用于气体净化的湿式净化系统

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种用于气体净化的湿式净化系统。

背景技术

喷漆水帘柜是常用的喷漆废气净化设备，优点是体积小、处理风量大，被广泛应用，例如专利号为201820977309.X的喷漆废气净化排放装置，但仍存在一些问题，第一，过滤颗粒物及有害气体效果不够理想，尾气有一定异味；第二，气液分离效果差，不利于后级安装的其它设备运行；第三，为适应喷漆操作将喷漆水帘柜的进气口设计为敞开式，与大气相通，因此喷漆水帘柜基本上局限于喷漆行业使用。湿式旋风除尘器也是一种常见的气体净化设备，如专利号为202010745941.3的一种水膜生成系统及带有水膜生成系统的旋风除尘器，采用底板与壁板之间留有的空隙形成水膜，比干式旋风除尘器效果好，但也存在一些不足，如与喷雾方式对比，缺少了水雾颗粒与尘埃颗粒的碰撞凝并作用将细小颗粒转变成较大的颗粒的过程，因此除尘效果要低于喷雾方式。填料喷淋塔也是一种常见的气体净化设备，与喷漆水帘柜相比具有很多优点，如净化效果更好，应用范围更广，但是也具有不足之处，如在相同处理风量下比较，填料喷淋塔采用垂直净化的流程，因此设备高度要比采用水平净化流程的喷漆水帘柜高很多，对厂房的高度有一定要求。

发明内容

本发明提供一种用于气体净化的湿式净化系统，旨在解决的技术问题之一是：现有设备气液分离度不高，净化效果差的技术问题。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种用于气体净化的湿式净化系统，其包括旋风除尘器、下集水箱和喷雾装置；

所述旋风除尘器包括旋风进气风道、旋风圆筒、旋风锥筒和旋风内筒；所述旋风锥筒连接于所述旋风圆筒下部，且所述旋风锥筒下部出口伸入所述下集水箱且与所述下集水箱底板存在C间隙，所述C间隙由所述下集水箱内的水形成水封；所述旋风进气风道与所述旋风圆筒连接，待净化气体由所述旋风进气风道进入所述旋风圆筒；所述旋风内筒位于所述旋风圆筒内，所述旋风内筒上部出口用于净化后的空气排出；

所述喷雾装置设置于所述旋风除尘器上方，所述喷雾装置向所述旋风进气风道、所述旋风圆筒和所述旋风内筒之间喷雾，使所述旋风进气风道、所述旋风圆筒和所述旋风内筒之间形成水雾和所述旋风圆筒内壁形成水膜。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

进一步地，所述喷雾装置包括水管和布置在水管上的喷头，所述水管和喷头安装在所述旋风除尘器的顶盖上。

进一步地，在净化后的空气排出口设置用于拦截水雾的丝网。

进一步地，所述旋风内筒上部出口设置气体均布帽，所述气体均布帽上设置气体均布孔。

进一步地，所述旋风内筒向上延伸形成用于阻挡被所述丝网拦截后的水流的阻水边。

进一步地，还包括用于将被所述丝网拦截后的水流回流至所述下集水箱的回流管。

进一步地，所述丝网的气体出口侧设置出口导流锥。

进一步地，在待净化气体进入侧设置旋风进气隔板，所述旋风进气隔板与所述下集水箱底板之间有A间隙。

进一步地，在待净化气体进入侧设置水幕板，所述水幕板与所述下集水箱水面之间形成B间隙。

进一步地，还包括进气导流锥，所述进气导流锥上设置用于待净化气体进入的进气口。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

本发明的一种用于气体净化的湿式净化系统，其一，在设备进气口设计了进气导流锥结构，使得该设备可以处理由管道传输过来的气体，从而扩大了水帘柜的使用范围。当拆除进气导流锥时，该设备又可以应用于喷漆行业喷漆尾气净化；其二，气体进入设备后，大颗粒粉尘会由于惯性作用进入水膜被洗涤，当气体向下运动进入水幕板底部与水面之间的B间隙时，由于运动方向突然改为垂直向上，在重力和离心力的作用下，气体中的粉尘颗粒会落入水箱中，当气体进入旋风除尘器顶部时，喷头组中心细雾喷头产生大量细雾与气体中的粉尘颗粒充分混合，由于碰撞凝并作用而聚集成较大的颗粒物，在旋风离心力的作用下移向器壁，喷头组两侧的大流量喷头会在器壁上形成水膜，水膜会溶解移动到器壁的颗粒物，并随外旋流转移到除尘器下部，由排尘口排入下集水箱中，旋风除尘器既起到混合作用，又起到气液分离作用，当气体进入气体均布器时，有部分气体从气体均布器顶端的小孔出去，另一部分气体则从边沿出去，从而使进入丝网除沫器的气体比较均匀。查询HGT21618-1998《丝网除沫器》可知，国标丝网除尘器可以分离气体中夹带的液体直径大于3～5μm的雾沫，因而本发明的除尘效果和气液分离效果更优异；其三，采用了水平净化的工艺流程，设备高度小于采用垂直净化的填料喷淋塔高度。因此，本发明是一种体积适中、净化效果好、气液分离度高、使用范围更广的湿式净化系统。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1为根据本发明一个实施例的湿式净化系统的外形示意图；

图2为根据本发明一个实施例的拆掉左侧面板和后侧面板时的结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的局部剖视示意图；

图4为根据本发明一个实施例的内部结构示意图；

图5为根据本发明一个实施例的旋风喷雾除尘组件示意图；

图6为图5的局部结构放大示意图；

图7为本发明应用于喷漆净化行业时的结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1-进气口，2-进气导流锥，3-排气口，4-下集水箱，5-自动补水口，6-排污口，7-溢流口，11-水幕板，12-旋风进气隔板，13-上水箱，21-旋风进气风道，22-旋风圆筒，23-旋风锥筒，24-回流管，25-旋风内筒，26-旋风锥筒支撑， 31-丝网前均布空间，32-出口导流锥，33-丝网，34-气体均布帽，35-阻水边， 36-回流管入口，37-均布帽支撑，38-气体均布孔，39-水管，41-水泵箱，42- 水泵，43-喷雾装置，44-出水总阀，45-水幕流量控制阀，46-喷雾流量控制阀， 47-循环水管，101-A间歇，102-B间隙，103-C间隙，104-面积D，105-横截面积E。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1～图7所示，一种用于气体净化的湿式净化系统，其包括进气导流锥 2、旋风除尘器、下集水箱4、水幕板11、旋风进气隔板12、喷雾装置43。具体地：

湿式净化系统上部设置上水箱13，下部的下集水箱4和水泵箱41，下集水箱4上可设置自动补水口5、排污口6和溢流口7，以及通过水泵42将水泵箱 41与循环水管道连接，循环水管道47上可设置出水总阀44、水幕流量控制阀 45和喷雾流量控制阀46和丝网清洗阀等。

图1一侧设置进气导流锥2，进气导流锥2上设置用于待净化气体进入的进气口1，湿式净化系统顶部设置排气口3。进气导流锥2的形状可以为四棱锥形，进气口1位于进气导流锥2锥体前部，用于连接外部气体管道，进气口1可以是一个圆孔，也可以是矩形孔等。

在待净化气体进入侧设置旋风进气隔板12，旋风进气隔板12将装置分割为前后两个隔离空间，所述旋风进气隔板12下部与所述下集水箱4底板之间有A 间隙101。下集水箱4中的水淹没A间隙101形成水封。通过水幕板11后的待净化气体从旋风进气隔板12上方进入旋风进气风道21。

在待净化气体进入侧设置水幕板11，图3示出了水幕板11位于进气导流锥2与旋风进气隔板12之间的结构，所述水幕板11与所述下集水箱4水面之间形成B间隙102。B间歇的当量直径大于进口管道直径，气体从B间隙102通过，并向上运动进入旋风进气风道21。

所述旋风除尘器可以包括旋风进气风道21、旋风圆筒22、旋风锥筒23和旋风内筒25等；旋风除尘器主体在设计时兼顾了喷雾混合与旋风分离双重作用，因此与干式旋风除尘器有所区别。所述旋风锥筒23连接于所述旋风圆筒22下部，且所述旋风锥筒23下部出口伸入所述下集水箱4且与所述下集水箱4底板存在C间隙103，旋风锥筒23下部设置旋风锥筒支撑26，所述C间隙103由所述下集水箱4内的水形成水封；即旋风锥筒23下部出口深入离水面一定深度保证负压时不会倒吸入空气。

如图4，所述旋风进气风道21与所述旋风圆筒22连接，旋风进气风道21的开口位置可位于旋风进气隔板上部，待净化气体由所述旋风进气风道21进入所述旋风圆筒22；所述旋风内筒25位于所述旋风圆筒22内，所述旋风内筒25上部出口用于净化后的空气排出。

所述喷雾装置43设置于所述旋风除尘器上方，所述喷雾装置43向旋风进气风道21、所述旋风圆筒22和所述旋风内筒25之间喷雾，使所述旋风进气风道21、所述旋风圆筒22和所述旋风内筒25之间形成水雾和所述旋风圆筒22内壁形成水膜。

喷雾装置43包括水管39和布置在水管39上的多个喷头，水管39可为圆环水管，所述水管39和喷头安装在所述旋风除尘器的顶盖上。水管39安装在旋风除尘器顶盖上部方便拆装。

所述喷头组插入到旋风除尘器顶盖上的螺纹安装孔，也可以是其它密封形式，所述喷头组由多个小喷头组成总体呈“/|\”形排列，即一个喷头组中中间喷头竖直安装，周围喷头倾斜安装，组合时中间喷头能喷出细雾，两侧喷头的流量较大，喷头的作用在于沿旋风除尘器内壁空间一周形成水雾和水膜。风除尘器的顶盖上可设置若干以上呈/|\形的喷头组。

本湿式净化系统可包括丝网除沫器，其包括丝网前均布空间31、出口导流锥32、丝网33、气体均布帽34、阻水边35和回流管24等。具体地，在净化后的空气排出口设置用于拦截水雾的丝网33。丝网33的气体进入侧设置丝网前均布空间31，旋风内筒25上部出口设置气体均布帽34，气体均布帽34下方设置均布帽支撑37，气体均布帽34可优选锥形结构，所述气体均布帽34上可设置气体均布孔38，气体均布帽34的作用在于迫使气体在丝网前均布空间31内完成均匀分布。所述旋风内筒25向上延伸形成用于阻挡被所述丝网33拦截后的水流的阻水边35。回流管24用于将被所述丝网33拦截后的水流回流至所述下集水箱4，回流管24的回流入口36可位于阻水边35外侧。本实施例的丝网除沫器拦截的水雾形成回流水，阻水边35的作用是阻挡这部分水流入再次进入旋风内筒25时被高速气流冲散形成二次水雾，气体均布帽34采用锥形结构的意义也是如此，此时回流水只能进入回流入口36，再通过回流管24流到下集水箱4。

气体均布帽34的锥形帽边缘与旋风除尘器的出口边缘区域形成的最小环形面积D104，不应小于旋风除尘器的出口横截面积E105；在锥形帽的中心均布有一定数量的圆孔，其分布面积约为面积E的30～70％，所有圆孔的面积之和约为面积E的30～60％；丝网除沫器的下部可采用一个大圆锥结构罩在气体均布帽34 上，保证气体均布帽34输出的气体能被收集并均匀的通过丝网33。

以及还可在丝网33的气体出口侧设置出口导流锥32。

进气导流锥2位于水幕板11前方，进气导流锥2的主要作用是使由管道输送过来的气体横截面积逐步扩大，增大与水膜的接触面积。当去掉进气导流锥时，该设备可以用于喷漆废气净化处理。如图7所示，其示出了取消进气导流锥2和进气口1后的结构，将水幕板11敞开成为操作面，这样便可以应用于喷漆行业。实际应用时，可以根据应用场景的不同，对操作面做一定修改，如加大操作面深度有利于进一步收集喷漆废气和防止水雾、水滴等溅落在工件上等。

需要说明的是本发明的湿式净化系统包括上述实施例范围内的全部结构，也可以是并联扩展的，受到单旋风喷雾除尘组件的处理风量限制，在需要净化大流量气体时，可以设计为双旋风结构或者多旋风结构，从而极大地扩大该技术方案的处理能力。

本发明的气体驱动力来源于装置之外的其它风机设备，并不意味着本设备不能集成动力风机系统。本发明所述的技术方案是可以内置动力风机等装置的。动力风机的集成属于本技术领域内公知和有技术手册可查的技术知识，不再详述。

综上而言，本发明的用于气体净化的湿式净化系统，具有：

第一，在使用状态时，安装在旋风除尘器内部的喷头组一方面产生大量的水雾，另一方面水雾充满整个内部空间后在旋风圆筒22、旋风锥筒23和旋风内筒25内壁形成稳定的水膜，当高速气体进入水雾区域后得到充分混合，在碰撞凝并作用下水雾颗粒周围会凝聚大量尘埃颗粒，从而形成较大的颗粒，在旋风离心力作用下，更容易向器壁转移，此时，分布于器壁上的水膜能快速带走这些大颗粒粉尘，因此其净化效果更好，文献资料表明该类型除尘器对5μm粉尘的除尘效率达到87％以上(《黄金》月刊，1998年4月，第四期第19卷，26页《立式旋风水膜除尘器的除尘性能与设计计算_陈喜山》)。本发明与该论文记载的立式旋风水膜除尘器在结构有明显的不同，该论文采用立式旋风结构，气体沿内筒向上运动是等截面圆周运动，喷淋设置在内筒上部某一位置，主要用于产生内壁水膜。而本发明采用锥形旋风结构，气体沿内筒先向下运动，到达圆锥底部时再向上运动，属于变速度变截面运动，并且风速调头时由于速度反向，将获得极大的惯性离心力，粉尘颗粒更容易分离出去。本发明的喷头组件设置在内筒与外筒之间的圆环内部，主要作用在于产生碰撞凝并作用和形成水膜。因此本发明的综合效果更优异。

第二，本发明在旋风喷雾除尘器后级设置了丝网除沫器，旋风喷雾除尘器净化后的气体再经过丝网除沫器进一步净化，由于旋风喷雾除尘器已经去除了气体中大于5μm的粉尘颗粒，因此极大地保护了丝网除尘器，查询HGT 21618-1998《丝网除沫器》可知，国标丝网除尘器可以分离气体中夹带的液体直径大于3～5μm的雾沫。因此，本发明的除尘效果和气液分离效果可以达到99.8％。

以上显示和描述的所有示例中，任何具体值都应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且非限制性的，对本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。