本發(fā)明涉及一種煙氣與凈化液之間進(jìn)行物理混合的裝置與方法，具體為一種氣液卷吸的混合裝置和方法可使氣液兩相發(fā)生穩(wěn)定的卷吸混合效果，強化凈化液對煙氣中的有害物質(zhì)的凈化效果，適用于對含有呼吸性粉塵、so2、氨氣等有害煙氣的凈化。

背景技術(shù)：

氣液接觸混合是有害煙氣與凈化液混合而完成凈化的重要方式，能夠處理高濕、高溫及含有硫化物、氨氣、煙塵等的廢氣。是傳統(tǒng)礦業(yè)、冶金、化工、水泥、工業(yè)窯爐等高排放行業(yè)煙氣凈化常用的方法；在煙氣排放越來越嚴(yán)格的情況下，煤炭和生物質(zhì)散燒的煙氣排放也受到重視，氣液接觸混合方式特別適合于分散、小型的散燒裝置的煙氣后處理。

通過氣流沖擊液面，在凈化腔內(nèi)形成液滴、液幕、液泡等凈化液的捕集體，從而在凈化腔內(nèi)形成氣-液的實質(zhì)性混合，是一種常用的氣液接觸混合方式。然而現(xiàn)有設(shè)備在運行過程中，沒有有效的控制氣相和液相的流動性，使有害氣流激發(fā)凈化液過程中具有明顯陣發(fā)性和間歇性，在凈化腔內(nèi)的捕集體與有害氣流間形成了較大的無效接觸空間，達(dá)不到氣液充分混合的效果，為氣流中的有害物質(zhì)的逃逸提供了可能的時間和空間，綜合凈化效率降低。

本發(fā)明開發(fā)了一種能使氣液接觸混合方式達(dá)到氣液卷吸狀態(tài)的裝置，并通過一定的結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)定，發(fā)明了穩(wěn)定凈化液激發(fā)的方法和強化氣液卷吸混合的方法，縮短了凈化腔中捕集體與有害氣流間的空間，使氣液混合更為充分，有效提高綜合凈化效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對氣流沖擊液面的氣液接觸方式中，凈化液捕集體間歇性和陣發(fā)性激發(fā)而造成氣液混合不充分，而發(fā)明的一種氣液卷吸的混合裝置和方法。

在氣流沖擊液面時，通過液相穩(wěn)流裝置和兩相導(dǎo)流裝置調(diào)節(jié)凈化液液面的穩(wěn)定，通過氣相分流增壓裝置和兩相導(dǎo)流裝置調(diào)節(jié)凈化液捕集體的高頻激發(fā)，通過卷吸腔和兩相導(dǎo)流裝置控制氣液混合空間，強化氣液卷吸混合效果，最終使凈化腔內(nèi)的氣液充分混合，有害氣體中的有害成分與凈化液充分接觸，降低有害成分逃逸幾率，提高凈化效率。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種氣液卷吸的混合裝置，包括工作腔、進(jìn)氣管、排氣管和風(fēng)機，進(jìn)氣管和排氣管設(shè)置于工作腔的上部，排氣管與風(fēng)機連接；所述工作腔內(nèi)盛裝凈化液，并通過風(fēng)機形成負(fù)壓環(huán)境；所述進(jìn)氣管安裝于工作腔的中心，其底端正對且接近凈化液的液面，工作腔以進(jìn)氣管為中心分隔成兩個腔體；各腔體內(nèi)，由液面向排氣口的方向順次設(shè)置卷吸腔和凈化腔；所述卷吸腔與進(jìn)氣管底端連接，其入口連通進(jìn)氣管，出口指向工作腔的一側(cè)，并與工作腔側(cè)壁之間留有氣流通道；所述卷吸腔由氣相分流增壓裝置、兩相導(dǎo)流裝置和耳型板組成，所述氣相分流增壓裝置為等腰三角形折板，其兩邊為內(nèi)凹的弧形邊，頂端正對進(jìn)氣管的出口；所述兩相導(dǎo)流裝置為s型折板，對稱設(shè)置在氣相分流增壓裝置的外側(cè)，底邊伸入到液面內(nèi)，其上部設(shè)有小孔，中間部分為實體導(dǎo)流板，下部均布直徑較大的孔；所述耳型板固連在進(jìn)氣管的底口，其曲率較大的一端與進(jìn)氣通道連接，使進(jìn)氣通道的末端向兩側(cè)平滑過度，分別與氣相分流增壓裝置的弧形邊形成氣流通道，引導(dǎo)煙氣切向激發(fā)液面形成捕集體，另一端向其工作腔一側(cè)延伸，并在端部垂直連接一折板；所述凈化腔由耳型板和m型脫水板組成，m型脫水板設(shè)置于耳型板的上方，其兩端與工作腔固定，一側(cè)與工作腔連接，另一側(cè)連接折板，并與進(jìn)氣管之間留有氣流通道。

所述進(jìn)氣管的底端與液面的距離為±2cm。

所述進(jìn)氣通道的末端與氣相分流增壓裝置形成的氣流通道的切向與液面成30~45°夾角，引導(dǎo)煙氣切向激發(fā)液面，形成捕集體。

所述兩相導(dǎo)流裝置的底邊緣浸入液面20-30厘米，為凈化液面的穩(wěn)定提供阻力。

所述兩相導(dǎo)流裝置上部小孔的直徑為0.6-1cm，孔隙率10%~2%；下部孔的直徑為2-3cm。

所述耳型板的上面分別設(shè)置斜拉板，斜拉板的底邊與耳型板頂面固連，頂邊相交并與進(jìn)氣管連接，斜拉板的兩端與工作腔固連。

所述液面下設(shè)置液相穩(wěn)流裝置，其縱截面為正曲邊梯形，兩曲邊為內(nèi)凹的弧形結(jié)構(gòu)，上面均布透水孔，液相穩(wěn)流裝置的兩端與工作腔側(cè)面固連，使工作腔形成左右兩腔室。

所述m型脫水板距卷吸腔頂部25-30cm處設(shè)置，其折板長5-8cm，對卷吸腔過來的氣體和液體進(jìn)行收集，達(dá)到脫水效果。

所述排氣管對稱設(shè)置在進(jìn)氣管的兩側(cè)，其頂端相交并連接風(fēng)機。

所述工作腔為正方體，中間由隔板分隔。

一種氣液卷吸的混合方法，具體步驟為：1）在雙工作腔1的氣液卷吸混合裝置中，風(fēng)機運行，使工作腔保持負(fù)壓，帶動煙氣氣流從中間進(jìn)入；經(jīng)過兩相導(dǎo)流裝置與氣相分流增壓裝置引導(dǎo)氣流沖擊液面，并將激發(fā)的液相以卷吸形式攜帶進(jìn)入卷吸腔，達(dá)到氣液充分混合的效果；

2）氣液混合物在卷吸腔中運動時，一部分從卷吸腔上部流過，經(jīng)過耳型板的直角折板后，氣液混合物改變原有分布形態(tài)和流動性，以擾流方式越過直角折板，強化氣液的混合效果；一部分從卷吸腔下部流過與兩相導(dǎo)流裝置上部的帶孔板及中間的導(dǎo)流板接觸，氣液混合物在經(jīng)過導(dǎo)流板和帶孔板時，液相在高速情況下被切割而細(xì)化，增大氣液接觸面積，強化混合效果；兩相導(dǎo)流裝置下段的帶孔板為凈化液液面在左右兩腔室內(nèi)流動提供阻力，使氣流激發(fā)液面時液面保持相對穩(wěn)定，保證了凈化液捕集體的激發(fā)頻率；

3）然后氣流通過凈化腔再通過m型脫水板脫水，形成潔凈氣流被風(fēng)機抽出；

4）液面下的液相穩(wěn)流裝置平衡氣液卷吸時液面兩端的壓差，進(jìn)一步穩(wěn)定氣流激發(fā)液面時液面的穩(wěn)定性，保證了捕集體激發(fā)的頻率，壓縮捕集體與煙氣混合過程的非耦合空間。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明解決了氣流沖擊液面的氣液接觸方式中，凈化液捕集體間歇性和陣發(fā)性激發(fā)而造成氣液混合不充分的問題。在氣流沖擊液面時，該方法通過液相穩(wěn)流裝置和兩相導(dǎo)流裝置調(diào)節(jié)凈化液液面的穩(wěn)定，通過氣相分流增壓裝置和兩相導(dǎo)流裝置調(diào)節(jié)凈化液捕集體的高頻激發(fā)，通過卷吸腔和兩相導(dǎo)流裝置控制氣液混合空間，強化氣液卷吸混合效果，最終使凈化腔內(nèi)的氣液充分混合，有害氣體中的有害成分與凈化液充分接觸，降低有害成分逃逸幾率，提高凈化效率。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為耳型板的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3為m型脫水板結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖4為兩相導(dǎo)流裝置結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

附圖5為氣相分流增壓裝置縱截面圖。

附圖6為氣相分流增壓裝置結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

附圖7為液相穩(wěn)流裝置的縱截面圖。

附圖8為液相穩(wěn)流裝置的側(cè)視圖。

圖中，1.工作腔，2.進(jìn)氣管，3.排氣管，4.風(fēng)機，5.卷吸腔，6.凈化腔，7.液相穩(wěn)流裝置，7-1.孔，8.氣相分流增壓裝置，9.兩相導(dǎo)流裝置，9-1.孔，9-2.導(dǎo)流板，9-3.孔，10.耳型板，11斜拉板，12.折板，13.m型脫水板，14.折板，15.進(jìn)水口，16.排污口。

具體實施方式

如附圖1所示，一種氣液卷吸的混合裝置，包括工作腔1、進(jìn)氣管2、排氣管3和風(fēng)機4，進(jìn)氣管2和排氣管3設(shè)置于工作腔1的上部，排氣管3與風(fēng)機4連接；所述工作腔1內(nèi)盛裝凈化液，并通過風(fēng)機4形成負(fù)壓環(huán)境；所述進(jìn)氣管2安裝于工作腔1的中心，其底端正對且接近凈化液的液面，工作腔1以進(jìn)氣管2為中心分隔成兩個腔體；各腔體內(nèi)，由液面向排氣口的方向順次設(shè)置卷吸腔5和凈化腔6；所述卷吸腔5與進(jìn)氣管2底端連接，其入口連通進(jìn)氣管2，出口指向工作腔1的一側(cè)，并與工作腔1側(cè)壁之間留有氣流通道；所述卷吸腔5由氣相分流增壓裝置8、兩相導(dǎo)流裝置9和耳型板10組成，所述氣相分流增壓裝置8為等腰三角形折板，其兩邊為內(nèi)凹的弧形邊，頂端正對進(jìn)氣管2的出口；所述兩相導(dǎo)流裝置9為s型折板，對稱設(shè)置在氣相分流增壓裝置8的外側(cè)，底邊伸入到液面內(nèi)，其上部設(shè)有小孔9-1，中間部分為實體導(dǎo)流板9-2，下部均布直徑較大的孔9-3；所述耳型板10固連在進(jìn)氣管2的底口，其曲率較大的一端與進(jìn)氣通道3連接，使進(jìn)氣通道3的末端向兩側(cè)平滑過度，分別與氣相分流增壓裝置8的弧形邊形成氣流通道，引導(dǎo)煙氣切向激發(fā)液面形成捕集體，另一端向其工作腔1一側(cè)延伸，并在端部垂直連接一折板12；所述凈化腔6由耳型板10和m型脫水板13組成，m型脫水板13設(shè)置于耳型板10的上方，其兩端與工作腔1固定，一側(cè)與工作腔1連接，另一側(cè)連接折板14，并與進(jìn)氣管2之間留有氣流通道。

所述進(jìn)氣管2的底端與液面的距離為±2cm。

所述進(jìn)氣通道3的末端與氣相分流增壓裝置8形成的氣流通道的切向與液面成30~45°夾角，引導(dǎo)煙氣切向激發(fā)液面，形成捕集體。

所述兩相導(dǎo)流裝置9的底邊緣浸入液面20-30厘米，為凈化液面的穩(wěn)定提供阻力。

所述兩相導(dǎo)流裝置9上部小孔9-1的直徑為0.6-1cm，孔隙率10%~2%；下部孔的直徑為2-3cm。

所述耳型板10的上面分別設(shè)置斜拉板11，斜拉板11的底邊與耳型板10頂面固連，頂邊相交并與進(jìn)氣管2連接，斜拉板11的兩端與工作腔1固連。

所述液面下設(shè)置液相穩(wěn)流裝置7，其縱截面為正曲邊梯形，兩曲邊為內(nèi)凹的弧形結(jié)構(gòu)，上面均布透水孔7-1，液相穩(wěn)流裝置7的兩端與工作腔1側(cè)面固連，使工作腔1形成左右兩腔室。

所述m型脫水板13距卷吸腔5頂部25-30cm處設(shè)置，其折板12長5-8cm，對卷吸腔5過來的氣體和液體進(jìn)行收集，達(dá)到脫水效果。

所述排氣管3對稱設(shè)置在進(jìn)氣管2的兩側(cè)，其頂端相交并連接風(fēng)機4。

所述工作腔1為正方體，中間由隔板分隔。

一種氣液卷吸的混合方法，具體步驟為：1）在雙工作腔1的氣液卷吸混合裝置中，風(fēng)機4運行，使工作腔1保持負(fù)壓，帶動煙氣氣流從中間進(jìn)入；經(jīng)過兩相導(dǎo)流裝置9與氣相分流增壓裝置8引導(dǎo)氣流沖擊液面，并將激發(fā)的液相以卷吸形式攜帶進(jìn)入卷吸腔5，達(dá)到氣液充分混合的效果；

2）氣液混合物在卷吸腔5中運動時，一部分從卷吸腔5上部流過，經(jīng)過耳型板10的直角折板12后，氣液混合物改變原有分布形態(tài)和流動性，以擾流方式越過直角折板12，強化氣液的混合效果；一部分從卷吸腔5下部流過與兩相導(dǎo)流裝置9上部的帶孔板及中間的導(dǎo)流板9-2接觸，氣液混合物在經(jīng)過導(dǎo)流板9-2和帶孔板時，液相在高速情況下被切割而細(xì)化，增大氣液接觸面積，強化混合效果；兩相導(dǎo)流裝置9下段的帶孔板為凈化液液面在左右兩腔室內(nèi)流動提供阻力，使氣流激發(fā)液面時液面保持相對穩(wěn)定，保證了凈化液捕集體的激發(fā)頻率；

3）然后氣流通過凈化腔6再通過m型脫水板13脫水，形成潔凈氣流被風(fēng)機抽出；

4）液面下的液相穩(wěn)流裝置7平衡氣液卷吸時液面兩端的壓差，進(jìn)一步穩(wěn)定氣流激發(fā)液面時液面的穩(wěn)定性，保證了捕集體激發(fā)的頻率，壓縮捕集體與煙氣混合過程的非耦合空間。

實施例

如圖2所示，所述耳型板10選用3-5mm厚板材，在其曲率較大的一端形成一個卷吸空間，使氣液充分卷吸，使氣體中的有害成分盡可能的被凈化液的捕集體捕捉，增強凈化效率；并通過末端的直角折板12強制改變氣液混合物的流動方向，進(jìn)一步改變氣液混合物在凈化腔內(nèi)的分布狀態(tài)，強化氣液混合狀態(tài)，降低有害成分逃逸的可能空間。

如圖7、8所示，所述液相穩(wěn)流裝置7的孔徑約為2-3cm，放置于氣液卷吸混合裝置的中間接近于底面位置，其作用為連接兩個工作腔1，在工作腔1的左右兩室形成一個連通器，左右兩室的液相通過通孔聯(lián)通流動，使整個工作腔1內(nèi)的液面保持相對穩(wěn)定，避免因氣流攜帶走液相而引起液面的大幅波動。

如圖5、6所示，所述氣相分流增壓裝置8選用3-5mm厚板材，放置于液相穩(wěn)流裝置7的上方某一位置，氣相分流增壓裝置8與耳型板10形成約12-18cm通道，使該通道切向與液面成30~45°的角度，引導(dǎo)煙氣切向激發(fā)液面，形成捕集體；進(jìn)氣管2末端平滑過度，其切線與液面成30~45°，進(jìn)氣管2末端與液面距離保持±2cm（被液面淹沒2cm或遠(yuǎn)離液面2cm）。氣相分流增壓裝置8的作用是使煙氣氣流分別沖向兩個卷吸腔5，氣流通道變窄，氣相流動速度加大，對液相的沖擊力增大。

如圖1、4所示，所述兩相導(dǎo)流裝置9選用3-5mm厚的s型折板，其上部分孔徑約為0.6-1cm，孔隙率10%~20%，分布相對較為密集，其作用有兩方面，其一，氣液混合物在抵達(dá)兩相導(dǎo)流裝置9后，與上部分孔板相碰撞，部分氣液混合物從孔板上部分流過，另外小部分從孔板下部分流過，這一過程使氣液流動方向改變，接觸增強；其二，使凈化液捕集體細(xì)化，捕塵效果增強，在氣液混合物通過孔板時，受到孔板的擾動，在孔邊緣，由于孔板與液相表面的作用，高速流動的凈化液將被切割而細(xì)化；其中間部分為實心板，其作用是將進(jìn)氣口氣體引向卷吸腔，增強卷吸效果；其下半部分孔徑約為2-3cm，下半部分邊緣深入液面20-30cm處，為凈化液面的穩(wěn)定提供阻力。兩相導(dǎo)流裝置9的總長度根據(jù)整體裝置的大小和實驗的經(jīng)驗參數(shù)確定。

如圖3所示，所述m型脫水板13選用3-5mm厚的m型折板，與卷吸腔5錯對安裝，距卷吸腔5頂部25-30cm處；m型脫水板13有兩個脫水腔，在尾部有一折板14，折板14長度5-8cm，對經(jīng)過卷吸腔5而隨潔凈氣流跑出的液體進(jìn)行收集，達(dá)到脫水效果。