CN203577602U - 应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，其包括雾化喷嘴、文丘里管混合器、筒体和椎体，所述文丘里管混合器竖直设置，文丘里管混合器的上部进气口端与烟气管路相连，用于雾化碱液的所述雾化喷嘴安装于文丘里管混合器上部进气口前的烟气管路中心位置，所述文丘里管混合器的下部设置于所述筒体内并位于筒体的中心位置，所述筒体上端封闭，筒体的上部设有出气口，筒体的下端与所述椎体相连。

Description

应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔

技术领域

本实用新型属于烟气处理环保设备领域，具体涉及一种应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，主要应用于农药包装废弃物焚烧处理过程产生的含有酸性气体的烟气去除，可用于已有焚烧设备改造及新建焚烧设备的烟气处理。

背景技术

在目前国内产生的大量农药包装废弃物需要进行无害化处理，其中焚烧处理是较为有效的处理方法，对于焚烧产生的烟气中HCl、SO₂、NO_X、P₂O₅等污染物需要有效的去除，避免尾气造成的二次污染，目前国内已有的技术没有专门针对农药包装废弃物焚烧后烟气的净化装备。烟气的脱酸中和主要有湿法和半干法两种方式，其中湿法脱酸技术技术开发早，应用广泛，技术较为成熟，主要通过碱液喷淋洗涤烟气，但是湿法脱酸存在生成喷淋后的污水需要再次处理等二次污染问题，在污染物的减量化上并不理想。近年来半干法脱酸技术逐渐兴起，即通过将碱液雾化后，喷入高温烟气中，在中和烟气中的酸性气体的同时，碱液中的水分被烟气加热蒸发，反应后产生无机盐结晶析出，再分离去除，该方法解决了湿法脱酸会产生污水需要二次处理的问题。但是，目前国内半干法脱酸塔大都采用塔内直接喷雾的方式，碱液与烟气的接触面积小，混合效果差，烟气脱酸效率不高，而农药包装袋焚烧产生的烟气中含有大量的酸性气体，成分复杂，危害性大，需要一种专门的针对性的烟气净化脱酸设备。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种半干法中和塔，开发出一种高效的而又不产生二次污染的烟气脱酸设备，专门解决农药包装废弃物焚烧烟气的净化处理问题。

本实用新型的目的可以通过以下措施达到：

一种应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，其包括雾化喷嘴、文丘里管混合器、筒体和椎体，所述文丘里管混合器竖直设置，文丘里管混合器的上部进气口端与烟气管路相连，用于雾化碱液的所述雾化喷嘴安装于文丘里管混合器上部进气口前的烟气管路中心位置，所述文丘里管混合器的下部设置于所述筒体内并位于筒体的中心位置，所述筒体上端封闭，筒体的上部设有出气口，筒体的下端与所述椎体相连。

本设备可分为进气混合段和旋风分离段，其中雾化喷嘴和文丘里管混合器属于进气混合段，筒体和椎体属于旋风分离段。进气混合段和旋风分离段之间采用法兰、焊接或其他方式连接。

进气混合段的雾化喷嘴可通过法兰与烟气管路或文丘里管混合器固定连接。雾化喷嘴为双介质喷嘴，其入口分别与雾化介质管和碱液输送管相连。雾化喷嘴以压缩空气或高压蒸汽为雾化介质，碱液喷嘴通过法兰连接安装在文丘里管之前（按烟气流动方向），经喷嘴雾化的碱液高速喷入文丘里管，为文丘里管内的气液混合提供部分动力，大大减少烟气的压力损失，碱液喷嘴材质可采用316L不锈钢。

雾化喷嘴（1）的喷嘴管直径D_y（mm）按下式计算：

$D_z=18.8\×\sqrt{\frac{Q_z}{{\mathrm{\ρ}}_z{v}_z}}---\left(\mathrm{III}\right)$

Q_z－碱液流量，kg/h,

Ρ_z－碱液的密度；

v_z－碱液流速；

雾化喷嘴（1）喷出的雾化半径r（mm）按下式计算：

$r=\frac{0.209}{\mathrm{\ρ\Δi}}\×{10}^6---\left(\mathrm{IV}\right)$

ρ－膨胀终了时雾化剂密度，m³/kg；

Δi－膨胀终前后雾化剂比能降落，Δi＝i₁-i₂，KJ/kg。

文丘里管混合器置于筒体上方，烟气与雾化碱液在文丘里管混合器内剧烈混合，烟气中的酸性气体与碱液发生中和反应生成无机盐，碱液中的水分被高温烟气加热完全气化，无机盐结晶析出形成盐粉与气流共同流动，文丘里管混合器材质为316不锈钢。

文丘里管混合器（2）的管径Dy（mm）按下式计算：

$D_y=18.8\×\sqrt{\frac{Q_y}{v}}---\left(I\right)$

Qy－烟气及雾化气体通过管段的实际流量，m³/h，

v－烟气及雾化气体通过管段的流速，m/s；

所述文丘里管混合器（2）的阻力Py（Pa）按下式计算：

Py=0.6×10^-4v_r ²L   （II）

v_r－烟气及雾化气体通过喉管的流速，m/s，

L－液气体积比，1/m³。

筒体为圆筒体结构，其筒内直径大于所述文丘里管混合器下端面的直径。椎体为上端面面积大于下端面面积的中空圆锥台结构。在所述筒体和/或椎体的外部设有支撑架。旋风分离段采用316不锈钢制作，主要由筒体、椎体、出气口、支撑架组成。含有无机盐的气流从切线进口进入筒体，气流沿外壁向下旋转运动，到达椎体底部后向上旋转，最后经排出管流出，无机盐粉在离心力的作用下移向外壁后，沿着壁面下落，进入集灰斗。

筒体（4）进口的流速vi(m/s)按下式计算：

$\mathrm{vi}=\sqrt{2\mathrm{\Δ\ρ}}/\sqrt{\mathrm{\ϵ\ρ}}---\left(V\right)$

Δp－允许压降，Pa，

ρ－烟气密度，kg/m^3，

ε－阻力系数，

筒体（4）进口截面积A(m²)按下式计算：

A=Qy/3600vi   （VI）

筒体直径D（m）按下式计算：

$D=2.22\sqrt{A}---\left(\mathrm{VII}\right).$

本实用新型融合高效雾化双介质喷嘴、文丘里管混合器、旋风分离器技术，研制开发出半干法中和塔。该设备的工作原理为：首先，利用高效的雾化喷嘴，以压缩空气或高压蒸汽为动力，通过喷嘴将碱液雾化为5～50μm的微小液滴后喷入文丘里管混合器，烟气与雾化后的碱液在文丘里管剧烈混合，并充分利用了高速喷射碱液的动力，烟气中的酸性气体与碱液发生中和反应生成无机盐，碱液中的水分同时被高温烟气加热蒸发，反应生成的无机盐结晶析出并通过旋风分离器与烟气分离，从而实现既去除烟气中酸性气体又不产生污水的目的。

本实用新型的有益效果：本实用新型充分采用文丘里管气水混合原理，达到气水的高度混合，又利用压缩空气作为雾化碱液的动力，解决了文丘里除尘器烟气压头损失大的缺点，比常规的文丘里管压头损失减少50%以上，大大降低了烟气风机的能耗；另一方面，碱液经压缩空气雾化后形成的微小液滴与烟气的接触面积大，碱液中的碱性物质与烟气中的酸性气体得到充分的反应，碱液中水分吸热后迅速蒸发，防止水分蒸发不完全形成污水，兼有湿法除尘效率高和干法除尘无污水产生的优点，同时，由于水分蒸发可以降低烟气温度，可以通过控制碱液的浓度及碱液流量，控制烟气排放的温度，是一种高效、节能、环保、自动化的焚烧尾气处理的设备。

附图说明

图1是本实用新型设备的结构示意图。

图中，1－雾化喷嘴；2－文丘里管混合器；3－出气口；4－筒体；5－椎体；6－支撑架。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的内容做进一步说明。

如图1所示，本应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔包括雾化喷嘴1、文丘里管混合器2、筒体4、椎体5和支撑架6。其中雾化喷嘴1和文丘里管混合器2为进气混合段，筒体4、出气口3、椎体5和支撑架6为旋风分离段。

文丘里管混合器2竖直设置，文丘里管混合器的上部进气口端与烟气管路相连，用于雾化碱液的雾化喷嘴1安装于文丘里管混合器上部进气口前的烟气管路中心位置，其通过法兰连接在烟气管路上，雾化喷嘴1接压缩空气及碱液，喷嘴可拆卸，喷嘴前有调节阀，可调节喷嘴流量。

文丘里管混合器2的下部设置于筒体4内并位于筒体的中心位置，所述筒体4上端封闭，筒体4的上部设有出气口3，筒体的下端与所述椎体5相连。筒体4为圆筒体结构，其筒内直径大于所述文丘里管混合器下端面的直径。椎体5为上端面面积大于下端面面积的中空圆锥台结构。在所述筒体和/或椎体的外部设有支撑架6。

本设备对材料要求主要是耐高温及防腐蚀；碱液喷嘴对机械加工精度及装配精度要求也相对很高。根据以上要求，在选材方面：雾化喷嘴，文丘里管混合器，筒体，椎体等采用316不锈钢。在机械加工方面，碱液喷嘴采用加工精度较高且可靠的数控加工设备来进行加工；其余部分采用普通冷焊装配；在设备装配方面，选用熟练技术装配工进行装配

本设备的使用过程如下：碱液喷嘴采用双介质喷嘴，以压缩空气或高压蒸汽为雾化介质，经喷嘴雾化的碱液高速喷入文丘里管，为文丘里管内的气液混合提供部分动力，烟气与雾化碱液在文丘里管混合器内剧烈混合，烟气中的酸性气体与碱液发生中和反应生成无机盐，碱液中的水分被高温烟气加热完全气化，无机盐结晶析出形成盐粉与气流共同流动。含有无机盐的气流从切线进口进入筒体，气流沿外壁向下旋转运动，到达椎体底部后向上旋转，最后经排出管流出，无机盐粉在离心力的作用下移向外壁后，沿着壁面下落，进入椎体之下的集灰斗。

Claims (9)

1.一种应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，其特征在于其包括雾化喷嘴（1）、文丘里管混合器（2）、筒体（4）和椎体（5），所述文丘里管混合器（2）竖直设置，文丘里管混合器（2）的上部进气口端与烟气管路相连，用于雾化碱液的所述雾化喷嘴（1）安装于文丘里管混合器（2）上部进气口前的烟气管路中心位置，所述文丘里管混合器（2）的下部设置于所述筒体（4）内并位于筒体（4）的中心位置，所述筒体（4）上端封闭，筒体（4）的上部设有出气口，筒体（4）的下端与所述椎体（5）相连。 

2.根据权利要求1所述的应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，其特征在于所述雾化喷嘴（1）通过法兰与烟气管路或文丘里管混合器（2）固定连接。 

3.根据权利要求1所述的应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，其特征在于所述雾化喷嘴（1）为双介质喷嘴，其入口分别与雾化介质管和碱液输送管相连。 

4.根据权利要求1所述的应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，其特征在于所述筒体（4）为圆筒体结构，其筒内直径大于所述文丘里管混合器（2）下端面的直径。 

5.根据权利要求1所述的应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，其特征在于所述椎体（5）为上端面面积大于下端面面积的中空圆锥台结构。 

6.根据权利要求1所述的应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，其特征在于在所述筒体（4）和/或椎体（5）的外部设有支撑架（6）。 

7.根据权利要求1所述的应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，其特征在于所述文丘里管混合器（2）的管径Dy，mm，按下式计算： 

Qy－烟气及雾化气体通过管段的实际流量，m³/h， 

v－烟气及雾化气体通过管段的流速，m/s； 

所述文丘里管混合器（2）的阻力Py，Pa，按下式计算： 

Py=0.6×10^-4v_r ²L   （II） 

v_r－烟气及雾化气体通过喉管的流速，m/s， 

L－液气体积比，l/m³。 

8.根据权利要求1所述的应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，其特征在于所述雾化喷嘴（1）的喷嘴管直径D_y，mm，按下式计算： 

Q_z－碱液流量，kg/h, 

Ρ_z－碱液的密度； 

v_z－碱液流速； 

雾化喷嘴（1）喷出的雾化半径r，mm，按下式计算： 

ρ－膨胀终了时雾化剂密度，m³/kg； 

Δi－膨胀终前后雾化剂比能降落，Δi＝i₁-i₂，KJ/kg。 

9.根据权利要求1所述的应用于农药包装废弃物焚烧尾气处理的半干法中和塔，其特征在于所述筒体（4）进口的流速vi，m/s，按下式计算： 

Δp－允许压降，Pa， 

ρ－烟气密度，kg/m³， 

ε－阻力系数， 

筒体（4）进口截面积A，m²，按下式计算： 

A=Qy/3600vi   （VI） 

筒体直径D，m，按下式计算： 

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