本发明专利技术提供了一种通过气流与水流的结合从烟气中去除污染物的旋风单元，包括由圆筒形外周壁、上端和下端、以及芯部元件界定的壳体，所述壳体具有纵向轴线并且设置有用于接收气流的至少一个入口和用于接收水流到其中的多个入口，所述旋风单元还包括与所述纵向轴线同轴、与所述壳体同心地定位并安装在所述壳体内的至少一个涡流装置，从而在所述壳体外周壁的内表面和所述涡流装置的朝外的表面之间提供第一环形空间以及在所述涡流装置的朝内的表面和所述芯部元件之间提供第二内部环形空间，所述涡流装置结合有多个狭槽状的细长开口，所述开口相对于所述第二内部环形空间基本切向地延伸以形成从所述第一环形空间到所述第二内部环形空间的成角度的通道，其中所述旋风单元的特征在于，用于接收所述水流的所述入口位于所述上端中，并且定位成将至少大部分所述水流注入所述通道。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于从烟气中分离污染物的旋风单元。更特别地，本专利技术涉及一种用于从烟气中分离气体污染物例如二氧化硫，NOx，CO2和固体污染物的旋风单元以及使用该旋风单元的方法。说明书尤其涉及一种对以色列专利No.120,907和相应的欧洲专利971,781中描述并且要求保护的旋风分离器的修改和改进。
技术介绍
如EP971781所述，旋风分离器在工业中广泛地用于被污染的空气的干洗和湿洗并且可以大致地分为两组。第一组基于向进入清洁容器的流体施加涡旋运动并且通过离心力分离其中的固体颗粒。这一组结合有机械收集器，例如普通旋风、多旋风和旋转式集尘器。第二组基于空气的过滤或固体颗粒的诱导沉淀或重力沉降，而不涉及使清洁容器中的流体产生涡旋运动。与该组相关的工业设备包括袋式过滤器和静电除尘器。已有的颗粒收集器的性能是根据可被收集器分离的固体颗粒的最终颗粒尺寸加以评估的。机械式旋风分离器具有很多优点：它们是以连续模式工作并且无需频繁维护措施的通用的低成本装置。作为独立的单元或与其他类型的分离器组合的这些装置已经成功地使用了非常长的时间(可追溯到1886年)。影响旋风分离器中的烟气中固体污染物的分离的主要因素是气相的速度或为该速度的函数的加速度。两个主要的力影响在旋转流中运-->动的颗粒。这些力为离心力和沿流线的牵引力。根据下面的公式，离心力Fc与颗粒质量mp以及颗粒或旋转气体的切向速度Vt(该两者大致相同)的平方成正比，并且与颗粒轨道的曲率半径r成反比：Fc＝mpVt2/r (1)假设旋转气流的速度只具有切向分量，并且该类型的气流通常为以下形式：Vtrn＝常量 (2)高效旋风的典型速度为约15-20米/秒。已经发现，这些速度不足以去除尺寸小于约10-20微米的非常小的灰尘。多个专利，即SU 1468609；SU 975099和DE650640，试图改进旋风分离器对于微尘的分离，然而应当强调的是，尽管是这样，但是成本效益以及对于微尘的有效分离的问题并没有得到解决。在EP000971781B1中教导了一种装置，其显著地改进了旋风分离器对于微尘的分离，这种改进是通过结合能够产生强烈的涡旋运动的非常有效的涡流装置实现的，所述涡旋运动的特征在于，气流的线速度为约60-100米/秒，并且优选地为约60-70米/秒。令人惊奇地，已经发现EP000971781B1中描述的设备即使在湿分离(即向该旋风分离器中加入液体时)中也能够非常有效地去除微尘，尤其是能够非常有效地从诸如烟气的气流中分离气体污染物例如二氧化硫，NOx，和CO2。重要的是，将EP0971781B1中描述的用于从空气或其他气体中去除颗粒物质的旋风分离器用于从烟气中有效地去除气体污染物，尤其是二氧化硫，并非是不言而喻的。在旋风单元中去除颗粒的情况下，主要目的或挑战是通过物理动力学手段实现气相和颗粒之间良好的分离。换言之，所述专利所教导和实现的目的是使气体的运动和旋风单元内的颗粒的运动之间的差异最大化，从而实现这两种成分的分离。相比之下，从烟气中去除气体污染物尤其是二氧化硫的情况下，主要目的是实现液相和气相之间的有效混合，从而实现活性成分(例如液-->相中的碱性化合物与气相中的二氧化硫)之间的有效接触，以具有更高的反应动力。然而，尽管通过使用EP0971781B1中描述的旋风分离器获得了改进，但是已经发现即使在使用改进后的喷嘴时，液流和气流之间的接触仍然没有效率。此外，为了对输入的液流和气流之间的接触实现较大的改进，需要在接触之后在这两股流之间进行良好的分离，以便在流出的处理后的气流中不会存在大量的液滴。因此，制造用于有效地湿分离细小颗粒，尤其是气体污染物的旋风单元的问题仍未被现有技术解决，并且仍然需要一种能够确保两种流之间的有效并且经济的混合和分离的新型的并且改进的装置，即用于从烟气中湿去除地分离固体和气体污染物，例如二氧化硫、NOx和CO2。
技术实现思路
因而本专利技术的目的是提供一种能够有效地减少和/或克服上述缺陷的新型的并且改进的旋风单元。具体地，本专利技术的主要目的是提供一种适于对细小颗粒尤其是气体污染物进行有效的湿分离的新型的并且改进的旋风单元。本专利技术的另一个目的是提供一种在输入的气流和液流之间形成非常有效的接触的新型的并且改进的旋风单元。从而，这种非常有效的接触改进两种相的基质之间的反应动力。结果，通过使用减少量的化学药品吸收上述污染物，减少了环境污染。本专利技术的另一个目的是提供一种能够在接触之后非常有效地分离处理后的排出气流和液流的新型的并且改进的旋风单元。从而，这种非常有效的分离减少了排出的处理后的气流中的液滴量。湿法洗涤中的一个主要挑战是在液滴和气流之间提供有效的接触。当使用本领域已知的旋风分离器时，即使采用改进的喷嘴，大量的液滴也会沉积在旋风分离器的内壁上并且形成在气体剪切力的作用-->下从表面去除的液体层，并且生成比喷嘴产生的液滴更大的液滴。这种更大的液滴对于从烟气中去除污染物的效果很差。从而化学产物远未达到平衡。本专利技术的目的在于将液流引入气流速度非常高的区域，从而液滴立即进入旋风分离器的内部并且只有很少的部分会沉积在分离器的内壁上或在不与气流接触的情况下排出系统。本专利技术对于旋风分离器是尤其重要的，其具有能够提供线速度为约60-100米/秒的强烈涡旋运动的非常有效的涡流装置，而现有技术的旋风分离器仅能提供约15-20米/秒的线速度。通过将液流引入气流速度非常高的区域，大量的液滴进入旋风分离器的内部。从而该系统的特征在于液滴和气流之间的接触更长久，因此极其有效。湿法洗涤中的另一个重要挑战是，在接触之后在处理后的排出气流和液流之间提供有效的分离。为了实现这个目的，本专利技术提供了一种改进的旋风单元，包括一种屏障工具和/或所述旋风单元内部的狭长开口，使得所述处理后的液体能够沿预定的方向排出所述单元，同时阻止所述处理后的气流与所述处理后的液体一起流动，而是沿不同的方向引导所述气流。因此本专利技术提供了一种通过气流与水流的结合从烟气中去除污染物的旋风单元，包括由圆筒形外周壁、上端和下端、以及芯部元件界定的壳体，所述壳体具有纵向轴线并且设置有用于接收气流的至少一个入口和用于接收水流到其中的多个入口，所述旋风单元还包括与所述纵向轴线同轴、与所述壳体同心地定位并安装在所述壳体内的至少一个涡流装置，从而在所述壳体外周壁的内表面和所述涡流装置的朝外的表面之间提供第一环形空间以及在所述涡流装置的朝内的表面和所述芯部元件之间提供第二内部环形空间，所述涡流装置结合有多个狭槽状的细长开口，所述开口相对于所述内部环形空间基本切向地延伸以形成从所述第一环形空间到所述第二内部环形空间的成角度的通道，其中所述旋风单元的特征在于，用于接收所述水流的所述入口位-->于所述上端中，并且定位成将至少大部分所述水流注入所述通道。在本专利技术的优选实施例中，所述多个开口与用于将多条水流注入多个通道的装置相关联。优选地，所述水流是通过喷嘴注入所述通道的。在本专利技术的一些优选实施例中，所述涡流装置形成有多个叶片，所述叶片相对于一圆形路径成切线方向地沿所述圆形路径规则地布置，并且所述通道由相邻叶片之间的开放空间形成。在其他优选实施例中，所述涡流装置形成为圆筒形环，所述圆筒形环设置有形成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过气流与水流的结合从烟气中去除污染物的旋风单元，包括由圆筒形外周壁、上端和下端、以及芯部元件界定的壳体，所述壳体具有纵向轴线并且设置有用于接收气流的至少一个入口和用于接收水流到其中的多个入口，所述旋风单元还包括与所述纵向轴线同轴、与所述壳体同心地定位并安装在所述壳体内的至少一个涡流装置，从而在所述壳体外周壁的内表面和所述涡流装置的朝外的表面之间提供第一环形空间以及在所述涡流装置的朝内的表面和所述芯部元件之间提供第二内部环形空间，所述涡流装置结合有多个狭槽状的细长开口，所述开口相对于所述第二内部环形空间基本切向地延伸，以形成从所述第一环形空间到所述第二内部环形空间的成角度的通道，其中所述旋风单元的特征在于，用于接收所述水流的所述入口位于所述上端中，并且定位成将至少大部分所述水流注入所述通道。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】IL 2006-9-21 178,2341、一种通过气流与水流的结合从烟气中去除污染物的旋风单元，包括由圆筒形外周壁、上端和下端、以及芯部元件界定的壳体，所述壳体具有纵向轴线并且设置有用于接收气流的至少一个入口和用于接收水流到其中的多个入口，所述旋风单元还包括与所述纵向轴线同轴、与所述壳体同心地定位并安装在所述壳体内的至少一个涡流装置，从而在所述壳体外周壁的内表面和所述涡流装置的朝外的表面之间提供第一环形空间以及在所述涡流装置的朝内的表面和所述芯部元件之间提供第二内部环形空间，所述涡流装置结合有多个狭槽状的细长开口，所述开口相对于所述第二内部环形空间基本切向地延伸，以形成从所述第一环形空间到所述第二内部环形空间的成角度的通道，其中所述旋风单元的特征在于，用于接收所述水流的所述入口位于所述上端中，并且定位成将至少大部分所述水流注入所述通道。2、根据权利要求1所述的从烟气中去除气体污染物的旋风单元，其中所述多个入口与用于将多条水流注入多个通道的装置相关联。3、根据权利要求2所述的旋风单元，其中所述水流通过喷嘴注入所述通道。4、根据权利要求1所述的旋风单元，其中所述涡流装置形成有多个叶片，所述叶片相对于一圆形路径成切线方向地沿所述圆形路径规则地布置，并且...
【专利技术属性】
技术研发人员：M菲希曼，A哈雷尔，M亚文，
申请(专利权)人：沃泰克斯生态学技术公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]
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