[發明專利]一種利用爆氣方式凈化工業氣體系統及方法

有效

• 申請號: 202011462833.1
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112642237B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 高國才;孫質彬
• 申請（專利權）人: 北京金熔節能環保科技有限公司
• 主分類號: B01D47/02
• 分類號: B01D47/02;B01D53/14;B01D53/18;B01D53/78;B01D53/50;B01D53/56;B01D53/58;B01D53/70;B01D36/04
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1.一種利用爆氣方式凈化工業氣體系統，其特征在于，包括：爆氣凈化單元(1)、液-污分離單元(2)、液質監控單元(3)和氣熱回收單元(4)；

所述的爆氣凈化單元(1)由進氣管(1-1)、艙體(1-2)、排氣管(1-3)、過渡倉(1-4)、捕滴器(1-5)、冷凝器(1-6)、脫水倉(1-7)、儲氣倉(1-8)、爆氣倉(1-9)、噴嘴(1-10)、造泡器(1-11)、沉降倉(1-12)、錐體(1-13)、排污管(1-14)和截閥(1-15)組成；所述進氣管(1-1)為90°彎管形狀，其垂直于水平面部分位于艙體(1-2)中心位置，進氣管(1-1)上端與艙體(1-2)頂部連接，進氣管(1-1)內為儲氣倉(1-8)；所述進氣管(1-1)與艙體(1-2)之間形成一個環形空間，環形空間下1/3空間為沉降倉(1-12)；環形空間中1/3空間為爆氣倉(1-9)；環形空間上1/3空間內設有脫水倉(1-7)、冷凝器(1-6)、捕滴器(1-5)和過渡倉(1-4)；所述冷凝器(1-6)設在脫水倉(1-7)中部；所述捕滴器(1-5)位于脫水倉(1-7)之上；所述過渡倉(1-4)位于捕滴器(1-5)之上；所述排氣管(1-3)位于艙體(1-2)頂端，并與過渡倉(1-4)相通；所述錐體(1-13)位于艙體(1-2)底部中心位置；所述造泡器(1-11)位于進氣管(1-1)和錐體(1-13)之間的中心位置，其高度在艙體(1-2)內高1/3位置；所述排污管(1-14)位于艙體(1-2)底端，并與沉降倉(1-12)相通；所述截閥(1-15)與排污管(1-14)連接；所述噴嘴(1-10)位于造泡器(1-11)上方與冷凝器(1-16)連接；

所述的液-污分離單元(2)由污水泵(2-1)、過濾倉(2-2)、濾料(2-3)、排水口(2-4)、集水井(2-5)、提升泵(2-6)、清水池(2-7)、供水泵(2-8)和上水管(2-9)組成；所述污水泵(2-1)通過排污管(1-14)與截閥(1-15)連接，排污管(1-14)與過濾倉(2-2)相通；所述濾料(2-3)位于過濾倉(2-2)內，過濾倉(2-2)左下側設有排水口(2-4)；所述集水井(2-5)位于過濾倉(2-2)一側，提升泵(2-6)位于集水井(2-5)內；所述清水池(2-7)位于集水井(2-5)一側，供水泵(2-8)位于清水池(2-7)上方；所述上水管(2-9)一端與供水泵(2-8)連接，另一端與冷凝器(1-6)連接；所述濾料(2-3)選用高爐渣、鋼渣和粉煤渣；高爐渣：經過水淬處理的高爐渣，其性質分為堿性渣、中性渣和酸性渣，透孔率在90％以上，玻璃相在90％以上，粒度直徑在1-4mm之間，成分CaO38-45、SiO₂30-45、Al₂O₃8-17；鋼渣：經過水悶處理的鋼渣，其性質分為堿性渣和酸性渣，玻璃相在90％以上，透孔率在85％以上，粒度直徑1-20mm之間，成分CaO20-55、SiO₂8-35、Al₂O₃1-17；粉煤灰：其性質分為堿性渣，透孔率在90％以上，粒度直徑1-3mm之間，成分為CaO1.5-5.5、SiO₂43-56、Al₂O₃20-32；根據有害污水的酸堿性選用不同的酸堿性的高爐渣、鋼渣和粉煤灰渣作為濾料；

所述的液質監控單元(3)由輸液管(3-1)、取樣管(3-2)、輸液泵(3-3)、分析儀(3-4)、連接管(3-5)、藥液罐(3-6)和信號線(3-7)組成；所述輸液管(3-1)分別與上水管(2-9)和輸液泵(3-3)連接；所述連接管(3-5)分別與輸液泵(3-3)和藥液罐(3-6)連接；所述取樣管(3-2)分別與上水管(2-9)和分析儀(3-4)連接；所述信號線(3-7)分別與分析儀(3-4)與輸液泵(3-3)連接；

所述的氣熱回收單元(4)由蒸發器(4-1)、熱導管(4-2)、換熱器(4-3)、泵(4-4)和冷導管(4-5) 組成；所述熱導管(4-2)分別與換熱器(4-3)和蒸發器(4-1)左部連接；所述冷導管(4-5)分別與換熱器(4-3)和蒸發器(4-1)右部連接；所述泵(4-4)位于冷導管(4-5)中部，并與冷導管(4-5)連接；所述換熱器(4-3)位于進氣管(1-1)內；

工作原理：工業氣體被造泡器(1-11)送入爆氣倉(1-9)內紊流水中轉為若干大小不一的氣泡，氣泡受到紊流水的沖擊和擠壓，氣泡內氣壓增高直至爆裂即爆氣，工業氣體中的有害物隨爆氣波沖入水中瞬間被水包裹收納，并隨螺旋水流和重力進入沉降倉(1-12)；由于艙體(1-2)內設置錐體(1-13)，使得沉降倉(1-12)上寬下窄，水流圍繞錐體(1-13)的旋轉速度從上往下逐步加快，水中有害物被拋擲于沉降倉(1-12)的底倉邊緣，并隨水流從排污管(1-14)排出；經爆氣方式凈化的工業氣體，隨之攜帶水分子脫離爆氣倉(1-9)進入脫水倉(1-7)轉變為霧，霧中水分子不停的運動，分子與分子之間互相吸引，然后聚集在一起轉變為霧滴，再通過冷凝器(1-6)的冷凝，將霧滴聚集轉為水珠回收；冷凝器(1-6)中的冷源來源于清水池(2-7)中的低溫水；氣體繼續上升進入捕滴器(1-5)，通過捕滴器(1-5)徹底將水分子捕捉回收；脫水的氣體進入過渡倉(1-4)，再通過排氣管(1-3)排放；工業氣體主要來源于尾氣的排放，氣溫過高；通過氣熱回收單元(4)將工業氣體所含的熱能提取并降溫，避免由于氣溫過高與水接觸產生大量水蒸汽；氣熱回收單元(4)采用體內流體介質吸收工業氣體的熱能被汽化轉為飽和蒸汽，飽和蒸汽通過蒸發器(4-1)對外做功再利用；攜帶著有害物的污水通過排污管(1-14)進入液-污分離單元(2)進行污液分離，有害物滯留在濾料(2-3)中，污水轉變為清水；水經液質監控單元(3)在線檢測，確保水質達標；再通過供水泵(2-8)送入爆氣凈化單元(1)進行循環作業。