CN204352703U - 用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，包括文丘里洗涤装置、收集罐和套接在所述文丘里洗涤装置的壳体外部的夹套冷却装置；所述夹套冷却装置用于通过冷却循环水；其中，所述文丘里洗涤装置包括文式管和位于文式管上部的文丘里洗涤喷淋装置以及位于文式管下部的二次喷淋装置；所述文丘里洗涤装置的底部通过连接管道与所述收集罐连通；所述收集罐用于收集冷却除尘分离后气液混合物。该用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，设备结构简单，容易维护。不仅可以对纳米粉体进行充分降温净化，降低设备堵塞的可能，而且除尘净化效果显著。

Description

用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置

技术领域

本实用新型涉及无机精细化工工艺处理设备技术领域，尤其涉及用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置。

背景技术

在无机精细化工工艺领域中，通过金属氯化物高温水解合成的气相法纳米粉体比较典型的有：气相法二氧化硅、气相法二氧化钛，其中气相法二氧化硅广泛应用于硅橡胶、胶粘剂等产品领域；气相法二氧化钛作为一种高效、无毒的光催化剂，在环保领域中其抗菌剂被广泛的应用。

通过金属氯化物合成的气相法纳米粉体在气相燃烧制备过程中产生了大量HCl气体(酸性气体)，由于纳米粉体的特殊性，即使通过流化床、旋风除尘器等设备后，合成尾气中除了含有大量的HC1气体外，还会含有很多气相法纳米粉体。因此，如何脱除尾气中的纳米粉体成为气相法合成纳米粉体的制备过程中一个非常难以解决的问题。

在化工生产中脱除尾气中的固体颗粒装置一直很受人们的重视，比较常见的有气固分离、液固分离，由于纳米粉体属于比表面积大、密度小的纳米级粉体，其常规除尘设备的除尘效果一直不好，被尾气携带进入后续的湿法除尘工序是不可避免的，而且这种含有纳米粉体的尾气不但温度高，还含有氯化氢气体；氯化氢气体其在湿法除尘中腐蚀性很强，常常会侵蚀除尘设备。

一直以来，湿法除尘冷却技术就仅仅局限于尾气脱硫、锅炉烟道除尘等等，虽然除尘器的形式各种各样，主要包括有填料塔、板式塔、文丘里塔等各种湿式除尘器；但是一直没有一种适合脱除高温腐蚀性气体中的纳米粉体的装置。其中，填料塔、板式塔在处理这种尾气过程中极易堵塔，而且其冷却只能通过喷淋的液体进行，不利于连续性生产，文丘里除尘塔克服了堵塔的这种缺点，但是其冷却性能与填料塔、板式塔一样，不能有效的降低尾气的温度，这些除尘器冷却后塔内循环液的温度可达到80-90℃，如此高温不但对湿式除尘器的设备及与其相连的管道材质要求变高，而且对后续的氯化氢吸收制取盐酸也产生了很大的副作用，致使其氯化氢溶解度变低严重影响了盐酸的浓度，这种现象在夏季尤为严重。

因此，如何克服现有技术中的除尘设备的上述技术缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术的不足，提供一种除纳米粉体性能好、降温性能佳、效率高、能耗低、成本低、设备使用年限长的气相法纳米粉体高效除尘冷却装置。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

本实用新型提供一种用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，

包括文丘里洗涤装置(2)、收集罐(7)和套接在所述文丘里洗涤装置(2)的壳体外部的夹套冷却装置(1)；所述夹套冷却装置(1)用于通过冷却循环水；

其中，所述文丘里洗涤装置(2)包括文式管和位于文式管上部的文丘里洗涤喷淋装置(4)以及位于文式管下部的二次喷淋装置(6)；所述文丘里洗涤装置(2)的底部通过连接管道与所述收集罐(7)连通；

所述收集罐(7)用于收集冷却除尘分离后气液混合物。

优选的，作为一种可实施方式，所述夹套冷却装置(1)内沿所述文丘里洗涤装置(2)的壳体外壁自上而下依次设置有多个导流板(3)。

优选的，作为一种可实施方式，所述文式管包括依次连通的入口段、收缩段、喉管和扩散段；所述入口段、所述收缩段、所述喉管和所述扩散段依次连通。

优选的，作为一种可实施方式，所述文丘里洗涤喷淋装置(4)包括喷液管道和设置在所述喷液管道中间的喷淋头。

优选的，作为一种可实施方式，所述二次喷淋装置(6)包括喷液管道和设置在所述喷液管道上的多个喷淋头；多个喷淋头中一个位于所述文丘里洗涤装置(2)的中间，其余多个喷淋头均匀间隔沿圆周方向分布在中间的喷淋头周围。

优选的，作为一种可实施方式，所述二次喷淋装置(6)中的喷淋头为螺旋式四氟喷头。

优选的，作为一种可实施方式，所述文丘里洗涤装置(2)的壳体的顶部中间位置处设置有含纳米粉体尾气进口(C)；所述文丘里洗涤装置的壳体的底部侧壁上还设置有尾气出口(D)。

优选的，作为一种可实施方式，所述文丘里洗涤装置的壳体的顶部边缘位置处分别设置有洗涤口(A)和洗涤口(B)。

优选的，作为一种可实施方式，所述文丘里洗涤装置(2)的壳体的中部侧壁上还设有人孔。

优选的，作为一种可实施方式，所述用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置结构中的所述夹套冷却装置(1)、所述文丘里洗涤装置(2)、所述收集罐(7)均为铜质结构件。

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：

本实用新型提供了一种用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，分析上述用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置的结构可知：用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置主要由文丘里洗涤装置、收集罐和套接在所述文丘里洗涤装置的壳体外部的夹套冷却装置等结构组成；在具体的结构中：其中的夹套冷却装置内装有冷却液(例如冷却水)，并通过循环的冷却水对夹套冷却装置内套接的文丘里洗涤装置实施冷却降温。通过循环水的冷却可使喷淋塔内的温度由降至较低的温度范围。同时文丘里洗涤装置分为上下两层，上层文丘里洗涤喷淋装置，下层是二次喷淋装置，上层文丘里洗涤喷淋装置实施喷淋后可形成一层水膜，使气固相与液相充分混合，这样可以保证尾气中的固体被均匀有效的润湿，润湿后的纳米粉体变成大颗粒的固体，在二级喷淋过程中(即二次喷淋装置实施后)能很好的被喷淋捕集下来流入除尘器下部的收集罐内。

综上所述，本实用新型实施例提供的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，不仅可以使纳米粉体尾气充分降温净化，而且将净化后的尾气更清洁达到了排放标准；具体通过文丘里喷淋装置和二次喷淋装置可促进液体混合作用，增加了气液接触表面，提高了传质效率，大幅改善了除尘效果，降低了设备堵塞的可能性。且高效冷却除尘装置具有高耐磨、高寿命和防腐蚀的优点，又具有连续使用的可靠性。

因此，本实用新型实施例中高效除尘冷却装置，充分体现了一塔多效的除尘冷却器的强大功能，除尘净化效果显著，尤其对所用原料是金属卤化物(以氯化物为主)，且在一定温度下，以气态参与化学反应合成纳米粉体的尾气处理效果明显。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置的结构剖面示意图；

图中：

1-夹套冷却装置；2-文丘里洗涤装置；3-导流板；4-文丘里洗涤喷淋装置；5-喉管；6-二次喷淋装置；7-收集罐；A-洗涤口；B-洗涤口；C-尾气进口；D-尾气出口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，包括文丘里洗涤装置2、收集罐7和套接在所述文丘里洗涤装置2的壳体外部的夹套冷却装置1；所述夹套冷却装置1用于通过冷却循环水；

其具有如下位置关系和连接方式和具体构造：其中，所述文丘里洗涤装置2包括文式管和位于文式管上部的文丘里洗涤喷淋装置4以及位于文式管下部的二次喷淋装置6；所述文丘里洗涤装置的底部通过连接管道与所述收集罐7连通；所述收集罐7用于收集冷却除尘分离后气液混合物。

其中，所述夹套冷却装置内沿所述文丘里洗涤装置的壳体外壁自上而下依次设置有多个导流板3。与此同时，其中的夹套冷却装置内装有冷却液(例如冷却水)，并通过循环的冷却水对夹套冷却装置内套接的文丘里洗涤装置实施冷却降温。导流板的布置可以增加循环冷却水的行程，增加其雾化效果，并保证循环水充分地对文丘里洗涤装置实施冷却作用。

在具体连接结构中，所述文丘里洗涤装置2的壳体的顶部中间位置处设置有含纳米粉体尾气进口C，所述文丘里洗涤装置2的壳体的底部侧壁还设置有尾气出口D。所述文丘里洗涤装置2的壳体的顶部边缘位置处分别设置有洗涤口A和洗涤口B。除尘器顶部还设有两个洗涤口A、B，用于冲洗塔内挂在器壁上的设备。

分析上述用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置的具体结构可知：其中的夹套冷却装置内装有冷却液(例如冷却水)，并通过循环的冷却水对夹套冷却装置内套接的文丘里洗涤装置实施冷却降温。通过循环水的冷却可使喷淋塔内的温度由80-90℃降至40℃左右。同时文丘里洗涤装置分为上下两层，上层文丘里洗涤喷淋装置，下层是二次喷淋装置，上层文丘里洗涤喷淋装置实施喷淋后可形成一层水膜，使气固相与液相充分混合，这样可以保证尾气中的固体被均匀有效的润湿，润湿后的纳米粉体变成大颗粒的固体，在二级喷淋过程中(即二次喷淋装置实施后)能很好的被喷淋捕集下来流入除尘器下部的收集罐内。

本实用新型实施例提供的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置可实施除尘、净化、分离、降温等处理的操作。当含纳米粉体尾气经过文丘里洗涤装置2的壳体的顶部中间位置处设置有含纳米粉体尾气进口C进入后，要先后进入文丘里洗涤喷淋装置4以及位于文式管下部的二次喷淋装置6，经一次洗涤液洗涤后，进入下部文式管气流中的灰尘被散发到内壁上并接触内壁接受降温，在充分接触降温后再经过二次洗涤，然后尾气从设备底部的尾气出口D排出；经过洗涤净化后的液体进入收集罐7。所述收集罐7用于收集冷却除尘分离后气液混合物，另外固体废渣定期排放。

经研究发现，通过本实用新型提供的气相法纳米粉体高效除尘冷却装置，可使得气相法纳米粉体的尾气的除尘率达到99.9％，温度降低至40℃左右。

下面对本实用新型实施例提供的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置的具体结构做一下详细说明：

其中，所述文丘里洗涤喷淋装置4(即喷淋式文丘里洗涤器)包括喷液管道和设置在所述喷液管道中间的喷淋头。

所述二次喷淋装置6包括喷液管道和设置在所述喷液管道上的多个喷淋头；多个喷淋头中一个位于所述文丘里洗涤装置的中间，其余多个喷淋头均匀间隔沿圆周方向分布在中间的喷淋头周围。

具体地，所述二次喷淋装置6中的喷淋头为螺旋式四氟喷头。

需要说明的是，文丘里洗涤装置2、文式管、二次喷淋装置6和收集罐7自上而下依次设置并贯通；具体结构中：所述文丘里洗涤装置2用于喷出雾化洗涤液并与尾气气体进行充分混合，并向文式管引入；所述文式管对于涤液与尾气的汽液混合物，充分接触混合传质再进入收集罐7进行收集，以及将清洁后尾气排出；其中文丘里洗涤喷淋装置4、二次喷淋装置6中多个喷淋头均匀分布，可以确保更好地实施喷淋效果，喷淋后洗涤液可表面流动形成液膜，对经尾气气体实施气液均匀混合。同时这种分布方式构造可以处理大气体量的尾气处理，并可保证塔内的喷淋密度。

作为一种优选实施方式，上述文式管包括依次连通的入口段、收缩段、喉管和扩散段。

在具体结构中，所述文丘里洗涤喷淋装置为喷射式文丘里洗涤器。其中该结构最为重要的部件是文式管：所述文式管包括依次连通的入口段、收缩段、喉管(即喉道)和扩散段。需要说明的是，文丘里洗涤器(喷射式文丘里洗涤器)是进行气体除尘洗涤最经济的方法之一。文丘里洗涤器将洗涤液雾化成细小液滴，由于气体与液滴间的相对速度很高，所以捕集效率也很高。文丘里洗涤器仅需要很少的保养和维护。文式管的原理就是把气流空腔由粗变细，以加快气体流速，经过喉管处气流速度最快，随后进入扩撒段这时气体量大量富集然后扩散，可充分地对引入的洗涤液进行接触混合。这就明显提升了雾化状的洗涤液液滴对纳米粉体尾气的捕集作用。另外，其捕集作用的大小还与文式管的收缩段和扩散管等的形状，通径及其相应位置和气源压力大小等诸多因素有关，对此本实用新型实施例不再一一赘述。另外，装置中文丘里洗涤喷淋装置4中，喉管5的设计尤为关键，要根据气量计算出精确的喉管尺寸及渐缩段和扩大段的尺寸。

经过研究发现，文丘里洗涤器可广泛用于，石油、化工、冶金、电力等行业大管径流体的控制与计量。其具有如下技术优势：(1)对流体产生的阻力小，约150Pa因此能耗低。(2)使用范围宽，一般气体、烟气、含杂质较多的高炉煤气等，长期使用不发生堵塞现象。(3)安装方便，便于长期维护。

其中，作为一种可实施方式，所述文丘里洗涤装置2的壳体的中部侧壁上还设有人孔。

另外，所述壳体的内壁还设置有耐磨耐腐蚀层。

另外，所述用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置结构中的所述夹套冷却装置1、所述文丘里洗涤装置2、所述收集罐7均为铜质结构件。

需要说明的是，壳体内壁涂有耐磨耐腐蚀层，纳米粉体尾气中含有大量HCI等酸性气体，对壳体内壁有腐蚀性，壳体内部增加耐磨耐腐蚀层后，有助于提高设备的使用寿命。另外，高效除尘冷却装置由金属铜制成，解决了其他材料不能同时耐高温耐腐蚀的性能，同时解决了其他耐蚀材料导热性差的缺点，并且通过此设备的降温效果降低了连接管件的级别，大大的节约了成本。

综上所述，本实用新型实施例提供的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，不仅可以使纳米粉体尾气充分降温净化，而且将净化后的尾气更清洁达到了排放标准；具体通过文丘里喷淋装置和二次喷淋装置可促进液体混合作用，增加了气液接触表面，提高了传质效率，大幅改善了除尘效果，降低了设备堵塞的可能性。且高效冷却除尘装置具有高耐磨、高寿命和防腐蚀的优点，又具有连续使用的可靠性。因此，本实用新型实施例中高效除尘冷却装置，充分体现了一塔多效的除尘冷却器的强大功能，除尘净化效果显著，尤其对所用原料是金属卤化物(以氯化物为主)，且在一定温度下，以气态参与化学反应合成纳米粉体的尾气处理效果明显。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，其特征在于，

包括文丘里洗涤装置(2)、收集罐(7)和套接在所述文丘里洗涤装置(2)的壳体外部的夹套冷却装置(1)；所述夹套冷却装置(1)用于通过冷却循环水；

其中，所述文丘里洗涤装置(2)包括文式管和位于文式管上部的文丘里洗涤喷淋装置(4)以及位于文式管下部的二次喷淋装置(6)；所述文丘里洗涤装置(2)的底部通过连接管道与所述收集罐(7)连通；

所述收集罐(7)用于收集冷却除尘分离后气液混合物。

2.如权利要求1所述的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，其特征在于，

所述夹套冷却装置(1)内沿所述文丘里洗涤装置(2)的壳体外壁自上而下依次设置有多个导流板(3)。

3.如权利要求1所述的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，其特征在于，

所述文式管包括依次连通的入口段、收缩段、喉管和扩散段；所述入口段、所述收缩段、所述喉管和所述扩散段依次连通。

4.如权利要求1所述的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，其特征在于，

所述文丘里洗涤喷淋装置(4)包括喷液管道和设置在所述喷液管道中间的喷淋头。

5.如权利要求1所述的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，其特征在于，

所述二次喷淋装置(6)包括喷液管道和设置在所述喷液管道上的多个喷淋头；多个喷淋头中一个位于所述文丘里洗涤装置(2)的中间，其余多个喷淋头均匀间隔沿圆周方向分布在中间的喷淋头周围。

6.如权利要求5所述的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，其特征在于，

所述二次喷淋装置(6)中的喷淋头为螺旋式四氟喷头。

7.如权利要求1所述的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，其特征在于，

所述文丘里洗涤装置(2)的壳体的顶部中间位置处设置有含纳米粉体尾气进口(C)；所述文丘里洗涤装置的壳体的底部侧壁上还设置有尾气出口(D)。

8.如权利要求7所述的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，其特征在于，

所述文丘里洗涤装置的壳体的顶部边缘位置处分别设置有洗涤口(A)和洗涤口(B)。

9.如权利要求1所述的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，其特征在于，

所述文丘里洗涤装置(2)的壳体的中部侧壁上还设有人孔。

10.如权利要求1所述的用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置，其特征在于，

所述用于纳米粉体行业的高效冷却除尘装置结构中的所述夹套冷却装置(1)、所述文丘里洗涤装置(2)、所述收集罐(7)均为铜质结构件。