CN104307334A

CN104307334A - 一种烟气净化装置

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Publication number: CN104307334A
Application number: CN201410545926.9A
Authority: CN
Inventors: 杨盼盼
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2015-01-28

Abstract

本发明公开了一种烟气净化装置，箱体内设有第一处理室、第二处理室和至少一级中间处理室，各处理室底部设有相应的液池，各处理室内均设有风管；第一处理室为水雾喷淋除尘室，其风管内设置有第一喷淋装置；第二处理室上方设有气液分离室，并通过其间的横隔板上开设的一组圆孔和每个圆孔的上方的圆筒联通；圆筒内设有第二喷淋装置；气液分离室的出气口依次设有冷凝装置、活性炭吸附室和净化气体出口。本发明结构紧凑，净化效率高，除尘效果好，且适应性强，可用于化工、轻工、橡胶、机械、船舶、汽车、石油等各行业。

Description

一种烟气净化装置

技术领域

本发明涉及烟气净化器领域，尤其涉及对生物柴油制备、炼油、冶炼、橡胶生产、焚烧炉以及工业锅炉等制备和运行过程中产生的有毒有害烟气进行处理的装置，适用于化工、轻工、橡胶、机械、船舶、汽车、石油等行业。

背景技术

随着现代工业的不断发展，对工业污染的治理也越来越重视。常见的工业污染包括废气、废水和废渣。如工业锅炉内燃烧,其燃烧过程中产生的SO₂等有害物质，如未经过严格和有效的脱硫就排放到大气中则会对人体的呼吸道产生刺激，被吸入到血液中后会对全身产生毒副作用，严重的还会诱发癌症。据统计，我国2011年向大气排放的SO₂总量为1114.1万吨，其中80％来自燃烧产生。

近几年我国实施一系列措施，严格要求烟气排放中的SO₂含量，自2010年元月1日起，国家规定SO₂排放标准为400mg/m³，在生产过程中产生较高浓度的SO₂烟气的企业如果没有严格和有效的脱硫措施是达不到这一标准的。

为此，人们通常采用脱硫塔对烟气中的SO₂进行脱硫处理。参照图1，现有的一种脱硫塔，如中国专利2012203796103，包括自下而上依次连接的废液排出口1'、均气室4'、烟气净化室7'、气水分离室10'和排气口13'，所述的均气室4'一侧设有进气管3'，所述均气室4'的上端为锥形缩径段5'；所述烟气净化室7'内设有脱硫净化器6'，所述烟气净化室7'的一侧设有喷液管21'，所述喷液管21'的喷液口位于脱硫净化器6'的上方，所述烟气净化室7'表面还设有视窗20'；所述气水分离室10'包括底部的锥形扩径段8'、室体19'和上部的锥形缩径段12'，所述室体19'的底部中央设有导流器9'，所述室体19'内的上部设有气水分离器11'。

除尘后的烟气在引风机的作用下，沿水平方向从脱硫塔的进气管3'进入均气室4'，由于进气管3'和均气室4'的轴向方向呈接近90度角，烟气在转向的过程中受到阻力后减速从而加长了烟气的预喷和降温时间，待烟气逐渐充满均气室4'并上升；经锥形缩径段5'后，烟气的速度得到提升，然后进入烟气净化室7'；在烟气净化室7'内，由喷液管21'喷出吸收剂循环液体，该循环液体因重力自然落下至脱硫净化器6'，并被因经过脱硫净化器6'所形成的高速旋转且具有相当能量的螺旋气流托住并切碎，形成气旋气液层，当烟气上升到该气旋气液层与切碎的吸收剂循环液体相遇后发生脱硫反应由于烟气所形成的托力是一定的而气旋气液层的液体一直在增加，当烟气的托力与气旋气液层的重力平衡后,最早形成的气旋气液层将被新形成的气旋气液层所取代,带着捕集的杂质掉入均气室而排出塔外；反应后的烟气会带有一定量的被切成极小颗粒的液滴继续上升，此时气水混合物以较快的速度撞向导流器9’而被挡住，并均匀地从导流器9’的四周散开，然后继续向上升至气水分离器11'和11″；经过两层气水分离器后得到无硫、相对干燥的烟气，并从排气口13'排向大气；反应后的废液从底部废液排出口1'排出。

上述结构的脱硫塔虽然有效地解决了SO₂排放问题，但仍存在以下缺陷：

1、采用塔式结构，烟气流程较短，停留时间较少，气液中的绝大部分的大颗粒水滴并没有因撞击而回落到烟气净化室7'，而是直接进入气水分离器11'。然而，气水分离器11'是通过凝露方式处理形成水雾中的水份，即小水滴，而对大颗粒水滴的分离作用并不明显，最后这部分大颗粒水滴被直接排向大气，不仅不利于环保，同时也降低了脱硫循环液的循环使用率。

2、处理面积小，烟气流的阻力较大，出气量小，因而效率不高。

3、处理对象单一，只能对含硫气体进行处理，无法综合处理甲醇、二甲基硫醚等有毒有害气体。

另有一种改进型的烟气处理装置，在脱硫塔的基础上，再并排加装一个氧化塔，或者根据需要加装多个相应的处理塔，以达到综合处理的目的。该装置通过管路将相邻两塔的顶部出气口和底部进气口联通，同时设置一个专用循环池，用以储存循环液。由于各处理塔是分别独立的，需要外接管路进行连接，因而中间管路多且长，气流流经的无效管路增长，导致气流阻力加大，从而降低工作效率。同时，该装置不紧凑，占地面积较大，很不经济。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的烟气流程较短、停留时间较少和处理对象单一的问题，旨在提供一种烟气流程较长，停留时间较多、能够综合处理各类有毒有害气体的烟气净化装置。

本发明还要解决现有技术中脱硫塔与多个外置处理塔结合使用时中间管路多且长，气流流经的无效管路长，气流阻力大，工作效率低，且装置总成占地面积大，很不经济的问题，旨在提供一种结构紧凑、气流阻力小、工作效率高、且经济实用的烟气净化装置。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种烟气净化装置，包括箱体，所述的箱体内设有第一处理室、第二处理室以及并排设置在所述第一处理室和第二处理室之间的至少一级中间处理室，所述各处理室底部设有相应的液池，其特征在于所述的各处理室内均设有风管，从外界或前级处理室依次将烟气引入相应的液池内；所述的第一处理室为水雾喷淋除尘室，其风管内设置有第一喷淋装置；所述的第二处理室上方设有气液分离室，并通过其间的横隔板上开设的一组圆孔和每个圆孔的上方的圆筒联通；所述的圆筒内设有第二喷淋装置；所述的气液分离室的出气口依次设有冷凝装置、活性炭吸附室和净化气体出口。

本发明的烟气净化装置，工业废气从风管进入水雾喷淋除尘室，气液混合吸收反应，让其中的甲醇等水溶性的污染物质和大部分颗粒物在此得以去除；经第一级水雾喷淋除尘室出来的废气再依次进入中间处理室和第二处理室，根据设计要求去除相应的有毒有害物质；经第二处理室处理后的废气从顶部的圆筒经进一步喷淋后，除去气体中剩余的较大水汽颗粒，进入气液分离室；气液分离室进行气液分离后，气体进入活性炭吸附室，由高效碳纤维吸附器对少量的未处理的有机废气吸附除杂，最后净化达标的尾气从净化气体出口排放。

第二喷淋装置喷出的液体与第二处理室的液池内的溶液相同，经喷淋后回落到液池内，可通过液泵和循环管路从液池内抽取后循环利用。

本发明的烟气净化装置，具有以下优点：

1、当工业废气从风管进入水雾室喷淋室后，进入处理的含烟黑状物质气体与喷淋装置喷出的汽雾化状态下的水汽进行完全的黏附和清洗。由于喷淋是在管内进行的，因此不会有大量的水汽直接进入到下级的处理空间内。并且，风管直接引入到液池，粉尘颗粒在液池中得到充分的洗涤后分离，大大提高了除尘效果。

2、中间处理室和第二处理室内的风管也是从上级直接引入到液池的，因此，从前级处理后的废气直接进入液池与相应的溶液发生反应，反应非常充分。

3、本发明采用箱式结构，将各处理室集成在一个箱体内，相邻两级处理室之间没有无效管路，气流阻力较小，处理效率非常高。

4、通常，经过多级处理后的烟气中仍含有不同直径的水汽，而气液分离室只能将较小直径的水汽颗粒进行冷凝分离，而大部分较大直径的水汽将直接被直接排向大气。其结果是：一方面水汽中通常会携带有毒有害物质，会对环境造成破坏；另一方面，水汽中的水不能重复利用，既不经济，也不环保。本发明在第二处理室的出口处采用一组圆筒式喷淋装置，使烟气不直接进入气液分离室，而汇集到一组圆筒内进行再一次的喷淋，除去烟气中的较大直径的水汽，从而使最后排向大气的气体更为干燥和洁净。

5、本发明的中间处理室和第二处理室可以根据待净化烟气的来源和有毒有害气体的构成配置相应的溶液，并且中间处理室的个数也可根据需要进行设置。例如，中间处理室为一个碱液处理室，可除去二氧化硫等酸性有机废气；第二处理室为氧化处理室，液池采用一定浓度的次氯酸钠溶液，可除去甲硫等有机废气。又例如，中间处理室为两个，依次为碱液处理室和氧化处理室，第二处理室为脱硝处理室，液池采用一定浓度的还原剂，或者根据需要加入一定量的催化剂。可见，本发明灵活性和适应性强，能够满足各种类型的废气处理要求，可广泛应用于化工、轻工、橡胶、机械、船舶、汽车、石油等各行业。

6、本发明采用活性炭吸附。吸附作为工业上的一种分离过程，已经广泛地应用在化工、石油、食品、轻工业及高纯气体的制备等工业部门。由于吸附具有很高的选择性和高分离效果，能脱除痕量物质，所以在空气污染控制中吸附净化法日益受到重视，特别是用于去除其它方法难以分离的低浓度有害物质和处理排放标准要求严格的废气效果更好。

利用活性碳多微孔的吸附特性吸附有机废气是一种常用的最有效的工业处理手段，吸附可使有机废气净化效率高达90-95％。活性碳吸附器设备简单、投资小，废气经过吸附器吸时，利用活性碳多微孔及表面积大的特性，依靠分子引力及毛细管作用能对苯、甲苯、二甲苯、醇、酮、酯、汽油类等有机溶剂的废气吸附回收。更适用于大风量的废气治理，适用于化工、轻工、橡胶、机械、船舶、汽车、石油等行业，使有机溶剂蒸汽和挥发性物质吸附于其表面达到洁净空气的目的。

根据本发明，所述的各风管可以从顶部或侧壁引入废气。一个优选的方式，至少一个风管的进风口设置在相应处理室的侧壁上。这种结构，可减少无效管路的长度，有利于提高净化效率。

根据本发明，所述的各风管可以采用任何已有的形式和结构。一个优选的方式，至少一个风管还包括一段立管，所述立管的底部设有风罩。风罩因其扩口可用于降低气压减小烟气对液面的冲击。

作为本发明的进一步改进，风罩底部设有锯齿边缘。该锯齿边缘可引导烟气从四周扩散进入液池，可进一步减小烟气对液面的冲击。

作为本发明的再进一步改进，所述风罩内还设有引流罩。该引流罩将烟气导向风罩的周边，用于分流和降压。

作为本发明的再进一步改进，所述第二处理室和中间处理室的风管内也设有喷淋装置。

作为本发明的更进一步改进，至少一个风管的进风口处还设有滤网。

根据本发明，所述的冷凝装置可以采用冷凝板，所述的冷凝板为“Z”形板或“T”形板，也可以采用其它已有制式结构。

所述的冷凝装置还可以采用多面孔心球进行气液分离。多面孔心球由于比表面积大，可充分解决气液交换，因而具有阻力小操作弹性大重量轻、强度高、自由空间、耐高温(<120度)、耐腐蚀、表面亲水性能好、风阻小、电耗少等特点。

本发明还要提供另一种结构的烟气净化装置，包括箱体，所述的箱体内设有下层处理室和上层处理室，其特征在于所述的下层处理室包括第一处理室、第二处理室以及并排设置在所述第一处理室和第二处理室之间的至少一级中间处理室，所述各处理室底部设有相应的液池，所述的各处理室内均设有风管，从外界或前级处理室依次将烟气引入相应的液池内；所述的第一处理室为水雾喷淋除尘室，其风管内设置有第一喷淋装置；所述的第二处理室的通过其顶部横隔板上开设的一组圆孔和圆孔上方的圆筒与所述的上层处理室的进气端联通；所述的圆筒内设有第二喷淋装置；所述的上层处理室内设有第三喷淋装置，以及一组上导流片和/或一组下导流片，所述的上下导流片交替设置，形成波浪形通道；所述上层处理室的出气端依次连接气液分离室、活性炭吸附室和净化气体出口。

上述结构的烟气净化装置，是在第一种技术方案的基础上，增加一个上层处理室，可进一步提高净化效果。上层处理室内由上下导流片交替设置的波浪形通道可延长烟气的流程，使烟气得到充分的处理。

所述的第三喷淋装置可以是水雾喷淋装置，或者根据设计需要设定溶液的类别。

可以理解的是，在下层处理室和上层处理室之间还可以根据需要添加中间层处理室。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是现有的一种脱硫塔结构示意图。

图2是本发明烟气净化装置第一种实施方式的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是图2的A-A向剖视图。

图5是图2的B-B向剖视图。

图6是图2的C-C向剖视图。

图7是图2的D-D向剖视图。

图8是本发明的烟气流向示意图。

图9是本发明第二处理室和气液分离室部分的结构示意图。

图10是本发明第二处理室和气液分离室之间的横隔板的结构示意图。

图11是第一处理室的另一种实施方式的结构示意图。

图12是引流罩的结构示意图。

图13是中间处理室的另一种实施方式的结构示意图。

图14是第二处理室的另一种实施方式的结构示意图。

图15是本发明烟气净化装置第二种实施方式的结构示意图。

图16是本发明烟气净化装置第三种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，现有的一种脱硫塔，其缺陷前面已描述了，在此不再赘述。

参照图2、图3和图7，本发明的一种烟气净化装置，包括箱体17，所述的箱体17内依次并排设有第一处理室1、中间处理室2和第二处理室3，所述各处理室1、2、3底部设有相应的液池24、25、26。

结合图4，所述的第一处理室1为水雾喷淋除尘室，内设有风管5。所述的风管5内设置有第一喷淋装置21。所述的风管5的进风口设置在第一处理室1的上侧壁，并且在进风口处还设有滤网45。所述的风管5还包括一段立管18，所述立管18的底部设有风罩8，所述风罩8、9、10底部设有锯齿边缘30。风罩8浸入液池24。锯齿边缘30的高度约8～15cm，液面27约高出齿根8～15cm。液池24内的水可通过水泵和循环管路引入第一喷淋装置21循环利用。

结合图5，所述的中间处理室2为脱硫室，内设有风管6。所述的风管6的进风口设置在中间处理室2和第一处理室1之间的上侧壁，并且在进风口处还设有滤网46。所述的风管6还包括一段立管19，所述立管19的底部设有风罩9，所述风罩9底部设有锯齿边缘31。风罩9浸入液池25。锯齿边缘31的高度约8～15cm，液面28约高出齿根8～15cm。液池25内为碱液。

结合图6，所述的第二处理室3为脱硝室，内设有风管7。所述的风管7的进风口设置在中间处理室2和第二处理室3之间的上侧壁，并且在进风口处还设有滤网47。所述的风管7还包括一段立管20，所述立管20的底部设有风罩10，所述风罩10底部设有锯齿边缘32。风罩10浸入液池26。锯齿边缘32的高度约8～15cm，液面29约高出齿根8～15cm。液池26内为还原剂溶液。

结合图9和图10，所述的第二处理室3上方设有气液分离室4，并通过其间的横隔板41上开设的一组圆孔42和每个圆孔42的上方的圆筒44联通；所述的圆筒44内设有第二喷淋装置36。所述的第二喷淋装置36可以从圆筒44顶部进行喷淋，也可以从圆筒44中部进行喷淋，或者同时从圆筒44顶部和中部进行喷淋。所述第二喷淋装置36的喷嘴可以设置在圆筒44的中心，也可以设置在圆筒44的内圆周。

第二喷淋装置36喷出的液体与第二处理室的液池24内的溶液相同，经喷淋后回落到液池24内，可通过液泵15和循环管路52从液池24内抽取后循环利用。

结合图1，所述的气液分离室4的出口处依次设有冷凝装置11、活性炭吸附室12和净化气体出口14。在本实施例中，所述的冷凝装置由多层“Z”形冷凝板11构成。

参照图8，本发明的烟气净化装置的工作原理如下：

1、工业废气从风管5的进风口进入第一处理室1，在滤网45处得到初步过滤；在立管18内，烟气被第一喷淋装置21喷出的水雾冲刷，然后进入液池24；在液池24内，气液混合吸收反应，让其中的甲醇等水溶性的污染物质和大部分颗粒物在此得以去除；经除尘处理后的烟气从风管5外侧的处理空间向上行进。

2、烟气从风管6的进风口进入中间处理室2，在滤网46处得到初步过滤；烟气经立管19和风罩9进入液池25；在液池25内，烟气中的硫氧化物与碱液发生化学反应；经脱硫处理后的烟气从风管6外侧的处理空间继续向上行进。

3、烟气从风管7的进风口进入第二处理室3，在滤网47处得到初步过滤；烟气经立管20和风罩10进入液池26；在液池26内，烟气中的氮氧化物与还原剂溶液发生化学反应；经初级脱硝处理后的烟气从风管7外侧的处理空间继续向上行进。

4、烟气穿过一组圆孔42，经圆筒44进入气液分离室4；在圆筒44内接受第二喷淋装置36的再次喷淋，除去烟气中的较大直径的水汽颗粒，进入气液分离室。

5、烟气在气液分离室4进行气液分离后，干燥的气体继续向上进入活性炭吸附室11，由高效碳纤维吸附器13对少量的未处理的有机废气吸附除杂，最后净化达标的尾气从净化气体出口排放。

实际使用时，在本发明的烟气净化装置底部建一沉淀池，池内分隔成三个子沉淀池。本发明的三个处理室的液池24、25和26上分别设有一根溢流管，该三根溢流管将超出警戒液面的液体分别引入到相应的子沉淀池内。

参照图11，本发明的是第一处理室的另一种实施方式。与图4实施方式的不同之处在于所述风罩8内还设有引流罩37。该引流罩37将烟气导向风罩的周边，用于分流和降压，使高压烟气不直接冲击液池。

参照图12，所述的引流罩37由四块三角形铁板焊接构成锥体结构。该锥体结构与风罩8的结构相匹配，使四周的气流通道均匀。

参照图13，本发明中间处理室的另一种实施方式。与图5实施方式不同之处在于在风管6内设有喷淋装置34，在风罩9内还设有引流罩38。喷淋装置34内也是与碱液液池25相同的溶液。

碱液也可循环利用。常用的碱液有石灰水、石灰石粉乳液、电石泥或纯碱等碱性水溶液。根据不同类型的碱液可设置不同的循环利用工艺，且会得到不同的脱硫副产物。经循环处理后的碱液通过液泵和循环管进入碱液喷淋装置34循环利用。

参照图14，本发明第二处理室的另一种实施方式。与图6实施方式不同之处在于在风管7内设有喷淋装置35，在风罩10内还设有引流罩39。喷淋装置35内也是与碱液液池26相同的溶液。

同理，还原剂溶液也可循环利用。经循环处理后的还原剂溶液通过液泵和循环管进入还原剂溶液喷淋装置35循环利用。

参照图15，本发明烟气净化装置第二种实施方式。本实施方式是基于图1实施方式的一种改进。与图1实施方式不同之处在于在第一处理室1和第二处理室2之间依次并排设置有两个中间处理室2和54。所述中间处理室54的内部结构与中间处理室2的结构基本相同。

在中间处理室2的液池23内有碱液，用于去除烟气中的硫氧化物。在中间处理室54的液池53内有一定浓度的次氯酸钠溶液，可将烟气中的甲硫等有机废气氧化去除。风管55的进风口设置在中间处理室2和54之间的侧壁上，并且在进风口处还设有滤网58。所述的风管55还包括立管56，立管55的底部设有风罩57。

本实施例的其余结构与图1实施方式相同。

参照图16，本发明烟气净化装置第三种实施方式。本实施方式是基于图1实施方式的一种改进。在图1实施方式的基础上，增加一个上层处理室50。在上层处理室50内设有第三喷淋装置59，以及一组上导流片49和一组下导流片51。所述的上下导流片交替设置，形成波浪形通道。所述的上下导流片沿气流方向倾斜设置。

上层处理室50的进气端与第二处理室通过一组圆筒44联通，出气端依次连接气液分离室4、活性炭吸附室12和净化气体出口14。

本实施例的其余结构与图1实施方式相同。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种烟气净化装置，包括箱体(17)，所述的箱体(17)内设有第一处理室(1)、第二处理室(3)以及并排设置在所述第一处理室(1)和第二处理室(3)之间的至少一级中间处理室(2)，所述各处理室(1、2、3)底部设有相应的液池(24、25、26)，其特征在于所述的各处理室(1、2、3)内均设有风管(5、6、7)，从外界或前级处理室依次将烟气引入相应的液池(24、25、26)内；所述的第一处理室(1)为水雾喷淋除尘室，其风管(5)内设置有第一喷淋装置(21)；所述的第二处理室(3)上方设有气液分离室(4)，并通过其间的横隔板(41)上开设的一组圆孔(42)和每个圆孔(42)的上方的圆筒(44)联通；所述的圆筒(44)内设有第二喷淋装置(36)；所述的气液分离室(4)的出口处依次设有冷凝装置(11)、活性炭吸附室(12)和净化气体出口(14)。

2.如权利要求1所述的烟气净化装置，其特征在于至少一个风管(5、6、7)的进风口设置在相应处理室的侧壁上。

3.如权利要求1所述的烟气净化装置，其特征在于至少一个风管(5、6、7)还包括一段立管(18、19、20)，所述立管(18、19、20)的底部设有风罩(8、9、10)。

4.如权利要求3所述的烟气净化装置，其特征在于所述风罩(8、9、10)底部设有锯齿边缘(30、31、32)。

5.如权利要求3或4所述的烟气净化装置，其特征在于所述风罩(8、9、10)内还设有引流罩(37、38、39)。

6.如权利要求1所述的烟气净化装置，其特征在于所述第二处理室(3)和中间处理室(2)的风管内也设有喷淋装置。

7.如权利要求1所述的烟气净化装置，其特征在于至少一个风管(5、6、7)的进风口处还设有滤网(45、46、47)。

8.一种烟气净化装置，包括箱体(17)，所述的箱体(17)内设有下层处理室和上层处理室(50)，其特征在于所述的下层处理室包括第一处理室(1)、第二处理室(3)以及并排设置在所述第一处理室(1)和第二处理室(3)之间的至少一级中间处理室(2)，所述各处理室(1、2、3)底部设有相应的液池(24、25、26)，所述的各处理室(1、2、3)内均设有风管(5、6、7)，从外界或前级处理室依次将烟气引入相应的液池(24、25、26)内；所述的第一处理室(1)为水雾喷淋除尘室，其风管(5)内设置有第一喷淋装置(21)；所述的第二处理室(3)的通过其顶部横隔板(41)上开设的一组圆孔(42)和圆孔(42)上方的圆筒(44)与所述的上层处理室(50)的进气端联通；所述的圆筒(44)内设有第二喷淋装置(36)；所述的上层处理室(50)内设有第三喷淋装置(59)，以及一组上导流片(49)和/或一组下导流片(51)，所述的上下导流片交替设置，形成波浪形通道；所述上层处理室(50)的出气端依次连接气液分离室(4)、活性炭吸附室(12)和净化气体出口(14)。

9.如权利要求8所述的一种烟气净化装置，其特征在于所述的上下导流片沿气流方向倾斜设置。

10.如权利要求8或9所述的一种烟气净化装置，其特征在于至少一个风管(5、6、7)还包括一段立管(18、19、20)，所述立管(18、19、20)的底部设有风罩(8、9、10)；所述风罩(8、9、10)底部设有锯齿边缘(30、31、32)；所述风罩(8、9、10)内还设有引流罩(37、38、39)。