一种烟气洗涤及热传质装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环保治理设备技术领域，尤其是指一种烟气洗涤及热传质装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，雾霾天气持续困扰国内大部分地区，工业所产生的污染烟气没有得到有效的治理而直接排向大气是引发雾霾天气的重要因素之一。为了减轻雾霾天气且较好的控制污染烟气向大气扩散，工业污染烟气必须在源头得到治理，达到排放标准后才能进入大气。国内现有的烟气洗涤系统由于外形尺寸较大、工艺复杂、运行成本较高等诸多因素而未被一些中小型企业采纳，导致其普及率不高；传统的湿法烟气脱硫系统由于烟气中含有粉尘使得封闭的区域容易出现结垢，堵塞、电离液失效等问题，其直接导致了系统维护成本大幅提升；现有的烟气除尘装置基本上都采用直接喷淋或者填料的方式，气液接触面积小、时间短，对烟气洗涤效果不理想且成本较高；污染烟气本身携带大量热能，如果这部分热能在烟气洗涤系统中没有得到合理利用或者回收再利用，必将引起能源的流失和浪费，不利于节能减排；诸多问题在一定程度上限制了洗涤系统的大幅度推广应用，也成为了大气污染问题无法得到有效治理的重要因素之一。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种结构简单合理的烟气洗涤及热传质装置。本发明通过以下技术方案来实现:
一种烟气洗涤及热传质装置，包括混合清洗单元与声波清洗单元，所述混合清洗单元进气端为烟气进口管，出气端与声波清洗单元连接设置在同一气流方向上，所述混合清洗单元包括烟气通道与洗涤液存储腔，所述烟气管道与洗涤液存储腔之间设置洗涤液喷射孔，所述声波清洗单元为流体声波发生器。
[0004]作为本发明的一种优选结构，所述烟气通道为文丘里管，在所述文丘里管外设置有外壳，所述文丘里管与所述外壳之间设置洗涤液存储腔。
[0005]作为本发明的一种优选结构，所述洗涤液喷射孔为一个或多个，设置在所述文丘里管扩张段的管壁上。
[0006]作为本发明的一种优选结构，所述文丘里管与烟气进口管密封连接。
[0007]作为本发明的一种优选结构，所述混合清洗单元与所述声波清洗单元通过连接钢丝固定连接。
[0008]作为本发明的一种优选结构，所述声波清洗单元为哈特曼流体声波发生器。
[0009]本发明还公开了一种利用上述烟气洗涤及热传质装置进行烟气洗涤及热传质的方法，包括如下步骤:
步骤一:将烟气与洗涤剂进行初步混合，烟气进行第一次洗涤，并与洗涤液产生热传质； 步骤二:使步骤一混合后的双流体经过声波发生器，使声波发生器产生高频振动不稳定压力场；
步骤三:双流体在声波发生器产生的不稳定压力场内进行第二次洗涤，并与洗涤液产生热传质。
[0010]其中，在步骤一之前，将烟气进行加速。
[0011]本发明的有益效果是:
本发明所公开的一种烟气洗涤及热传质装置及方法，污染烟气经过加速后与洗涤液进行初步混合，并产生热传质，洗涤液温度的提升，增加了洗涤液分子活性，提高了洗涤效率；混合后的双流体具有强烈的湍流动能与流体声波发生器直接作用产生高频振动不稳定压力场，洗涤液液滴与烟气颗粒进一步剧烈碰撞、破碎、吸附，碰并；同时混合后的双流体在高频振动不稳定压力场中，由于压力场作用，双流体混合物会破碎成粒径均匀且更细小的微粒，这样增大了微粒的比表面积，比表面积的增大，提高了热传质的速度和效率，同时也提高了洗涤的效率。另外，将热传质反应区域出口与气液分离器进口相连接配合使用，气液分离器分离出的洁净气体排出，分离出的洗涤残液因热传质携带的热量可以被提取回收再利用，有利于节能环保。不同的洗涤液能实现不同污染烟气的高效洗涤，污染烟气洗涤及热传质残液携带的热能可被回收再利用，有利于节能减排。设备对环境的适应能力强，工艺简单，运行维护成本低。
[0012]
【附图说明】
[0013]图1是本发明所述的烟气洗涤及热传质装置的主视剖面图。
[0014]图2是本发明所述的烟气洗涤及热传质装置的左视图。
[0015]图3是本发明所述的烟气洗涤及热传质装置的右视图。
[0016]图4是本发明所述的哈特曼流体声波发生器的示意图。
[0017]图5是本发明所述的烟气洗涤及热传质装置中流体声波发生器的定位示意图。
[0018]图中:
1-烟气进口管，2-洗涤液进口，3-外壳，4-0型圈，5-连接钢丝，6-哈特曼流体声波发生器，7-连接固定圈，8-洗涤液总出口，9-支脚，10-洗涤液喷射孔，11-文丘里扩张管道，12-洗涤液存储腔，13-喉口，14-文丘里收缩管，15-0型圈，16-连接法兰。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明进行详细描述，以助于理解本发明的内容，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
[0020]如图1所示的一种污染烟气洗涤及热传质装置主要由混合清洗单元与声波清洗单元组成。
[0021]混合清洗单元由文丘里管和外壳3配合安装，所述文丘里管总共分为四段，按照烟气流动方向依次为:烟气进口管1、文丘里收缩管14、喉口 13、文丘里扩张管道11。烟气进口管I上有螺纹，与相匹配的排气管进行螺纹拧紧连接，污染烟气从此处进入文丘里管。所述文丘里管与外壳3之间，设置有洗涤液存储腔12。
[0022]连接法兰16、O型圈15与外壳3通过4个均布的螺钉进行密封连接，螺钉个数可根据内腔压力调整，在连接法兰16上装有4个洗涤液进口 2，其个数可根据洗涤液用量调整，洗涤液从此处进入密封的洗涤液存储腔12。所述洗涤液存储腔12为高压密封内腔，以实现洗涤液的单流体喷射。文丘里扩张管道11的末端外圈厚度增加以与外壳3和O型圈4进行密封配合，在外壳3的底部，距离文丘里扩张管道11配合处0.5mm设有I个洗涤液总出口 8，用螺钉拧紧密封，其个数可根据洗涤液存储腔12大小确定，洗涤液存储腔12中的洗涤液可通过此出口从装置中排出。同时，密封的洗涤液存储腔12中具有压力的洗涤液与文丘里管道中的污染烟气进行热传质，在一定程度升高洗涤液温度，分子热运动增强，洗涤液分子与烟气颗粒分子相互碰撞结合的概率提高，洗