CN106052437A - 一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，包括废气入口、塔体以及填料层，所述塔体包括塔壁，在塔体内设置有单管冷媒散热装置，所述单管冷媒散热装置设置在所述废气入口与所述填料层之间，所述单管冷媒散热装置包括冷媒散热管和活塞组件，所述活塞组件包括密封活塞和活塞连杆，所述活塞连杆一端与所述密封活塞连接，另一端与所述塔壁固定连接，所述冷媒散热管一端密闭，另一端设置有开口，所述活塞组件通过所述冷媒散热管开口的一端插入所述冷媒散热管，所述塔壁设置有与所述冷媒散热管配合的壁孔，所述冷媒散热管密闭的一端穿过所述壁孔可伸缩地探到所述塔体外。以使废气在喷淋塔内与药剂反应前，得到有效散热。
Description
技术领域
本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔。
背景技术
许多生产行业在工业生产过程会产生酸性的工业废气，为了达到排放标准，减少对环境的污染，需要对酸性废气进行除酸处理，普遍的做法是将酸性废气通过喷淋塔，在喷淋塔内向塔内的填料层循环喷淋中和药剂，使得酸性废气经过填料层时与中和药剂反应，从而降低废气的酸度。
而有些生产企业还会产生高温的酸性废气，高温的废气如果直接通过喷淋塔排放的话，高温会使中和药剂快速蒸发，不仅降低了中和药剂的有效利用率，加大生产企业的成本，而且快速蒸发的中和药剂会形成结晶，对填料层造成堵塞，使得喷淋塔失效，填料层堵塞后有可能导致废气回流，严重的话还会损坏生产设备，给生产企业带来巨大的经济损失。另外，在填料层中起到传质作用的填料（一般为塑料材质），若长期在高温环境下工作的话容易老化，频繁更换填料的话会影响生产进度。
因此在经过喷淋塔的填料层前，需要对高温废气进行散热处理，现有技术中，有的在喷淋塔内设置有多层散热片，使得高温废气通过填料层前先经过散热片进行散热，然而散热片的散热能力有效，在实际应用中，其散热效果并不理想。而有的则在高温废气通入喷淋塔时，同时通入冷风，利用冷风与高温废气混合来降低废气的温度，但喷淋塔的气体排量是有一定限度的，混合冷风后，废气只占了混合气体的部分，这无疑降低了喷淋塔处理废气的效率。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，以使得废气在喷淋塔内与药剂反应前，得到有效的散热，从而使得废气喷淋塔能够对废气进行有效、快速的处理。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，包括废气入口、塔体以及填料层，所述塔体包括塔壁，在塔体内设置有单管冷媒散热装置，所述单管冷媒散热装置设置在所述废气入口与所述填料层之间，所述单管冷媒散热装置包括冷媒散热管和活塞组件，所述活塞组件包括密封活塞和活塞连杆，所述活塞连杆一端与所述密封活塞连接，另一端与所述塔壁固定连接，所述冷媒散热管一端密闭，另一端设置有开口，所述活塞组件通过所述冷媒散热管开口的一端插入所述冷媒散热管，所述塔壁设置有与所述冷媒散热管配合的壁孔，所述冷媒散热管密闭的一端穿过所述壁孔可伸缩地探到所述塔体外。
所述密封活塞与所述冷媒散热管配合，使得在所述冷媒散热管内形成一个大小可变的密封空间，在这个密封空间里存有冷媒。高温废气通过所述废气入口进入所述塔体内，在与所述填料层接触前，高温废气先经过所述单管冷媒散热装置，并对所述冷媒散热管进行加热，在所冷媒散热管内的冷媒受热后气化，在气化过程中冷媒大量吸收高温废气的温度；气化后的冷媒在所述冷媒散热管内膨胀，推动所述冷媒散热管相对所述活塞组件运动，因此，高温废气部分温度转化成所述冷媒散热管的动力；由于所述活塞连杆与所述塔壁固定连接，因而相对运动的所述冷媒散热管通过所述壁孔向所述塔体外伸出，从而将冷媒吸收的热量直接带出塔体，所述冷媒散热管伸出塔体外的部分散热，使得其内的冷媒液化，液化过程中冷媒的体积逐渐缩小，使得所述冷媒散热管慢慢回缩到所述塔体内受热，冷媒再次吸热气化，使所述冷媒散热管再次向塔体外伸出，如此循环，以达到对高温废气高效散热的效果。
作为本发明所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔的改进，所述冷媒散热管倾斜设置，所述冷媒散热管密闭的一端高于开口的一端。使得受热的冷媒气化的部分上升到倾斜设置的冷媒散热管密闭的一端，有助于在所述冷媒散热管伸出塔体时对气化的冷媒散热，散热液化的冷媒会流回到所述冷媒散热管开口的一端，从而回到塔体内继续吸收高温废气的热量。
作为本发明所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔的改进，倾斜设置的冷媒散热管的水平夹角为20℃～70℃。当所述冷媒散热管水平夹角太小的话，则不利于气化的冷媒往所述冷媒散热管密闭的一端上升，当水平夹角太大的话，则会缩短所述冷媒散热管伸出塔体的水平距离，降低对冷媒的散热效果，因而将倾斜设置的冷媒散热管的水平夹角设置为20℃～70℃更为合适。
作为本发明所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔的改进，在所述的塔体外还设置有冷风通道，所述冷风通道设置在开有所述壁孔的塔壁一侧，所述冷风通道设置有冷风入口和冷风出口。使得所述冷媒散热管伸出所述塔体外时，直接进入所述冷风通道，冷风从所述冷风入口进入所述冷风通道，再由所述冷风出口排出，从而带走冷媒的热量，以加速冷媒的散热，通过控制冷风量保证冷媒的再次液化，进而保证所述冷媒散热管的持续伸缩动作，以持续吸走高温废气的热量。相比现有技术中冷风直接与高温废气的混合降温方式，设置在塔体外的冷风通道使得冷风不需要与高温废气接触，喷淋塔也无须另外处理冷风，从而不会降低了喷淋塔处理废气的效率。
作为本发明所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔的改进，所述单管冷媒散热装置不少于两个，各个单管冷媒散热装置水平并排设置成冷媒散热装置排，且相邻的单管冷媒散热装置之间存在间隙。增加所述单管冷媒散热装置的数量以提高散热效果，相邻的单管冷媒散热装置之间的间隙供高温废气通过。
作为本发明所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔的改进，所述单管冷媒散热装置不少于两个，各个单管冷媒散热装置竖直排列，且在竖直方向上相邻的两个单管冷媒散热装置设置在不同竖直平面上。若竖直方向上设置的单管冷媒散热装置均设置在同一竖直平面上，该竖直平面两侧会形成竖直的风道，高温废气会在竖直风道上快速通过，从而减少高温废气与所述单管冷媒散热装置的接触面积和接触时间，影响在所述冷媒散热管内的冷媒的吸热效果。因此，将在竖直方向上相邻的两个单管冷媒散热装置设置在不同竖直平面上，使得高温废气在上升过程中碰到单管冷媒散热装置后绕行，然后碰到上层的单管冷媒散热装置后再次绕行，延长了高温废气在单管冷媒散热装置区域的行进路程，从而使得高温废气与所述单管冷媒散热装置充分接触。
作为本发明所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔的改进，设置在不同高度上的单管冷媒散热装置，其冷媒散热管的管径由下而上依次减少。要使所述冷媒散热管具有足够的动量向所述塔体外伸出，其管径越大所需要气化的冷媒越多，即所要吸收的热量越多。由于高温废气在上升过程中，因被冷媒吸收热量而温度逐渐降低，为了使冷媒吸收的热量足够令所述单管冷媒散热装置的冷媒散热管向塔体外伸出，因而需要处于上方的冷媒散热管的管径相比处于下方的冷媒散热管的管径要小。。
作为本发明所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔的改进，所述壁孔上设置有密封圈，避免高温废气从所述壁孔漏出。
作为本发明所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔的改进，在所述冷媒散热管密闭的一端设置有泄压阀。当所述冷媒散热管内气压大到一定值时，泄压阀自动开启，避免所述冷媒散热管内压力过大而发生爆炸等意外。
作为本发明所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔的改进，在所述冷媒散热管密闭的一端设置有冷媒阀。所述冷媒阀用于对所述冷媒散热管充入冷媒，当喷淋塔设置有多个单管冷媒散热装置时，可以有选择地向部分冷媒散热管充入冷媒，使用部分单管冷媒散热装置，以符合实际应用要求，增加该活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔使用的灵活性。
作为本发明所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔的改进，在所述冷媒散热管开口的一端设置有卡块。在受到骤变高温时冷媒会迅速膨胀，所述冷媒散热管会快速向塔体外伸出，由于惯性所述冷媒散热管很容易与所述活塞组件脱离而向外飞出，因此设置的所述卡块用于卡紧所述密封活塞，防止所述冷媒散热管出现飞脱的情况。
本发明的有益效果在于：提供一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，通过所述密封活塞与所述冷媒散热管配合，使得在所述冷媒散热管内形成一个大小可变的密封空间，在这个密封空间里存有冷媒。高温废气通过所述废气入口进入所述塔体内，在与所述填料层接触前，高温废气先经过所述单管冷媒散热装置，并对所述冷媒散热管进行加热，在所冷媒散热管内的冷媒受热后气化，在气化过程中冷媒大量吸收高温废气的温度；气化后的冷媒在所述冷媒散热管内膨胀，推动所述冷媒散热管相对所述活塞组件运动，因此，高温废气部分温度转化成所述冷媒散热管的动力；由于所述活塞连杆与所述塔壁固定连接，因而相对运动的所述冷媒散热管通过所述壁孔向所述塔体外伸出，因而将冷媒吸收的热量直接带出塔体，所述冷媒散热管伸出塔体外的部分散热，使得其内的冷媒液化，液化过程中冷媒的体积逐渐缩小，使得所述冷媒散热管慢慢回缩到所述塔体内受热，冷媒再次吸热气化，使所述冷媒散热管再次向塔体外伸出，如此循环，以达到对高温废气高效散热的效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明设置有单管冷媒散热装置的塔体的结构示意图。
其中，1.废气入口，2.塔体，21.塔壁，211.壁孔，3.填料层，4.单管冷媒散热装置，41.冷媒散热管，411.卡块，421.密封活塞，422.活塞连杆，43.泄压阀，44.冷媒阀，5.密封圈，61.冷风通道，62.冷风入口，63.冷风出口，71. 第一冷媒散热装置排，72.第二冷媒散热装置排，73.第三冷媒散热装置排。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和说明书附图对本发明及其有益效果作进一步详细说明，但是，本发明的具体实施方式并不局限于此。
如图1和图2所示，一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，包括废气入口1、塔体2以及填料层3，所述塔体2包括塔壁21，在塔体2内在所述废气入口1与所述填料层3之间设置有单管冷媒散热装置4，所述单管冷媒散热装置4包括冷媒散热管41和活塞组件，所述活塞组件包括密封活塞421和活塞连杆422，所述活塞连杆422一端与所述密封活塞421连接，另一端与所述塔壁21固定连接，所述冷媒散热管41一端密闭，另一端设置有开口，所述活塞组件通过所述冷媒散热管41开口的一端插入所述冷媒散热管41，在所述冷媒散热管41开口的一端设置有卡块411，所述塔壁21设置有与所述冷媒散热管41配合的壁孔211，所述壁孔211上设置有密封圈5，所述冷媒散热管41密闭的一端穿过所述壁孔211，且可伸缩地探到所述塔体2外。其中，在所述冷媒散热管41密闭的一端设置有泄压阀43和冷媒阀44。所述冷媒散热管41倾斜设置，所述冷媒散热管41密闭的一端高于开口的一端，且倾斜设置的冷媒散热管41的水平夹角为45℃。所述单管冷媒散热装置4设置有9个，每个单管冷媒散热装置4之间存在供高温废气通过的间隙，其中每3个单管冷媒散热装置4为一组，水平并排设置成冷媒散热装置排，因此在竖直方向上设置有3组冷媒散热装置排，由上至下依次为第一冷媒散热装置排71，第二冷媒散热装置排72，以及第三冷媒散热装置排73，其中，第二冷媒散热装置排72的冷媒散热管41的管径为第一冷媒散热装置排71的冷媒散热管41管径的2倍，第三冷媒散热装置排73的冷媒散热管41的管径为第二冷媒散热装置排72的冷媒散热管41管径的2倍。第一冷媒散热装置排71与第二冷媒散热装置排72错开，使得第一组的单管冷媒散热装置4与第二组的单管冷媒散热装置4不在同一竖直平面上，第二冷媒散热装置排72与第三冷媒散热装置排73错开，使得第二组的单管冷媒散热装置4与第三组的单管冷媒散热装置4不在同一竖直平面上，另外，在所述的塔体2外还设置有冷风通道61，所述冷风通道61设置在开有所述壁孔211的塔壁21一侧，所述冷风通道61设置有冷风入口62和冷风出口63。
所述密封活塞421与所述冷媒散热管41配合，使得在所述冷媒散热管41内形成一个大小可变的密封空间，通过所述冷媒阀44在这个密封空间里存入水作为冷媒。高温废气通过所述废气入口1进入所述塔体2内，在与所述填料层3接触前，高温废气先经过所述单管冷媒散热装置4，并对所述冷媒散热管41进行加热，在所冷媒散热管41内的冷媒受热后气化成蒸汽，在气化过程中冷媒大量吸收高温废气的温度；气化后的冷媒在所述冷媒散热管41内膨胀，推动所述冷媒散热管41相对所述活塞组件运动，因此，高温废气部分温度转化成所述冷媒散热管41的动力；由于所述活塞连杆422与所述塔壁21固定连接，因而相对运动的所述冷媒散热管41通过所述壁孔211向所述塔体2外伸出，并进入所述冷风通道61，因而将冷媒吸收的热量直接带到冷风通道61，冷风从所述冷风入口62进入所述冷风通道61并从所述冷风出口63出风，以对所述冷媒散热管41伸出塔体2外的部分散热，使得其内的冷媒液化，液化过程中冷媒的体积逐渐缩小，使得所述冷媒散热管41慢慢回缩到所述塔体2内受热，冷媒再次吸热气化，使所述冷媒散热管41再次从塔体2伸向冷风通道61，如此循环，以达到对高温废气高效散热的效果。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，包括废气入口、塔体以及填料层，所述塔体包括塔壁，其特征在于：在塔体内设置有单管冷媒散热装置，所述单管冷媒散热装置设置在所述废气入口与所述填料层之间，所述单管冷媒散热装置包括冷媒散热管和活塞组件，所述活塞组件包括密封活塞和活塞连杆，所述活塞连杆一端与所述密封活塞连接，另一端与所述塔壁固定连接，所述冷媒散热管一端密闭，另一端设置有开口，所述活塞组件通过所述冷媒散热管开口的一端插入所述冷媒散热管，所述塔壁设置有与所述冷媒散热管配合的壁孔，所述冷媒散热管密闭的一端穿过所述壁孔可伸缩地探到所述塔体外。
2.根据权利要求1所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，其特征在于：所述冷媒散热管倾斜设置，所述冷媒散热管密闭的一端高于开口的一端。
3.根据权利要求2所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，其特征在于：倾斜设置的冷媒散热管的水平夹角为20℃～70℃。
4.根据权利要求1所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，其特征在于：在所述的塔体外还设置有冷风通道，所述冷风通道设置在开有所述壁孔的塔壁一侧，所述冷风通道设置有冷风入口和冷风出口。
5.根据权利要求1所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，其特征在于：所述单管冷媒散热装置不少于两个，各个单管冷媒散热装置水平并排设置成冷媒散热装置排，且相邻的单管冷媒散热装置之间存在间隙。
6.根据权利要求1所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，其特征在于：所述单管冷媒散热装置不少于两个，各个单管冷媒散热装置竖直排列，且在竖直方向上相邻的两个单管冷媒散热装置设置在不同竖直平面上。
7.根据权利要求6所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，其特征在于：设置在不同高度上的单管冷媒散热装置，其冷媒散热管的管径由下而上依次减小。
8.根据权利要求1所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，其特征在于：所述壁孔上设置有密封圈。
9.根据权利要求1所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，其特征在于：在所述冷媒散热管密闭的一端设置有泄压阀。
10.根据权利要求1所述的一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔，其特征在于：在所述冷媒散热管密闭的一端设置有冷媒阀。
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2016
- 2016-06-25 CN CN201610469183.0A patent/CN106052437B/zh active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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