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CN108404699A - 一种气液混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种气液混合装置，以解决现有的装置效率低、运行压阻大、成本高的问题。装置包括：外围腔体、起泡板、起泡嘴和丝网垫；其中，所述外围腔体包括入口端和出口端，液体位于其内部；所述起泡板安装于所述外围腔体的内部并分隔开气体与液体；起泡嘴安装于起泡板上。气流从所述入口端流入所述外围腔体后，流经所述起泡板时，在起泡嘴上产生气泡并鼓入液体。液体侧内的丝网垫使得气泡与液体充分接触。本发明中的混合装置的气液接触效率高、水位低从而运行压阻小。

Description

一种气液混合装置
技术领域
本发明涉及气液混合技术领域，包括气体污染治理，烟气净化，废水曝气、给氧曝气、以及气液化学反应器等。
背景技术
随着工业的高速发展，有很多场合，比如废气、废水治理等等，需要气体与液体的混合以达到传热传质的目的。目前常用的一种方式就是鼓泡法，也就是在液体内鼓入气体产生气泡。然而传统的鼓泡法由于产生的气泡大，传质效率低下，通常需要增加液体高度，从而大大增加运行的阻力。
发明内容
本发明提供了一种混合装置，以解决现有的装置效率低、运行压阻大、成本高的问题。
混合装置包括：外围腔体、起泡板、起泡嘴和丝网垫；其中，所述外围腔体包括入口端和出口端，所述起泡板安装于所述外围腔体的内部，分隔气液两相，气体位于起泡板下方，液体位于起泡板上方；气体从入口端进入所述外围腔体，在起泡板下方通过起泡板上的起泡嘴产生气泡进入液体，并在腔体内部与液体发生混合，之后从出口端逸出；所述丝网垫填充于液体内部。
气流从所述入口端流入所述外围腔体后，流经所述起泡板时，在起泡嘴上产生气泡并鼓入液体。液体侧内的丝网垫使得气泡发生变形、破裂、合并、减速，从而气泡内气体与液体充分接触。
所述丝网垫由多根圆柱形或扁条形细丝编织而成；每根细丝的等效直径小于2毫米。
所述起泡板上设置多个孔洞，每个孔洞内安装一个起泡嘴用于产生气泡；起泡嘴为向液体侧的凸起，嘴中心为通孔，气流穿过通孔在液体侧产生气泡。所述起泡板除了起泡嘴位置的孔洞外也可以为多孔结构，气流穿过孔及起泡嘴同时在液体侧产生气泡。所述起泡板连带起泡嘴也可以完全替换为多孔结构，气流穿过孔在液体侧产生气泡。
本装置还可包括安装于起泡板之前的电场装置一。该电场装置有四方面作用：第一，使得气流携带活性基团，进入气泡后增强液体表面与气流的相互作用；第二，电场装置释放的活性基团可以氧化气流内的气体污染物从而达到净化的目的，或者通过氧化气体污染物使其变成更容易被液体吸收的物质；第三，气流内的微细颗粒污染物荷电之后，更容易在气泡内被液体表面吸附除去；第四，电场装置释放的活性基团可以对液体内的污染物进行处理，其中包括可以对脱硫、脱硝产生的物质进行进一步氧化改性。
本装置还可包括安装于丝网上的电场装置二。该电场装置有五方面作用：第一，使得气流携带活性基团，进入气泡后增强液体表面与气流的相互作用；第二，电场装置释放的活性基团可以氧化气流内的气体污染物从而达到净化的目的，或者通过氧化气体污染物使其变成更容易被液体吸收的物质；第三，气流内的微细颗粒污染物荷电之后，更容易在气泡内被液体表面吸附除去；第四，如果起泡板前已有电场装置一，则丝网上产生的电场可以促进已荷电的气泡与液体的相互作用；第五，电场装置释放的活性基团可以对液体内的污染物进行处理。
本装置还可包括安装于所述起泡板上的振动发生器，其产生振动使得起泡板上气泡产生更为均匀、顺利，同时还可以清洁起泡嘴。
本装置还可包括安装于丝网垫上的振动发生器，其产生振动使得丝网更好的切割、扰动气泡使其与液体进行混合。
本装置还可包括用于控制液体温度的冷却系统。该冷却系统一方面保证液体的蒸发量处于较低水平，另一方面利用冷液体可以使得气泡内的蒸气发生冷凝从而净化气流并回收水分。
本装置还可包括安装于腔体内的声波发生器，其产生声波振动使得起泡板上气泡产生更为均匀、顺利，同时还可以清洁起泡嘴。
本装置还可包括还包括添加于液体内的表面活性剂。
本装置还可包括添加于液体内的针对气体内污染物的吸附剂。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明的起泡借助了凸起的起泡嘴，相比于常用的平板筛孔，气泡脱离起泡嘴更容易，同时相邻两个起泡嘴产生的气泡更不易合并。保证气泡的尺寸不会过大。
气泡产生后在液体内与丝网垫作用发生变形、分裂、减速等，这些作用均使得气液有更好的接触。丝网垫与起泡嘴的配合保证了高效气液混合。
进一步的，本发明通过起泡板的振动，可以使得气泡更容易脱离起泡嘴。起泡板的振动同时还使得不同位置的起泡情况均匀，整体所需要的起泡阻力降低。
进一步的，本发明通过引入电场装置，进一步改善气液相互作用并可对污染物改性。
通过以上改进，本发明相比于传统的鼓泡法有显著的效能提升，而且可以处理含有多种污染物的气流从而用于包括脱硫、脱硝、除尘、脱汞、除甲醛、除VOC等等。
附图说明
图1是本发明实例一结构示意图。
图2是本发明实例二的结构示意图。
图3是本发明实例三的结构示意图。
其中，1-外围腔体、2-起泡板、3-起泡嘴、4-丝网垫、5-入口端、6-出口端、7-电场装置一、8-电场装置二、9-振动发生器一、10-声波发生器、11-振动发生器二。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
如图1所示，本发明提供了一种气液混合净化装置，以解决现有的装置效率低、运行压阻大、成本高的问题。
装置包括：外围腔体1、起泡板2、起泡嘴3和丝网垫4；其中，所述外围腔体1包括入口端5和出口端6，所述起泡板2安装于所述外围腔体1的内部，分隔气液两相，气体位于起泡板2下方，液体位于起泡板2上方；气体从入口端5进入所述外围腔体1，在起泡板2下方通过起泡板上的起泡嘴3产生气泡进入液体，并在腔体内部与液体发生混合，之后从出口端6逸出；所述丝网垫4填充于液体内部。液体侧内的丝网垫使得气泡发生变形、破裂、减速，从而气泡与液体充分接触。
实施例二：
进一步，如图2所示，本发明还可以增加安装于起泡板2之前的电场装置一7；和/或安装于丝网上的电场装置二8；和/或安装于所述起泡板2上的振动发生器一9；和/或安装于腔体内，朝向起泡板2作用的声波发生器10；和/或安装于丝网垫上的振动发生器二11；和/或用于控制液体温度的冷却系统12；和/或添加于液体内的表面活性剂；和/或添加于液体内的针对气体内污染物的吸附剂。
实施例三：
燃煤锅炉排放的燃烧污染物是我国污染的重要来源。在本实施例中，利用本发明开展气液混合，对燃烧产生的烟气进行净化。
参照图3，示出了本发明实施例的烟气气流(燃煤锅炉排放的燃烧污染物)流经丝网垫时的示意图。图3中，箭头表示气流。气流通过起泡板后，在起泡嘴上产生气泡进入水。在气泡穿越丝网垫的过程中，气泡内部的污染物被液体吸收。利用的液体为水。丝网的单根直径为0.3毫米。
由于高效的气液混合，污染物得到有效去除。通过实验测量，当液位高度仅为10厘米时，ph值为7时，即可实现将含二氧化硫为400毫克/立方米的烟气净化至低于10毫克/立方米(国家排放标准为重点地区200毫克/立方米)。此外，对于微细颗粒物PM1(小于1微米的颗粒物)的去除效率达到50％以上。以上针对二氧化硫及颗粒物的净化效率都是传统鼓泡法难以实现的。
以上对本发明所提供的一种气液混合装置在烟气处理领域的应用进行了介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；其内容不应理解为对本发明的限制。本发明中表示位置关系的用语，如“上”“下”“前”“后”等，仅表示相对位置，并不对方位进行具体限定。

Claims (13)

1.一种气液混合装置，其特征在于，包括：外围腔体(1)、起泡板(2)、起泡嘴(3)和丝网垫(4)；
其中，所述外围腔体(1)包括入口端(5)和出口端(6)，所述起泡板(2)安装于所述外围腔体(1)的内部，分隔气液两相，也即气体位于起泡板(2)下方，液体位于起泡板(2)上方；气体从入口端(5)进入所述外围腔体(1)，在起泡板(2)下方通过起泡板(2)上的起泡嘴(3)产生气泡进入液体，并在外围腔体(1)内部与液体发生混合，之后从出口端(6)逸出；所述丝网垫(4)填充于液体内部。
2.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，所述丝网垫(4)由多根圆柱形或扁条形细丝编织而成；每根细丝的等效直径小于2毫米。
3.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，所述起泡板(2)上设置多个孔洞，每个孔洞内安装一个起泡嘴(3)用于产生气泡；起泡嘴(3)为向液体侧的凸起，嘴中心为通孔，气流穿过通孔在液体侧产生气泡。
4.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，还包括：安装于起泡板(2)之前的电场装置一(7)。
5.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，还包括：安装于丝网垫(4)上的电场装置二(8)。
6.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，还包括：安装于所述起泡板(2)上的振动发生器一(9)。
7.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，还包括：安装于腔体内，朝向起泡板(2)作用的声波发生器(10)。
8.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，还包括：安装于丝网垫(4)上的振动发生器二(11)。
9.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，所述起泡板(2)替换为多孔结构即除了起泡嘴(3)以外还有其余的孔，气流穿过起泡嘴(3)及起泡板上的孔共同在液体侧产生气泡。
10.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，具有起泡嘴(3)的起泡板(2)全部替换为多孔结构，气流穿过多孔结构的孔在液体侧产生气泡。
11.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，还包括：用于控制液体温度的冷却系统(12)。
12.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，还包括：添加于液体内的表面活性剂。
13.根据权利要求1所述的气液混合装置，其特征在于，还包括：添加于液体内的针对气体内污染物的吸附剂。
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