工艺废气处理水箱、处理系统和除尘方法

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2024-12-03 16:03:47

权利要求

1.一种工艺废气处理水箱，其特征在于，包括搅动机、工艺废气进气管、工艺废气出气管、箱体以及设于箱体内的筒体，所述工艺废气进气管贯穿箱体后与筒体的工艺废气进气口连通，所述工艺废气出气管贯穿箱体后与筒体的工艺废气出气口连通，所述箱体中的水至少浸没筒体;

所述搅动机用于搅动筒体内的水，使得筒体内的水沿着筒体的轴向、从工艺废气进气口至工艺废气出气口方向旋流形成文丘里效应，在工艺废气进气口和工艺废气出气口之间形成负压区域，作为工艺废气的流动通道。

2.根据权利要求1所述的工艺废气处理水箱，其特征在于，还包括供水单元、供水控制器、总控制器以及设于箱体内的液位传感器，所述液位传感器实时检测箱体内的液位数据并传送至总控制器，所述总控制器判断液位数据是否低于液位阈值，若低于液位阈值，则发送增大供水量信号至供水控制器，供水控制器根据增大供水量信号增大供水单元的供水量;

所述液位阈值为箱体内水到达筒体内壁上端面时对应的液位数据。

3.根据权利要求1所述的工艺废气处理水箱，其特征在于，还包括设于箱体内的支撑挡板，所述支撑挡板上开设支撑孔，所述筒体插入支撑孔中且与支撑孔的孔壁固定连接。

4.根据权利要求3所述的工艺废气处理水箱，其特征在于，所述支撑挡板将箱体内的空间分为与工艺废气进气管连通的清水腔以及与工艺废气出气管连通的污水腔，供水单元与清水腔连接，所述箱体的排水管与污水腔连接。

5.根据权利要求4所述的工艺废气处理水箱，其特征在于，所述搅动机的搅动端设于清水腔中，所述筒体的进水端与清水腔的侧壁具有清水空隙，所述筒体的出水端与污水腔的侧壁具有脏水空隙。

6.根据权利要求4所述的工艺废气处理水箱，其特征在于，所述支撑挡板上开设通孔，所述通孔位于筒体的下方。

7.根据权利要求6所述的工艺废气处理水箱，其特征在于，所述通孔上覆盖滤网。

8.根据权利要求1至7任一项所述的工艺废气处理水箱，其特征在于，所述工艺废气进气管包括沿工艺废气流动方向依次设置的缩径管和恒径管。

9.根据权利要求1至7任一项所述的工艺废气处理水箱，其特征在于，所述搅动机包括驱动电机、安装套和搅动叶片，所述驱动电机位于箱体外，所述驱动电机的输出轴贯穿箱体的侧壁并延伸至筒体中，所述安装套套设于驱动电机的输出轴外壁，所述搅动叶片与安装套固定连接。

10.一种工艺废气处理系统，其特征在于，包括沿工艺废气依次连接的反应腔和水箱，所述水箱为权利要求1至9任一项所述的工艺废气处理水箱。

11.根据权利要求10所述的工艺废气处理系统，其特征在于，还包括除尘除湿塔;

所述除尘除湿塔包括塔体以及设于塔体内的导流管、多孔旋流管和旋流导向片，所述导流管的顶端开设导向孔，所述旋流导向片的一侧与导向孔的一侧固定连接，所述旋流导向片相对于导流管的径向倾斜设置，多孔旋流管套设于导流管设有出气口部分的外侧。

12.一种工艺废气的除尘方法，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的工艺废气处理水箱，所述除尘方法包括如下步骤：

步骤S1：向箱体内供水，直至筒体浸没于箱体的水中;

步骤S2：开启搅动机，对筒体内的水进行搅动，使得筒体内的水沿着筒体的轴向、从工艺废气进气口至工艺废气出气口方向旋流，产生文丘里效应，在工艺废气进气口和工艺废气出气口之间形成工艺废气的流动通道;

步骤S3：工艺废气在负压作用下，进入筒体的流动通道中，工艺废气中的粉尘、可溶成分与水接触混合，使得粉尘和可溶成分与工艺废气的分离，除尘后的工艺废气从工艺废气出气管排出。

说明书

技术领域

[0001]本发明属于废气处理技术领域，尤其涉及一种工艺废气处理水箱、处理系统和除尘方法。

背景技术

[0002]现有的工艺废气处理系统，通常在水箱的上方设置多个喷淋头对废气进行喷淋，以实现废气除尘处理，但是，喷淋效果不好，处理后的废气含尘量高，容易堵塞工艺废气处理系统后续的处理单元，堵塞后对工艺废气处理装置进行清理费时费力。

发明内容

[0003]鉴于以上分析，本发明旨在提供一种工艺废气处理水箱、处理系统和除尘方法，解决了现有技术中采用喷淋方式对工艺废气除尘处理效果不好导致工艺废气处理系统堵塞的问题。

[0004]本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种工艺废气处理水箱，包括搅动机、工艺废气进气管、工艺废气出气管、箱体以及设于箱体内的筒体，工艺废气进气管贯穿箱体后与筒体的工艺废气进气口连通，工艺废气出气管贯穿箱体后与筒体的工艺废气出气口连通，箱体中的水至少浸没筒体;搅动机用于搅动筒体内的水，使得筒体内的水沿着筒体的轴向、从工艺废气进气口至工艺废气出气口方向旋流形成文丘里效应，在工艺废气进气口和工艺废气出气口之间形成负压区域，作为工艺废气的流动通道。

[0005]进一步地，上述工艺废气处理水箱还包括供水单元、供水控制器、总控制器以及设于箱体内的液位传感器，液位传感器实时检测箱体内的液位数据并传送至总控制器，总控制器判断液位数据是否低于液位阈值，若低于液位阈值，则发送增大供水量信号至供水控制器，供水控制器根据增大供水量信号增大供水单元的供水量;液位阈值为箱体内水到达筒体内壁上端面时对应的液位数据。

[0006]进一步地，上述工艺废气处理水箱还包括设于箱体内的支撑挡板，支撑挡板上开设支撑孔，筒体插入支撑孔中且与支撑孔的孔壁固定连接。

[0007]进一步地，支撑挡板将箱体内的空间分为与工艺废气进气管连通的清水腔以及与工艺废气出气管连通的污水腔，供水单元与清水腔连接，箱体的排水管与污水腔连接。

[0008]进一步地，搅动机的搅动端设于清水腔中，筒体的进水端与清水腔的侧壁具有清水空隙，筒体的出水端与污水腔的侧壁具有脏水空隙。

[0009]进一步地，支撑挡板上开设通孔，通孔位于筒体的下方。

[0010]进一步地，通孔上覆盖滤网。

[0011]进一步地，工艺废气进气管包括沿工艺废气流动方向依次设置的缩径管和恒径管。

[0012]进一步地，搅动机包括驱动电机、安装套和搅动叶片，驱动电机位于箱体外，驱动电机的输出轴贯穿箱体的侧壁并延伸至筒体中，安装套套设于驱动电机的输出轴外壁，搅动叶片与安装套固定连接。

[0013]本发明还提供了一种工艺废气处理系统，包括沿工艺废气依次连接的反应腔和水箱，该水箱为上述工艺废气处理水箱。

[0014]进一步地，上述工艺废气处理系统还包括除尘除湿塔;除尘除湿塔包括塔体以及设于塔体内的导流管、多孔旋流管和旋流导向片，导流管的顶端开设导向孔，旋流导向片的一侧与导向孔的一侧固定连接，旋流导向片相对于导流管的径向倾斜设置，多孔旋流管套设于导流管设有出气口部分的外侧。

[0015]本发明还提供了一种工艺废气的除尘方法，采用上述工艺废气处理水箱，该除尘方法包括如下步骤：

步骤S1：向箱体内供水，直至筒体浸没于箱体的水中;

[0016]与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

A)本发明提供的工艺废气处理水箱，在箱体内设置筒体，筒体浸没于箱体的水中，工艺废气进气口和工艺废气出气口被液封，通过搅动机对筒体内的水进行搅动，使得筒体内的水沿着筒体的轴向、从工艺废气进气口至工艺废气出气口方向高速旋流，产生文丘里效应，在高速流动的流体附近形成低压区域，从而产生吸附作用，在工艺废气进气口和工艺废气出气口之间形成工艺废气的流动通道，工艺废气在负压作用下，进入筒体的流动通道中，工艺废气中的粉尘、可溶成分与高速旋流的水充分接触混合，实现粉尘与工艺废气的分离，工艺废气充分降温，有效提高工艺废气的除尘效率和降温效果。

[0017]B)本发明提供的工艺废气处理水箱，工艺废气与高速旋流的水充分接触混合，工艺废气的降温效果好，从而能够大大减小水箱的整体体积。

[0018]C)本发明提供的工艺废气处理水箱，支撑挡板将箱体内的空间分为与工艺废气进气管连通的清水腔以及与工艺废气出气管连通的污水腔，供水单元与清水腔连接，箱体的排水管与污水腔连接，这样，通过支撑挡板和滤网的设置，防止污水腔颗粒物回流到清水腔，在搅动机的持续搅动作用下，经过筒体到污水腔的水通过通孔回流到清水腔，水箱中的水循环流动不断除尘，这种水箱不仅除尘效率高，还能节约宝贵的水资源。

[0019]D)本发明提供的工艺废气处理系统中，除尘除湿塔采用与喷淋塔完全不同的结构，利用旋流分离的方式，在除尘的同时完成除湿，能够对工艺废气进行多次除尘除湿，有效提高工艺废气的处理效果，同时，在除尘的过程中不采用喷淋水，从而不会引入增大工艺废气的湿度，从而能够减少工艺废气处理系统堵塞的情况发生。

[0020]本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0021]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件;

图1为本发明实施例一提供的工艺废气处理水箱的结构示意图;

图2为本发明实施例二提供的工艺废气处理系统的结构示意图;

图3为本发明实施例二提供的工艺废气处理系统中除尘除湿塔的结构示意图;

图4为本发明实施例二提供的工艺废气处理系统中导流管、旋流导向片和导向孔的结构示意图。

[0022]附图标记：

1-塔体;2-导流管;3-多孔旋流管;4-旋流导向片;5-导向孔;6-外环;7-内环;8-连接条;9-工艺废气进气管;91-缩径管;92-恒径管;10-工艺废气出气管;11-箱体;111-清水腔;112-污水腔;12-筒体;13-液位传感器;14-支撑挡板;15-通孔;16-驱动电机;17-安装套;18-搅动叶片。

具体实施方式

[0023]下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

[0024]实施例一：本实施例提供了一种工艺废气处理水箱，参见图1，包括搅动机、工艺废气进气管9、工艺废气出气管10、箱体11以及设于箱体11内的筒体12，工艺废气进气管9贯穿箱体11后与筒体12的工艺废气进气口连通，工艺废气出气管10贯穿箱体11后与筒体12的工艺废气出气口连通，箱体11中的水至少浸没筒体12，搅动机用于搅动筒体12内的水。

[0025]与现有技术相比，本实施例提供的工艺废气处理水箱，在箱体11内设置筒体12，筒体12浸没于箱体11的水中，工艺废气进气口和工艺废气出气口被液封，通过搅动机对筒体12内的水进行搅动，使得筒体12内的水沿着筒体12的轴向、从工艺废气进气口至工艺废气出气口方向高速旋流，产生文丘里效应，在高速流动的流体附近形成低压区域，从而产生吸附作用，在工艺废气进气口和工艺废气出气口之间形成工艺废气的流动通道，工艺废气在负压作用下，进入筒体12的流动通道中，工艺废气中的粉尘、可溶成分与高速旋流的水充分接触混合，实现粉尘与工艺废气的分离，工艺废气充分降温，有效提高工艺废气的除尘和降温效果。

[0026]此外，在工艺废气处理水箱中，工艺废气中的粉尘、可溶成分与高速旋流的水充分接触混合，粉尘处理效率高，对工艺废气的降温效果好，从而能够大大减小水箱的整体体积。

[0027]为了保证工艺废气的处理效率，上述筒体12的尺寸如下：筒体12的直径为180~230mm(例如，200mm)，长度为650~750mm(例如，700mm)。

[0028]为了保证箱体11中的水能够始终浸没筒体12，上述工艺废气处理水箱还包括供水单元、供水控制器、总控制器以及设于箱体11内的液位传感器13，液位传感器13实时检测箱体11内的液位数据并传送至总控制器，总控制器判断液位数据是否低于液位阈值，该液位阈值为箱体11内水到达筒体12内壁上端面时对应的液位数据，若低于液位阈值，则发送增大供水量信号至供水控制器，供水控制器根据增大供水量信号增大供水单元的供水量。

[0029]为了能够实现筒体12的稳定安装，上述工艺废气处理水箱还包括设于箱体11内的支撑挡板14，支撑挡板14上开设支撑孔，筒体12插入支撑孔中且与支撑孔的孔壁固定连接，从而能够实现筒体12的稳定安装。

[0030]支撑挡板14将箱体11内的空间分为与工艺废气进气管9连通的清水腔111以及与工艺废气出气管10连通的污水腔112，供水单元与清水腔111连接，箱体11的排水管与污水腔112连接，这样，通过支撑挡板14的设置，能够隔绝清水腔111和污水腔112，避免与工艺废气接触过的脏水污染清水腔111。

[0031]可以理解的是，为了保证筒体12中的水始终处于较为清洁的状态，搅动机的搅动端设于清水腔111中，筒体12的进水端与清水腔111的侧壁具有清水空隙，筒体12的出水端与污水腔112的侧壁具有脏水空隙，供水单元、清水腔111、清水空隙、筒体12、脏水空隙、污水腔112和排水管依次连接，形成水的流动通路，保证筒体12中的水始终处于较为清洁的状态。

[0032]为了避免水中的粉尘堆积在污水腔112的底部，上述支撑挡板14上开设通孔15，通孔15位于筒体12的下方，优选地，通孔15位于支撑挡板14的下端、支撑挡板14与箱体11下壁面的连接处。这样，部分水能够通过通孔15从清水腔111直接供入污水腔112，对污水腔112的底部进行冲刷，避免水中的粉尘堆积在污水腔112的底部。

[0033]为了能够防止污水腔112的颗粒物回流到清水腔111，上述通孔15上覆盖滤网。通过支撑挡板14和滤网的设置，滤网过滤污水腔112的颗粒物，能够防止污水腔112的颗粒物回流到清水腔111，在搅动机的持续搅动作用下，经过筒体12到污水腔112的水通过通孔回流到清水腔111，水箱中的水循环流动不断除尘，这种水箱不仅除尘效率高，还能节约宝贵的水资源。

[0034]为了能够促进工艺废气进入筒体12中，对于工艺废气进气管9的结构，具体来说，其包括沿工艺废气流动方向依次设置的缩径管91和恒径管92，通过缩径管91的设置能够减少工艺废气的流速损失，有效提高工艺废气的流速，促进其进入筒体12中，恒径管92的设置具有稳流的作用。

[0035]示例性地，缩径管91的锥度为50~75°(例如，60°)，小端直径为80~120mm(例如，100mm)，大端直接为240~280mm(例如，260mm)。

[0036]对于搅动机的结构，具体来说，其包括驱动电机16、安装套17和搅动叶片18，驱动电机16位于箱体11外，驱动电机16的输出轴贯穿箱体11的侧壁并延伸至筒体12中，安装套17套设于驱动电机16的输出轴外壁，搅动叶片18与安装套17固定连接。

[0037]为了能够提供足够的搅动力，示例性地，搅动叶片18的数量为3~6个，驱动电机16的转速为400~600rpm，搅动叶片18的平面与安装套17的夹角为30~60°，搅动叶片18的长度为70~90mm，宽度为60~70mm。

[0038]以4个搅动叶片18为例，驱动电机16的转速为500rpm，搅动叶片18的平面与安装套17的夹角为45°，搅动叶片18的长度为80mm，宽度为65mm。

[0039]实施例二：本实施例提供了一种工艺废气处理系统，参见图2，包括沿工艺废气依次连接的反应腔和水箱，水箱为实施例一提供的工艺废气处理水箱。

[0040]与现有技术相比，本实施例提供的工艺废气处理系统的有益效果与实施例一提供的工艺废气处理水箱的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

[0041]为了能够对工艺废气处理水箱排出的工艺废气进行进一步的除尘除湿处理，上述工艺废气系统还包括除尘除湿塔。

[0042]对于除尘除湿塔的结构，具体来说，参见图3至图4，其包括塔体1以及设于塔体1内的导流管2、多孔旋流管3和旋流导向片4，导流管2的顶端开设导向孔5，旋流导向片4的一侧与导向孔5的一侧固定连接(例如，焊接或两者一体成型)，旋流导向片4相对于导流管2的径向倾斜设置，多孔旋流管3套设于导流管2设有出气口部分的外侧，塔体1和多孔旋流管3的出液口均与水箱连通。

[0043]此种结构的除尘除湿塔采用与喷淋塔完全不同的结构，利用旋流分离的方式，在除尘的同时完成除湿，能够对工艺废气进行多次除尘除湿，有效提高工艺废气的处理效果，同时，在除尘的过程中不采用喷淋水，从而不会引入增大工艺废气的湿度，从而能够减少工艺废气处理系统堵塞的情况发生。

[0044]考虑到工艺废气在流经旋流导向片4的过程中存在一定的压力损失，为了能够进一步提高工艺废气的流动速度，沿工艺废气流动方向，上述导流管2的内径逐渐减小，也就是说，导流管2为缩径筒，通过缩径增加工艺废气的流动速度，从而能够削减工艺废气的压力损失，进而能够提高工艺废气在多孔旋流管3中的旋流速度。

[0045]为了能够延长工艺废气的流动路径，导向孔5位于多孔旋流管3的通气孔的上方，从而能够形成之字形的工艺废气流动路径，进一步提高工艺废气的除尘除湿效果。

[0046]对于多孔旋流管3来说，从除尘除湿效果和压力损失两方面考虑，多个通气孔均匀布置，多个通气孔分多圈布置，其中至少一圈为底端孔，设于多孔旋流管3的底端，作为多孔旋流管3的出液口，其余圈为侧壁孔，设于多孔旋流管3的侧壁。

[0047]为了能够实现除尘除湿塔的稳定安装，其还包括外环6、内环7和连接条8，内环7位于外环6内且与外环6同轴设置，内环7与外环6之间具有空隙，分离后的粉尘和水滴通过空隙流入水箱中，外环6与水箱固定连接，内环7与塔体1固定连接，从而能够实现塔体1与水箱之间的稳定连接，连接条8的一端与外环6固定连接，连接条8的另一端与内环7固定连接，部分外环6、部分内环7以及相邻两个连接条8构成扇形孔，作为塔体1的出液口。

[0048]基于本实施例的工艺废气处理系统，工艺废气处理方法如下：

工艺废气通入反应腔中，工艺废气中有害工艺废气发生热分解，使得有害工艺废气含量降低，反应腔排出的工艺废气中含有粉尘和易溶于水的工艺废气;反应后的工艺废气通过工艺废气进气管9供入箱体11中，通过搅动机对筒体12内的水进行搅动，使得筒体12内的水沿着筒体12的轴向、从工艺废气进气口至工艺废气出气口方向高速旋流，产生文丘里效应，在高速流动的流体附近形成低压区域，从而产生吸附作用，在工艺废气进气口和工艺废气出气口之间形成工艺废气的流动通道，工艺废气在负压作用下，进入筒体12的流动通道中，工艺废气中的粉尘、可溶成分与高速旋流的水充分接触混合，实现粉尘与工艺废气的分离，工艺废气的充分降温，完成一次除尘;除尘降温后的工艺废气从工艺废气出气管10供入导流管2中，工艺废气在导流管2中向上流动，并在旋流导向片4的导流作用下，呈旋流供入多孔旋流管3中，在旋流过程中，在离心作用下，工艺废气中部分粉尘和水滴会碰撞到多孔旋流管3的管壁，实现粉尘和液滴与工艺废气的分离，并在粉尘和水滴自身重力的作用下通过底端孔流回至污水腔112中，完成二次除尘和一次除湿;经过二次除尘和一次除湿的工艺废气从多孔旋流管3的侧壁孔供入塔体1中，并与塔体1发生碰撞，塔体1能够对工艺废气中的粉尘和水滴进行有效拦截，碰壁后在重力作用下通过扇形孔回流至污水腔112中，完成三次除尘和二次除湿;三次除尘和二次除湿的工艺废气在负压的作用下，从塔体1顶端的出气口排出除尘除湿塔。

[0049]实施例三：本实施例提供了一种工艺废气的除尘方法，采用实施例一提供的工艺废气处理水箱，该除尘方法包括如下步骤：

步骤S1：向箱体11内供水，直至筒体12浸没于箱体11的水中;

步骤S2：开启搅动机，对筒体12内的水进行搅动，使得筒体12内的水沿着筒体12的轴向、从工艺废气进气口至工艺废气出气口方向旋流，产生文丘里效应，在工艺废气进气口和工艺废气出气口之间形成工艺废气的流动通道;

步骤S3：工艺废气在负压作用下，进入筒体12的流动通道中，工艺废气中的粉尘、可溶成分与水接触混合，使得粉尘和可溶成分与工艺废气的分离，除尘后的工艺废气从工艺废气出气管10排出。

[0050]与现有技术相比，本实施例提供的工艺废气的除尘方法的有益效果与实施例一提供的工艺废气处理水箱的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

[0051]基于工艺废气处理水箱的具体结构，上述步骤S3之后还包括如下步骤：

步骤S4：在搅动机的持续搅动过程中，污水腔112内的水通过支撑挡板14上的通孔15回流到清水腔111，并在箱体11中循环流动用于除尘。

[0052]为了能够保证除尘效果，上述步骤S4之后还包括如下步骤：

步骤S5：实时监测污水腔内的粉尘浓度，判断粉尘浓度是否超过浓度阈值，若超过，则进行步骤S6;

步骤S6：打开污水腔的排污口进行排污，同时，向箱体11内供水，直至筒体12浸没于箱体11的水中，实现箱体11内水的更换。

[0053]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

说明书附图(4)