CN116637483A - 一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及塔器技术领域，具体是涉及一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，包括塔体、防壁流填料机构、引气件和驱动机构，塔体的上端内设有液体分布器，防壁流填料机构包括两个组合式填料筒，每个组合式填料筒均呈竖直且均为内外双层结构，每个组合式填料筒的内层均固定于塔体内，每个组合式填料筒的外层均与其内层转动连接，每个组合式填料筒的外层上均设有弧形刮条，引气件为负压扇，驱动机构包括驱动轴和变速机构，本装置通过设于组合式填料筒外层上的弧形刮条能够将因液体分布器的喷洒而流挂于塔体内壁上的液体刮下，进一步的减少气液两相分布不均的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及塔器技术领域，具体是涉及一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔。
背景技术
填料塔又称填充塔。化工生产中常用的一类传质设备。主要由圆柱形的塔体和堆放在塔内的填料(各种形状的固体物，用于增加两相流体间的面积，增强两相间的传质)等组成。用于吸收、蒸馏、萃取等。
填料塔以填料作为气、液接触和传质的基本构件，液体在填料表面呈膜状自上而下流动，气体呈连续相自下而上与液体作递向流动，并进行气、液两相间的传质和传热。两相的组分浓度和温度沿塔高连续变化。填料塔属于微分接触型的气、液传质设备。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。
现有的我国公开号为CN113274866A的中国专利公开了一种防壁流高效填料塔，其专利还具有以下缺陷：
其一，其装置通过限位盘来限制喷淋头的喷洒区域，以此是为了防止喷淋液洒向塔体上端的内壁上，进一步的防止液体流挂于塔体的内壁上，但是高温气体在上升后，由于塔体内壁处的温度会低于塔体中心处的温度，以此高温气体在上升至塔体上端后，会少部分气体与塔体内壁接触进行液化而附着于塔体的内壁上，从而还是会造成液体流挂于塔体的内壁上，所以上述专利采用的方法并不能够完全防止液体的流挂；
其二，其装置中的弹性膜通过磁吸通断的方式将液体弹向填料上，由于提供磁吸的磁性材料长期暴露在外，那么受到上升高温气体的影响，磁性材料的磁性会逐渐变小，最终导致弹性膜不能够受磁吸而产生弹力；
其三，其装置中的气管呈螺旋状分布，但是与气管相连的下喷头的喷射方向固定，也就说无论气管的排布如何，下喷头始终会将气体沿直线喷出，所以不会出现上述专利所述将气体呈螺旋状喷出。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔。
为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，包括塔体、防壁流填料机构、引气件和驱动机构，塔体呈竖直，塔体的下端设有进气口和出水口，塔体的上端设有进水管和出气口，塔体的中部沿竖直方向从下至上依次设有一号填料区和二号填料区，塔体的上端内设有与进水管相连且用于向二号填料区喷淋冷却工艺液的液体分布器，防壁流填料机构包括两个分别设于一号填料区和二号填料区内的组合式填料筒，每个组合式填料筒均呈竖直且均为内外双层结构，每个组合式填料筒的顶部和底部均分别为开口结构和网状结构，每个组合式填料筒的内层均固定于塔体内，每个组合式填料筒的外层均与其内层转动连接，每个组合式填料筒的外层上均设有用于将流挂于塔体内壁上的液体刮下的弧形刮条，引气件设于一号填料区的下方，引气件为用于将从进气口排入塔体内的气体加速向上引排的负压扇，驱动机构包括驱动轴和变速机构，驱动轴呈竖直贯穿一号填料区和二号填料区，且驱动轴用于带动两个组合式填料筒的外层进行缓速转动，变速机构将驱动轴与负压扇传动相连，且变速机构用于增加负压扇的转速。
进一步的，每个组合式填料筒均包括共轴线的内筒和环形筒，内筒的顶部为开口结构，其底部成型有圆形格栅板，一号填料区和二号填料区内均固定设有一号支撑格栅板，两个圆形格栅板分别固定设于两个一号支撑格栅板的顶部，环形筒通过若干个一号轴承套设于内筒的外壁上，若干个一号轴承沿内筒的轴向均匀分布，环形筒的顶部为开口结构，其底部成型有位于一号支撑格栅板上方的环形格栅板，环形筒与内筒之间设有两个环形挡板，两个环形挡板分别与环形筒的上下两端相对应，每个环形挡板均与环形筒共轴线，每个环形挡板的外层环均与环形筒的内层环相固连，且每个环形挡板的内层环均贴合于内筒的外壁上，其中，内筒为上述组合式填料筒的内层，环形筒为上述组合式填料筒的外层，每个组合式填料筒上的弧形刮条的数量均为两个，每个弧形刮条均成型于环形筒的外层环的外壁上。
进一步的，驱动轴通过多根共轴线的转轴首尾相连组合而成，且每相邻两个转轴之间均通过联轴器同轴固连，每个圆形格栅板顶部的圆心处均成型有一个竖直向上的柱状套，柱状套内嵌设有若干个沿柱状套的轴向均匀分布的二号轴承，塔体的顶部固定设有呈竖直的电机，电机的输出端竖直向下穿入塔体内，驱动轴的上端与电机的输出端同轴固连，驱动轴的中部依次穿过位于上方的柱状套和一号支撑格栅板后再向下依次穿过位于下方的柱状套和一号支撑格栅板，且驱动轴的中部与若干个二号轴承的内圈相固连，驱动轴的下端伸出于位于下方的一号支撑格栅板外，每个柱状套的上端均向上渐缩呈锥形口，锥形口上端的口径与驱动轴的外径相同。
进一步的，每个组合式填料筒的顶部均设有一个连接圆盘，每个连接圆盘均包括中心连接套、一号外缘环和若干个辐条板，中心连接套固定套设于驱动轴的外壁上，一号外缘环同轴固定设于对应的环形挡板的顶部，若干个辐条板沿一号外缘环的圆周方向均匀分布，且每个辐条板的两端均分布与一号外缘环以及中心连接套相连。
进一步的，每个一号外缘环的顶部均成型有锥形环，锥形环向下倾斜的内环面和外环面分别朝向内筒和环形筒的开口。
进一步的，塔体内固定设有一个位于一号填料区下方的二号支撑格栅板，二号支撑格栅板包括中心圆盘、二号外缘环和若干个沿中心圆盘的圆周方向均匀分布的连接辐条，二号外缘环与塔体的内壁固连，每个连接辐条的两端均分别与中心圆盘和二号外缘环相连，中心圆盘内嵌设有三号轴承，负压扇设于中心圆盘的正下方，且负压扇上固定设有一根向上与三号轴承的内圈相连的连接轴，变速机构设于中心圆盘的顶部，且变速机构将驱动轴和连接轴传动相连。
进一步的，变速机构包括一号齿轮组和二号齿轮组，一号齿轮组包括一号齿轮和二号齿轮，二号齿轮组包括三号齿轮和四号齿轮，中心圆盘的顶部轴接有一个竖直向上的从动轴，一号齿轮与驱动轴同轴固连，二号齿轮和三号齿轮均与从动轴同轴固连，四号齿轮与连接轴同轴固连，其中一号齿轮与二号齿轮相啮合，三号齿轮与四号齿轮相啮合，并且一号齿轮的直径大于二号齿轮的直径，三号齿轮的直径大于四号齿轮的直径，中心圆盘的上固定设有一个将变速机构包覆的保护壳。
进一步的，液体分布器包括一个与驱动轴共轴线的环状配液盘，驱动轴穿过环状配液盘的中心，环状配液盘内为空心状，环状配液盘的底部开设有若干个沿环状配液盘的圆周方向均匀分布的出液口，环状配液盘的顶部与进水管相连通。
进一步的，塔体的下端内设有曲形弯管，曲形弯管的两端分别从塔体内穿出于塔体外。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
其一，本装置的填料放置于组合式填料筒内，因此填料本身并不与塔内壁直接接触，并且组合式填料筒的内层靠近塔中心处，此处气流量较大，从而当液体流挂于组合式填料筒内层的筒壁上时也会立即与大量的气体进行传质，因此不会导致气液两相的分布不均，同时由于组合式填料筒的外层能够转动，因此流挂于组合式填料筒外层的筒壁上的液体也会通过转动而促进流动，而不会出现聚集的情况，并且通过设于组合式填料筒外层上的弧形刮条能够将因液体分布器的喷洒而流挂于塔体内壁上的液体刮下，进一步的减少气液两相分布不均的可能性；
其二，初始状态下高温气体的上升速度缓慢，并且当高温气体经过一号填料区后，气体在与雾化液传质和传热的过程中会有所消耗，以此高温气体上升至二号填料区的量会略低，那么通过本装置的引气件来增快高温废气的上升速度，以此增大向上的排气量，提高气液交换的效率；
其三，每个组合式填料筒的内层均规整填料，每个组合式填料筒的外层均散装填料，且每个组合式填料筒内层的区域面积大于外层的区域面积，由于组合式填料筒的内层固定于塔体的中心，此处气液两相交汇量大，因此通过规整填料来提高对气液两相的处理量，由于组合式填料筒的外层靠近塔体的内壁，此处温度较低，高温废气易冷却在填料上形成液滴，因此通过耐腐蚀性更好的散装填料作为气液两相传质的介质，并且组合式填料筒的外层能够转动，因此相对规整填料重量更轻的散装填料也便于组合式填料筒的外层的转动。
附图说明
图1是实施例的塔体与曲形弯管的平面示意图；
图2是实施例的塔体的立体结构示意图；
图3是实施例的塔体的俯视图；
图4是图3沿A-A线的剖视图；
图5是图4中A1所指的局部放大示意图；
图6是图3沿B-B线的剖视图；
图7是实施例的组合式填料筒的立体结构示意图；
图8是实施例的组合式填料筒的立体结构分解图；
图9是实施例的内筒的立体结构示意图；
图10是实施例的二号支撑格栅板的立体结构示意图；
图11是实施例的环状配液盘的立体结构示意图。
图中标号为：1、塔体；2、进气口；3、出水口；4、进水管；5、出气口；6、组合式填料筒；7、弧形刮条；8、负压扇；9、内筒；10、环形筒；11、圆形格栅板；12、一号支撑格栅板；13、一号轴承；14、环形格栅板；15、环形挡板；16、联轴器；17、柱状套；18、二号轴承；19、电机；20、锥形口；21、连接圆盘；22、中心连接套；23、一号外缘环；24、辐条板；25、锥形环；26、二号支撑格栅板；27、中心圆盘；28、二号外缘环；29、连接辐条；30、三号轴承；31、连接轴；32、一号齿轮；33、二号齿轮；34、三号齿轮；35、四号齿轮；36、从动轴；37、保护壳；38、环状配液盘；39、出液口；40、曲形弯管；41、驱动轴。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参考图1至图11所示的一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，包括塔体1、防壁流填料机构、引气件和驱动机构，塔体1呈竖直，塔体1的下端设有进气口2和出水口3，塔体1的上端设有进水管4和出气口5，塔体1的中部沿竖直方向从下至上依次设有一号填料区和二号填料区，塔体1的上端内设有与进水管4相连且用于向二号填料区喷淋冷却工艺液的液体分布器，防壁流填料机构包括两个分别设于一号填料区和二号填料区内的组合式填料筒6，每个组合式填料筒6均呈竖直且均为内外双层结构，每个组合式填料筒6的顶部和底部均分别为开口结构和网状结构，每个组合式填料筒6的内层均固定于塔体1内，每个组合式填料筒6的外层均与其内层转动连接，每个组合式填料筒6的外层上均设有用于将流挂于塔体1内壁上的液体刮下的弧形刮条7，引气件设于一号填料区的下方，引气件为用于将从进气口2排入塔体1内的气体加速向上引排的负压扇8，驱动机构包括驱动轴41和变速机构，驱动轴41呈竖直贯穿一号填料区和二号填料区，且驱动轴41用于带动两个组合式填料筒6的外层进行缓速转动，变速机构将驱动轴41与负压扇8传动相连，且变速机构用于增加负压扇8的转速。
冷却工艺液通过塔体1上端的进水管4流入液体分布器内，通过液体分布器将冷却工艺液呈雾状洒向位于二号填料区内的组合式填料筒6上，落入组合式填料筒6内后雾化液会顺着组合式填料筒6内外层中的填料流向位于一号填料区内的组合式填料筒6内，并且雾化液经过每个组合式填料筒6时，均会在填料的表层呈膜状自上而下流动；
高温废气通过塔体1下端的进气口2持续排入填料塔内，此后高温废气在塔体1内逐渐上升，此过程中通过负压扇8加速高温废气的向上流动，当高温废气向上升至接触雾化液时，气液进行传质和传热，此后经过净化的气体继续上升并从出气口5排出，液体继续下降并出水口3排出；
初始状态下高温气体的上升速度缓慢，并且当高温气体经过一号填料区后，气体在与雾化液传质和传热的过程中会有所消耗，以此高温气体上升至二号填料区的量会略低，那么为了增快高温废气的上升速度，以此增大向上的排气量，提高气液交换的效率，所以设置了用于将高温废气加速向上引排的引气件；
传统的填料塔内形成壁流效应的原因为：填料与塔体1的内壁直接接触，以此当液体沿填料层向下流动时，由于填料特有的形状，液体会有逐渐向塔内壁集中的趋势，最终使得塔内壁附近的液流量逐渐增大，并且由于靠近塔内壁的气流量相对塔中处的气流量较小，因此当填料塔较高时，壁流效应会造成气液两相在填料层中分布不均，从而导致传质效率下降，本装置的填料放置于组合式填料筒6内，因此填料本身并不与塔内壁直接接触，并且组合式填料筒6的内层靠近塔中心处，此处气流量较大，从而当液体流挂于组合式填料筒6内层的筒壁上时也会立即与大量的气体进行传质，因此不会导致气液两相的分布不均，同时由于组合式填料筒6的外层能够转动，因此流挂于组合式填料筒6外层的筒壁上的液体也会通过转动而促进流动，而不会出现聚集的情况，并且通过设于组合式填料筒6外层上的弧形刮条7能够将因液体分布器的喷洒而流挂于塔体1内壁上的液体刮下，进一步的减少气液两相分布不均的可能性；
每个组合式填料筒6的内层均规整填料，每个组合式填料筒6的外层均散装填料，且每个组合式填料筒6内层的区域面积大于外层的区域面积，由于组合式填料筒6的内层固定于塔体1的中心，此处气液两相交汇量大，因此通过规整填料来提高对气液两相的处理量，由于组合式填料筒6的外层靠近塔体1的内壁，此处温度较低，高温废气易冷却在填料上形成液滴，因此通过耐腐蚀性更好的散装填料作为气液两相传质的介质，并且组合式填料筒6的外层能够转动，因此相对规整填料重量更轻的散装填料也便于组合式填料筒6的外层的转动；
由于弧形刮条7工作时不需要较高的转速，但是负压扇8工作时需要较高的转速来对高温废气进行加速引排，所以通过本装置的变速机构来增大驱动轴41带动负压扇8旋转的转速。
为了展现每个组合式填料筒6的具体结构，设置了如下特征：
每个组合式填料筒6均包括共轴线的内筒9和环形筒10，内筒9的顶部为开口结构，其底部成型有圆形格栅板11，一号填料区和二号填料区内均固定设有一号支撑格栅板12，两个圆形格栅板11分别固定设于两个一号支撑格栅板12的顶部，环形筒10通过若干个一号轴承13套设于内筒9的外壁上，若干个一号轴承13沿内筒9的轴向均匀分布，环形筒10的顶部为开口结构，其底部成型有位于一号支撑格栅板12上方的环形格栅板14，环形筒10与内筒9之间设有两个环形挡板15，两个环形挡板15分别与环形筒10的上下两端相对应，每个环形挡板15均与环形筒10共轴线，每个环形挡板15的外层环均与环形筒10的内层环相固连，且每个环形挡板15的内层环均贴合于内筒9的外壁上，其中，内筒9为上述组合式填料筒6的内层，环形筒10为上述组合式填料筒6的外层，每个组合式填料筒6上的弧形刮条7的数量均为两个，每个弧形刮条7均成型于环形筒10的外层环的外壁上。
当液体分布器将冷却工艺液喷向位于二号填料区内的组合式填料筒6时，雾化液会通过内筒9和环形筒10二者顶部的开口落入对应的填料中，此后液体会顺着填料自上而下流动，当液体流至当前组合式填料筒6的底部时，位于内筒9和环形筒10内的雾化液会分别通过圆形格栅板11和环形格栅板14并经过对应的一号支撑格栅板12继续向下流动，以此雾化液会依次向下流经二号填料区和一号填料区，使得两个区域内的填料上均布有一层水膜；
从进气口2排入塔体1内的高温废气在经过负压扇8加速引排后会向上依次流经一号填料区和二号填料区，此过程中气体先通过一号支撑格栅板12，后通过圆形格栅板11和环形格栅板14分别流入内筒9和环形筒10内，最终在内筒9和环形筒10内与雾化液进行传质和传热。
为了展现驱动轴41如何贯穿一号填料区和二号填料区，具体设置了如下特征：
驱动轴41通过多根共轴线的转轴首尾相连组合而成，且每相邻两个转轴之间均通过联轴器16同轴固连，每个圆形格栅板11顶部的圆心处均成型有一个竖直向上的柱状套17，柱状套17内嵌设有若干个沿柱状套17的轴向均匀分布的二号轴承18，塔体1的顶部固定设有呈竖直的电机19，电机19的输出端竖直向下穿入塔体1内，驱动轴41的上端与电机19的输出端同轴固连，驱动轴41的中部依次穿过位于上方的柱状套17和一号支撑格栅板12后再向下依次穿过位于下方的柱状套17和一号支撑格栅板12，且驱动轴41的中部与若干个二号轴承18的内圈相固连，驱动轴41的下端伸出于位于下方的一号支撑格栅板12外，每个柱状套17的上端均向上渐缩呈锥形口20，锥形口20上端的口径与驱动轴41的外径相同。
通过两个柱状套17使得驱动轴41能够依次穿过一号填料区和二号填料区，电机19为减速电机19，用于带动驱动轴41缓速旋转，当电机19启动后，驱动轴41的中部会在两个柱状套17内旋转，每个柱状套17上端的锥形口20用于防止雾化液顺着驱动轴41的外壁流入柱状套17内。
为了展现驱动轴41如何带动环形筒10进行转动，具体设置了如下特征：
每个组合式填料筒6的顶部均设有一个连接圆盘21，每个连接圆盘21均包括中心连接套22、一号外缘环23和若干个辐条板24，中心连接套22固定套设于驱动轴41的外壁上，一号外缘环23同轴固定设于对应的环形挡板15的顶部，若干个辐条板24沿一号外缘环23的圆周方向均匀分布，且每个辐条板24的两端均分布与一号外缘环23以及中心连接套22相连。
当驱动轴41转动时，驱动轴41会带动整个连接圆盘21旋转，以此通过连接圆盘21来带动对应的环形挡板15转动，由于环形挡板15与环形筒10的内层环固连，那么最终环形筒10会被驱动轴41驱动进行转动；
如图7所示，每个辐条板24均为窄条，以供雾化液向下流动，防止雾化液在每个辐条板24上聚积。
为了防止雾化液在一号外缘环23上聚积，具体设置了如下特征：
每个一号外缘环23的顶部均成型有锥形环25，锥形环25向下倾斜的内环面和外环面分别朝向内筒9和环形筒10的开口。
如图7所示，当雾化液洒向一号外缘环23上时，雾化液会通过锥形环25向下倾斜的内环面和外环面分别流入内筒9和环形筒10中，以此防止雾化液在一号外缘环23上聚积。
为了展现负压扇8如何进行安装，具体设置了如下特征：
塔体1内固定设有一个位于一号填料区下方的二号支撑格栅板26，二号支撑格栅板26包括中心圆盘27、二号外缘环28和若干个沿中心圆盘27的圆周方向均匀分布的连接辐条29，二号外缘环28与塔体1的内壁固连，每个连接辐条29的两端均分别与中心圆盘27和二号外缘环28相连，中心圆盘27内嵌设有三号轴承30，负压扇8设于中心圆盘27的正下方，且负压扇8上固定设有一根向上与三号轴承30的内圈相连的连接轴31，变速机构设于中心圆盘27的顶部，且变速机构将驱动轴41和连接轴31传动相连。
当驱动轴41旋转后，通过变速机构的传动，连接轴31会带动负压扇8快速转动，以此通过负压扇8的旋转来带动塔体1下端内的高温废气加速上升，此过程中高温废气会从若干个连接辐条29穿过，并最终朝向一号填料区流动；
当雾化液以及流经二号填料区和一号填料区后，雾化液会继续向下流动，此过程中，雾化液会通过二号支撑格栅板26流向旋转中负压扇8上，此时会出现负压扇8将雾化液击散的情况，此时大部分雾化液会洒向塔体1的内壁上，但是由于当前区域靠近高温废气的入口，此区域温度高且废气量足，那么在雾化液洒向塔体1内壁的过程中，即会与大量的高温废气进行传质和传热，此时雾化液会逐渐气化，以此雾化液不会在此区域内流挂于塔体1的内壁上，流向负压扇8的雾化液会有极少部分能够穿过负压风扇继续向下流动，此部分雾化液则会通过出水口3排出，并且在对废气处理后，可向进水管4内注入清洁水，那么通过液体分布器将清洁水撒入二号填料区内，以此清洁水会从上至下对填料进行清洁，最终清洁水会从出水口3排出，在清洁时，电机19关闭且进气口2不通入高温废气。
为了展现变速机构的具体结构，具体设置了如下特征：
变速机构包括一号齿轮组和二号齿轮组，一号齿轮组包括一号齿轮32和二号齿轮33，二号齿轮组包括三号齿轮34和四号齿轮35，中心圆盘27的顶部轴接有一个竖直向上的从动轴36，一号齿轮32与驱动轴41同轴固连，二号齿轮33和三号齿轮34均与从动轴36同轴固连，四号齿轮35与连接轴31同轴固连，其中一号齿轮32与二号齿轮33相啮合，三号齿轮34与四号齿轮35相啮合，并且一号齿轮32的直径大于二号齿轮33的直径，三号齿轮34的直径大于四号齿轮35的直径，中心圆盘27的上固定设有一个将变速机构包覆的保护壳37。
当驱动轴41旋转后，驱动轴41会带动一号齿轮32转动，那么与一号齿轮32相啮合的二号齿轮33会带动从动轴36旋转，当从动轴36旋转后会带动三号齿轮34转动，三号齿轮34旋转后会带动与其相啮合的四号齿轮35的转动，最终四号齿轮35会带动连接轴31转动，连接轴31与负压扇8相连，以此负压扇8会被驱动旋转，由于一号齿轮32的直径大于二号齿轮33的直径，那么从动轴36的转速会快于驱动轴41的转速，三号齿轮34的之间大于四号齿轮35的之间，那么连接轴31的转速会快于从动轴36的转速，以此负压扇8会被驱动进行快速旋转，以此加速高温废气的向上流动；
保护壳37用于防止持续向下流动的雾化液落入变速机构上，从而防止了一号齿轮组和二号齿轮组长期与雾化液接触而被侵蚀。
为了使得液体分布器实现对液体均匀喷洒的同时能够对驱动轴41进行避让，具体设置了如下特征：
液体分布器包括一个与驱动轴41共轴线的环状配液盘38，驱动轴41穿过环状配液盘38的中心，环状配液盘38内为空心状，环状配液盘38的底部开设有若干个沿环状配液盘38的圆周方向均匀分布的出液口39，环状配液盘38的顶部与进水管4相连通。
环状配液盘38的形状类似泳圈，驱动轴41从环状配液盘38的中心穿过，每个出液口39上均设有用于将冷却工艺液呈雾状喷出的雾化喷嘴(未在图中示出)，当冷却工艺液通过进水管4流入环状配液盘38后，液体会通过出液口39流入对应的雾化喷嘴上，并通过雾化喷嘴将液体呈雾状喷向二号填料区。
为了使得高温废气产生的热量得以利用，具体设置了如下特征：
塔体1的下端内设有曲形弯管40，曲形弯管40的两端分别从塔体1内穿出于塔体1外。
如图1所示，曲形弯管40的两端分别用于供外界水流入和流出，当外界水流入曲形弯管40内后，高温废气会对曲形弯管40内的水进行加热，以此当外界水流出时即为热水，那么可将曲形弯管40的出水端与需要热水源的设备相连，以此使得高温废气产生的热量得以利用。
工作原理：
冷却工艺液通过塔体1上端的进水管4流入液体分布器内，通过液体分布器将冷却工艺液呈雾状洒向位于二号填料区内的组合式填料筒6上，落入组合式填料筒6内后雾化液会顺着组合式填料筒6内外层中的填料流向位于一号填料区内的组合式填料筒6内，并且雾化液经过每个组合式填料筒6时，均会在填料的表层呈膜状自上而下流动；
高温废气通过塔体1下端的进气口2持续排入填料塔内，此后高温废气在塔体1内逐渐上升，此过程中通过负压扇8加速高温废气的向上流动，当高温废气向上升至接触雾化液时，气液进行传质和传热，此后经过净化的气体继续上升并从出气口5排出，液体继续下降并出水口3排出；
初始状态下高温气体的上升速度缓慢，并且当高温气体经过一号填料区后，气体在与雾化液传质和传热的过程中会有所消耗，以此高温气体上升至二号填料区的量会略低，那么为了增快高温废气的上升速度，以此增大向上的排气量，提高气液交换的效率，所以设置了用于将高温废气加速向上引排的引气件；
传统的填料塔内形成壁流效应的原因为：填料与塔体1的内壁直接接触，以此当液体沿填料层向下流动时，由于填料特有的形状，液体会有逐渐向塔内壁集中的趋势，最终使得塔内壁附近的液流量逐渐增大，并且由于靠近塔内壁的气流量相对塔中处的气流量较小，因此当填料塔较高时，壁流效应会造成气液两相在填料层中分布不均，从而导致传质效率下降，本装置的填料放置于组合式填料筒6内，因此填料本身并不与塔内壁直接接触，并且组合式填料筒6的内层靠近塔中心处，此处气流量较大，从而当液体流挂于组合式填料筒6内层的筒壁上时也会立即与大量的气体进行传质，因此不会导致气液两相的分布不均，同时由于组合式填料筒6的外层能够转动，因此流挂于组合式填料筒6外层的筒壁上的液体也会通过转动而促进流动，而不会出现聚集的情况，并且通过设于组合式填料筒6外层上的弧形刮条7能够将因液体分布器的喷洒而流挂于塔体1内壁上的液体刮下，进一步的减少气液两相分布不均的可能性；
每个组合式填料筒6的内层均规整填料，每个组合式填料筒6的外层均散装填料，且每个组合式填料筒6内层的区域面积大于外层的区域面积，由于组合式填料筒6的内层固定于塔体1的中心，此处气液两相交汇量大，因此通过规整填料来提高对气液两相的处理量，由于组合式填料筒6的外层靠近塔体1的内壁，此处温度较低，高温废气易冷却在填料上形成液滴，因此通过耐腐蚀性更好的散装填料作为气液两相传质的介质，并且组合式填料筒6的外层能够转动，因此相对规整填料重量更轻的散装填料也便于组合式填料筒6的外层的转动；
由于弧形刮条7工作时不需要较高的转速，但是负压扇8工作时需要较高的转速来对高温废气进行加速引排，所以通过本装置的变速机构来增大驱动轴41带动负压扇8旋转的转速。
以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，其特征在于，包括塔体(1)、防壁流填料机构、引气件和驱动机构，塔体(1)呈竖直，塔体(1)的下端设有进气口(2)和出水口(3)，塔体(1)的上端设有进水管(4)和出气口(5)，塔体(1)的中部沿竖直方向从下至上依次设有一号填料区和二号填料区，塔体(1)的上端内设有与进水管(4)相连且用于向二号填料区喷淋冷却工艺液的液体分布器，防壁流填料机构包括两个分别设于一号填料区和二号填料区内的组合式填料筒(6)，每个组合式填料筒(6)均呈竖直且均为内外双层结构，每个组合式填料筒(6)的顶部和底部均分别为开口结构和网状结构，每个组合式填料筒(6)的内层均固定于塔体(1)内，每个组合式填料筒(6)的外层均与其内层转动连接，每个组合式填料筒(6)的外层上均设有用于将流挂于塔体(1)内壁上的液体刮下的弧形刮条(7)，引气件设于一号填料区的下方，引气件为用于将从进气口(2)排入塔体(1)内的气体加速向上引排的负压扇(8)，驱动机构包括驱动轴(41)和变速机构，驱动轴(41)呈竖直贯穿一号填料区和二号填料区，且驱动轴(41)用于带动两个组合式填料筒(6)的外层进行缓速转动，变速机构将驱动轴(41)与负压扇(8)传动相连，且变速机构用于增加负压扇(8)的转速。
2.根据权利要求1所述的一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，其特征在于，每个组合式填料筒(6)均包括共轴线的内筒(9)和环形筒(10)，内筒(9)的顶部为开口结构，其底部成型有圆形格栅板(11)，一号填料区和二号填料区内均固定设有一号支撑格栅板(12)，两个圆形格栅板(11)分别固定设于两个一号支撑格栅板(12)的顶部，环形筒(10)通过若干个一号轴承(13)套设于内筒(9)的外壁上，若干个一号轴承(13)沿内筒(9)的轴向均匀分布，环形筒(10)的顶部为开口结构，其底部成型有位于一号支撑格栅板(12)上方的环形格栅板(14)，环形筒(10)与内筒(9)之间设有两个环形挡板(15)，两个环形挡板(15)分别与环形筒(10)的上下两端相对应，每个环形挡板(15)均与环形筒(10)共轴线，每个环形挡板(15)的外层环均与环形筒(10)的内层环相固连，且每个环形挡板(15)的内层环均贴合于内筒(9)的外壁上，其中，内筒(9)为上述组合式填料筒(6)的内层，环形筒(10)为上述组合式填料筒(6)的外层，每个组合式填料筒(6)上的弧形刮条(7)的数量均为两个，每个弧形刮条(7)均成型于环形筒(10)的外层环的外壁上。
3.根据权利要求2所述的一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，其特征在于，驱动轴(41)通过多根共轴线的转轴首尾相连组合而成，且每相邻两个转轴之间均通过联轴器(16)同轴固连，每个圆形格栅板(11)顶部的圆心处均成型有一个竖直向上的柱状套(17)，柱状套(17)内嵌设有若干个沿柱状套(17)的轴向均匀分布的二号轴承(18)，塔体(1)的顶部固定设有呈竖直的电机(19)，电机(19)的输出端竖直向下穿入塔体(1)内，驱动轴(41)的上端与电机(19)的输出端同轴固连，驱动轴(41)的中部依次穿过位于上方的柱状套(17)和一号支撑格栅板(12)后再向下依次穿过位于下方的柱状套(17)和一号支撑格栅板(12)，且驱动轴(41)的中部与若干个二号轴承(18)的内圈相固连，驱动轴(41)的下端伸出于位于下方的一号支撑格栅板(12)外，每个柱状套(17)的上端均向上渐缩呈锥形口(20)，锥形口(20)上端的口径与驱动轴(41)的外径相同。
4.根据权利要求2所述的一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，其特征在于，每个组合式填料筒(6)的顶部均设有一个连接圆盘(21)，每个连接圆盘(21)均包括中心连接套(22)、一号外缘环(23)和若干个辐条板(24)，中心连接套(22)固定套设于驱动轴(41)的外壁上，一号外缘环(23)同轴固定设于对应的环形挡板(15)的顶部，若干个辐条板(24)沿一号外缘环(23)的圆周方向均匀分布，且每个辐条板(24)的两端均分布与一号外缘环(23)以及中心连接套(22)相连。
5.根据权利要求4所述的一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，其特征在于，每个一号外缘环(23)的顶部均成型有锥形环(25)，锥形环(25)向下倾斜的内环面和外环面分别朝向内筒(9)和环形筒(10)的开口。
6.根据权利要求3所述的一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，其特征在于，塔体(1)内固定设有一个位于一号填料区下方的二号支撑格栅板(26)，二号支撑格栅板(26)包括中心圆盘(27)、二号外缘环(28)和若干个沿中心圆盘(27)的圆周方向均匀分布的连接辐条(29)，二号外缘环(28)与塔体(1)的内壁固连，每个连接辐条(29)的两端均分别与中心圆盘(27)和二号外缘环(28)相连，中心圆盘(27)内嵌设有三号轴承(30)，负压扇(8)设于中心圆盘(27)的正下方，且负压扇(8)上固定设有一根向上与三号轴承(30)的内圈相连的连接轴(31)，变速机构设于中心圆盘(27)的顶部，且变速机构将驱动轴(41)和连接轴(31)传动相连。
7.根据权利要求6所述的一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，其特征在于，变速机构包括一号齿轮组和二号齿轮组，一号齿轮组包括一号齿轮(32)和二号齿轮(33)，二号齿轮组包括三号齿轮(34)和四号齿轮(35)，中心圆盘(27)的顶部轴接有一个竖直向上的从动轴(36)，一号齿轮(32)与驱动轴(41)同轴固连，二号齿轮(33)和三号齿轮(34)均与从动轴(36)同轴固连，四号齿轮(35)与连接轴(31)同轴固连，其中一号齿轮(32)与二号齿轮(33)相啮合，三号齿轮(34)与四号齿轮(35)相啮合，并且一号齿轮(32)的直径大于二号齿轮(33)的直径，三号齿轮(34)的直径大于四号齿轮(35)的直径，中心圆盘(27)的上固定设有一个将变速机构包覆的保护壳(37)。
8.根据权利要求1所述的一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，其特征在于，液体分布器包括一个与驱动轴(41)共轴线的环状配液盘(38)，驱动轴(41)穿过环状配液盘(38)的中心，环状配液盘(38)内为空心状，环状配液盘(38)的底部开设有若干个沿环状配液盘(38)的圆周方向均匀分布的出液口(39)，环状配液盘(38)的顶部与进水管(4)相连通。
9.根据权利要求1所述的一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔，其特征在于，塔体(1)的下端内设有曲形弯管(40)，曲形弯管(40)的两端分别从塔体(1)内穿出于塔体(1)外。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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