。末端处理设备的顶部依次连通第一排气管、弧形管、第二排气管，所述第一排气管、第二排气管的轴线均竖直，且第一排气管、第二排气管相互正对，所述弧形管的凹面向下，因此本发明中第一排气管、弧形管、第二排气管共同构成倒u型的结构。旁通管用于进行临时的排放管路，可回接至脱销处理罐、脱硫处理罐等尾气处理设备中进行再次化学处理，也可直接进行排放提高排放速率，极大的提高本发明的通用性。旁通管由旁通阀控制通断。除尘仓呈球状，位于第二排气管端部的下方，第二排气管的轴线过除尘仓的球心，第三排气管为本结构最终的排气管道，第三排气管与第二排气管相互垂直，第三排气管沿着水平方向分布且远离尾气排放末端装置，使得尾气平缓的排出。第二排气管的轴线相对于除尘仓的球心偏心，除尘仓的球心位于第二排气管的轴线与末端处理设备之间，即是除尘仓偏向靠近末端处理设备所在方向的一侧。衡压管用于平衡除尘仓与第三排气管之间的压力，避免气流灌入除尘仓中导致除尘仓中气压始终偏高造成除尘仓内部气流紊乱。本发明具体工作时，经过脱硫脱硝处理后的尾气从尾气排放末端装置排出进入第一排气管中，在具有较大动能时在第一排气管中向上流动至弧形管内，从弧形管的顶端开始下降，直至进入第二排气管中进行竖直向下的流动，在上游气压与重力的共同作用下，尾气快速向下流动灌入除尘仓中。在气流进入除尘仓中的瞬间，向四周快速扩散开来，雷诺数显著变大，由接近层流的流态瞬间变成极其混乱的紊流流态，尾气内夹带的灰尘和颗粒污染物与除尘仓内壁进行激烈的碰撞，其动能得到巨大的消耗，部分质量较大的颗粒污染物会直接在重力作用下下坠至除尘仓底部进行沉淀。由于除尘仓呈球形且相对第二排气管偏心，因此尾气在下坠灌入除尘仓中时，直线下坠至靠近衡压管所在方向的一侧，被弧形导流板所阻挡和引流，使得夹带灰尘的气流沿着弧形导流板的凹面进行流动，直至从弧形导流板的下端脱离弧形导流板表面，再沿着球形的除尘仓内壁继续流动，流动轨迹会趋于沿除尘仓内壁的圆弧轨道进行运动，夹带灰尘的气流不断与除尘仓内壁摩擦，其动能不断被消耗，直至无法托起灰尘时，灰尘则能够存留在除尘仓内，而气体从除尘仓顶部排出进入第三排气管中进行排放。同时，本发明中由于偏心的设置以及弧形导流板的存在，灰尘、颗粒污染物等杂物随着气流进行单向的环形流动，只会从弧形导流板上滑过，灰尘、颗粒污染物无法进入衡压管中，避免了灰尘和颗粒污染物经过衡压管进入第三排气管中，对排放的尾气造成二次污染。但是，纯粹的气体还能够由于压差作用从衡压管处直接进入第三排气管中进行排放，使得衡压管起到平衡压力的作用，避免尾气流量过大时，大量气体持续不断的灌入除尘仓中，除尘仓顶部无法进行气体的返排，导致在除尘仓内部气压作用下，尾气从第二排气管中直接进入第三排气管中，导致除尘失效的问题，极大的确保了本发明稳定连续高效的除尘效果，极大的提高了本发明的适用范围。此外，当尾气流量较小时，本发明的工作方式更为柔和：由于尾气流量小，尾气不具有冲击能力，夹带灰尘和颗粒污染物的尾气在第二排气管的下端直接进行固体与气体的分离，固体的灰尘和颗粒污染物直接进入除尘仓中，气体分为两部分，分别缓缓的流入除尘仓和第三排气管中，进入第三排气管中的部分尾气直接排放，进入除尘仓中的部分尾气从除尘仓顶部返排进入第三排气管、或经由衡压管进入第三排气管。本发明结构简单，解决了现有技术中制酸设备所排放的尾气中夹带有灰尘、颗粒污染物的问题，实现了完全依靠巧妙的结构设计实现自动除尘、降低污染的技术效果，相较于现有技术中动辄结构复杂且需要依靠能源消耗才能够进行除尘的工业除尘设备而言，具有显著的经济效益。

优选的，所述除尘仓的底部设置仓门；所述旁通管为l型管，旁通管远离第一排气管的一端竖直朝上；所述气动闸板阀的气缸固定在第一安装支架上，所述第一安装支架与排放段焊接。仓门位于除尘仓底部，可以打开与关闭，便于工作人员对除尘仓内部进行清理。l型管在保证旁通管方便回接的同时，还能够便于旁通管作为临时的放喷管线使用时，直接向大气中快速放喷排气，便于放喷气体的快速向四周扩散。

所述排放段的顶端设置气动闸板阀，所述气动闸板阀的闸板用于遮盖排放段的顶端，所述气动闸板阀的气缸固定在排放段上，还包括固定在第三排气管正上方的雨滴传感器、固定在第三排气管或排放段底部的控制器，所述控制器的输入端与雨滴传感器相连，所述控制器的输出端与气动闸板阀的气缸相连。顶端水平的排放段能够避免风沙天气下，外部风力将空气中的杂物吹至第三排气管内。同时经过除尘仓除尘处理后的尾气内灰尘污染物物等的含量极低，密度低，由向上倾斜的排放段能够便于其快速排出。不过顶端水平的排放段存在如下缺陷：雨水能够直接从排放段处进入、并沿着倾斜的排放段流至第三排气管中，进而通过衡压管进入除尘仓中，影响除尘仓的除尘能力，甚至雨水过多时完全丧失除尘能力。由于除尘仓位于高处，工作人员经常登高打开仓门进行排水处理的人力成本很高、风险很大；同样的，排放段处于更高的位置，每次下雨时工作人员都冒雨登高封堵排放段同样人力成本高、风险大、并且还存在滞后性，因此这些常规措施都难以采用。在此情况下，本发明提出了一种智能化的防止雨水进入排放段的系统，具体的，由固定在第三排气管正上方的雨滴传感器监测雨水，第三排气管正上方没有遮挡物，因此雨水能够直接落在雨滴传感器上，雨滴传感器向控制器发送信号，当控制器接收到雨滴传感器传来的监测到雨水的信号后，控制气动闸板阀的气缸，驱动闸板运动至伸出状态，此时通过闸板遮盖排放段的顶部，从而智能化、自动化的实现了自动防雨水的功能。当控制器接收到雨滴传感器传来的信号重新变成没有雨水的信号时，则控制气缸驱动闸板收回，从而打开排放段的顶部。此处所述的控制器使用现有技术中的plc逻辑控制器、单片机等均可实现，在此不做赘述。此处所述的雨滴传感器使用现有技术中的雨滴传感器即可，如应用于汽车自动刮水系统中的雨滴传感器等，同样不做赘述。

所述雨滴传感器固定在第二安装支架上，所述第二安装支架与第三排气管焊接。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置，在气流进入除尘仓中的瞬间，向四周快速扩散开来，雷诺数显著变大，由接近层流的流态瞬间变成极其混乱的紊流流态，尾气内夹带的灰尘和颗粒污染物与除尘仓内壁进行激烈的碰撞，其动能得到巨大的消耗，部分质量较大的颗粒污染物会直接在重力作用下下坠至除尘仓底部进行沉淀。由于除尘仓呈球形且相对第二排气管偏心，因此尾气在下坠灌入除尘仓中时，直线下坠至靠近衡压管所在方向的一侧，被弧形导流板所阻挡和引流，使得夹带灰尘的气流沿着弧形导流板的凹面进行流动，直至从弧形导流板的下端脱离弧形导流板表面，再沿着球形的除尘仓内壁继续流动，流动轨迹会趋于沿除尘仓内壁的圆弧轨道进行运动，夹带灰尘的气流不断与除尘仓内壁摩擦，其动能不断被消耗，直至无法托起灰尘时，灰尘则能够存留在除尘仓内，而气体从除尘仓顶部排出进入第三排气管中进行排放。

2、本发明硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置，由于偏心的设置以及弧形导流板的存在，灰尘、颗粒污染物等杂物随着气流进行单向的环形流动，只会从弧形导流板上滑过，灰尘、颗粒污染物无法进入衡压管中，避免了灰尘和颗粒污染物经过衡压管进入第三排气管中，对排放的尾气造成二次污染。

3、本发明硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置，纯粹的气体还能够由于压差作用从衡压管处直接进入第三排气管中进行排放，使得衡压管起到平衡压力的作用，避免尾气流量过大时，大量气体持续不断的灌入除尘仓中，除尘仓顶部无法进行气体的返排，导致在除尘仓内部气压作用下，尾气从第二排气管中直接进入第三排气管中，导致除尘失效的问题，极大的确保了本发明稳定连续高效的除尘效果，极大的提高了本发明的适用范围。

4、本发明硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置，当尾气流量较小时，本发明的工作方式更为柔和：由于尾气流量小，尾气不具有冲击能力，夹带灰尘和颗粒污染物的尾气在第二排气管的下端直接进行固体与气体的分离，固体的灰尘和颗粒污染物直接进入除尘仓中，气体分为两部分，分别缓缓的流入除尘仓和第三排气管中，进入第三排气管中的部分尾气直接排放，进入除尘仓中的部分尾气从除尘仓顶部返排进入第三排气管、或经由衡压管进入第三排气管。

5、本发明硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置，雨滴传感器向控制器发送信号，当控制器接收到雨滴传感器传来的监测到雨水的信号后，控制气动闸板阀的气缸，驱动闸板运动至伸出状态，此时通过闸板遮盖排放段的顶部，从而智能化、自动化的实现了自动防雨水的功能。

6、本发明硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置，旁通管用于进行临时的排放管路，可回接至脱销处理罐、脱硫处理罐等尾气处理设备中进行再次化学处理，也可直接进行排放提高排放速率，极大的提高本发明的通用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-末端处理设备，2-第一排气管，3-弧形管，4-第二排气管，5-除尘仓，6-第三排气管，7-仓门，8-衡压管，9-弧形导流板，10-排放段，11-旁通管，12-旁通阀，13-闸板，14-气缸，15-雨滴传感器，16-控制器，17-第一安装支架，18-第二安装支架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1所示的硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置，包括用于排放尾气的末端处理设备1，所述末端处理设备1的顶部依次连通第一排气管2、弧形管3、第二排气管4，所述第一排气管2、第二排气管4的轴线均竖直，且第一排气管2、第二排气管4相互正对；所述第一排气管2靠近末端处理设备1的一端与旁通管11相连通，所述旁通管11上设置旁通阀12；所述弧形管3的凹面向下，所述第二排气管4远离弧形管3的一端同时与除尘仓5、第三排气管6相连通，所述除尘仓5呈球状，除尘仓5的内径大于第二排气管4的内径，除尘仓5位于第二排气管4端部的下方，第二排气管4的轴线相对于除尘仓5的球心偏心，除尘仓5的球心位于第二排气管4的轴线与末端处理设备1之间；所述第三排气管6的轴线水平，且第三排气管6位于第二排气管4远离末端处理设备1所在方向的一侧，所述第三排气管6远离第二排气管4的一端设置向上倾斜的排放段10，所述排放段10的顶端水平；还包括衡压管8，所述衡压管8的一端与除尘仓5远离末端处理设备1所在方向的一侧连通，所述衡压管8的另一端与第三排气管6连通；所述除尘仓5内设置弧形导流板9，所述弧形导流板9的顶端固定在除尘仓5的内壁，所述弧形导流板9的底端悬空在除尘仓5内，且弧形导流板9的顶端位于除尘仓5与衡压管8连接处的上方，所述弧形导流板9的凹面朝向除尘仓5的球心所在方向。

使用本实施例向末端处理设备1中通入已知pm2.5为500的高污染空气进行测试，当通入的空气流量为500l/min时，最终从第三排气管中排出的空气的pm2.5值为107；当通入的空气流量为300l/min时，最终从第三排气管中排出的空气的pm2.5值为131；当通入的空气流量为100l/min时，最终从第三排气管中排出的空气的pm2.5值为176。可以看出本申请能够有效降低气流中的颗粒污染物含量，降低排放尾气的污染程度。同时气流流速越大，本申请的处理效果越好。

实施例2：

如图1所示的硫酸工业中尾气排放用的偏心式环保除尘装置，在实施例1的基础上，所述除尘仓5的底部设置仓门7；所述旁通管11为l型管，旁通管11远离第一排气管2的一端竖直朝上；所述气动闸板阀的气缸14固定在第一安装支架17上，所述第一安装支架17与排放段10焊接。所述排放段10的顶端设置气动闸板阀，所述气动闸板阀的闸板13用于遮盖排放段10的顶端，所述气动闸板阀的气缸14固定在排放段10上，还包括固定在第三排气管6正上方的雨滴传感器15、固定在第三排气管6或排放段10底部的控制器16，所述控制器16的输入端与雨滴传感器15相连，所述控制器16的输出端与气动闸板阀的气缸14相连。所述雨滴传感器15固定在第二安装支架18上，所述第二安装支架18与第三排气管6焊接。

本实施例中所使用的雨滴传感器15为3c-go公司的arduino雨滴感应模块，本实施例中所使用的控制器16为奥越信科技的232-0hb/d22-0xa0型plc。本实施例在降水量达到0.25mm/h的零星小雨时，即可实现自动通过气动闸板阀遮挡排放段10的效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。