專利名稱：列管式對流接觸裝置及管式對流接觸器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種接觸與分離裝置，具體涉及一種列管式對流接觸裝置及管式對流接觸器。
背景技術：
靜態混合器是20世紀70年代初開始發展的一種先進混合器，不僅應用于混合過程，而且可以應用于與混合-傳遞有關的過程，包括氣/氣混合、液/液萃取、氣/液反應、強化傳熱及液/液反應等過程。因此靜態混合器廣泛應用于塑料、化工、醫藥、礦冶、食品、日化、農藥、電纜、石油、造紙、化纖、生物、環保等多個行業。由于該產品耗能低、投資省、效果好、見效快，為用戶帶來了可觀的經濟效益。靜態混合器的混合過程是由一系列安裝在空心管道中的不同規格的混合單元進行的。由于混合單元的作用，可以使流體時而左旋，時而右轉旋，在混合過程中，不僅將中心流體推向周邊，而且將周邊流體推向中心，從而形成良好的混合效果。日本專利公報(專利申請公告昭52-17264)公開了一種“混合器”，其中記載了:“在圖1及圖2中，普通的圓柱形的空心管10是將流體成分A和B在管內流動，并完全混合的導管。流體成分A、B從上游端12引入，成為流體成分A、B完全混合后的均勻流體16從下游端14排出。在導管10中，依次設置了一系列多個彎曲的單元片20，21，……30。各單元片是用與導管10內徑幾乎相等的寬度(不一定是必須條件)，長度為寬度的1.25倍至幾倍的薄板制成的。將該薄板扭曲 ，其上游端及下游端分別幾乎成為直線，兩者相互構成了某個角度。這個角度，如同亞美尼愛茨等的眾所周知的事例中詳細敘述，可以在約60° -120°之間選擇。這些單元片，如圖2所示，相鄰排列的單元片每一對的前面單元片的后端32和后續的單元片的前端34，按下列所示要求排列:僅僅相隔了預先設定的距離D，并且，同樣地，如下所述，僅僅錯開了預先設定的角度α (參考第3圖)。在圖3中，分別用1、2表示后端32的上下端，分別用3、4表示前端34對應的兩端，那么角度α就構成了圓弧1_4的角度。后端32和前端34之間形成了中間腔36。各單元片相對于相鄰的單元片，分別按相反方向扭轉，經過單元片流動的流體的旋轉方向經每一個單元片而發生反轉。”、“為了最大限度地發揮混合作用效果，在前端34將中間腔36的流體的旋流捕獲、分開時，必須沿著與上游側的單元片后端32將流體分開的直線相垂直的直線，將旋流進行分開(參考第I圖、第2圖及第3圖)。因此，這種場合，角度α，從90°開始僅僅以流體離開后端32后到達前端34之間，在中間腔36內旋轉的角度來錯開的。在按本發明的任意裝置中，為了找出該角度α，必須首先確定運轉本裝置時的特定雷諾數。隨后，如上所述，確定特性流體旋流節距曲線。按照第6圖的原則，選定依次排列的單元片的特定間距，決定下游側的單元片的前端位置，該前端處于旋流節距曲線上的哪個位置。該位置，假如處于曲線上的波腹點，則流體，離開上游側的元件片的后端之后旋轉了 90°，因此，角度α成為180°。而且，假如到達了交點位置，角度α就變成了 90°。即下游側的單元片的前端位置，從交點開始向下游方向移動I個節距，經過波腹點到達下一個交點之間的角度α從90°變化到180°，進而再變化到90°。”、“為了制造具有任意特性雷諾數的混合器，例如第4圖所示，可以組件裝配來得到。將各彎曲的單元片、即混合板分別先裝入到各個短管中，將右旋的單元片20裝入到管子38中，將左旋單元片21裝入到管子40中。單元片依次排列的每對間的間距，由插入到管子38和40之間的管子42的長度來確定。根據本發明的原理，預先確定間距后，決定管子42的長度，按第4圖所示的順序，將管子38、42和40裝配固定。同樣地，預先確定了角度α后，各管子38、40、42相對地繞軸線旋轉，獲得所要求的角度α之后，將管子38、40保持在該位置，將所有零件固定。按照管子38、40、42的材質，采用釬焊、焊接、粘結、塑料固定、夾具、及其他方法，將各管子固定。”由此可以看出，影響該混合器使用效果的參數較多，需要確定角度α，知道相關的雷諾數，還需選定依次排列的單元片的特定間距，因此制作該混合器的要求較高；為了制作制造具有任意特性雷諾數的混合器，采用組件裝配來得到，這種方式較為復雜。中國專利文獻CN201291118Y (專利申請號為ZL200820210217.5)公開了“一種工業爐窯用脫硫除塵裝置”，其中記載了 “本實施例的脫硫除塵裝置使用時，通過水泵將冷卻水泵入上進水管1-2-1和下進水管1-2-2,冷卻水流出進水管1-2后,進入接觸式冷卻噴淋裝置1-3中，冷卻水在重力作用下由上至下經過接觸式冷卻噴淋裝置1-3，其中由上進水管
1-2-1進入接觸式冷卻噴淋裝置1-3的冷卻水由列管1-5的各單管的進水部1-6的進水口
1-6-1進入各單管而沿各單管的內壁流下，由第二進水管1-2-2進入接觸式冷卻噴淋裝置
1-3的冷卻水進入殼體1-1的位于上管板1-4-1與第二上管板1-4-2之間的空腔中、再流過下管板1-4-2的管孔1-4-3的孔壁與相應的單管外壁之間的間隙、沿各單管的外壁流下，這些沿單管的內外壁流下的冷卻水在單管下端匯聚后，呈噴淋狀落下而離開接觸式冷卻噴淋裝置1-3”和“當煙氣與水蒸氣的混合氣向上進入接觸式冷卻噴淋裝置1-3后，一部分混合氣直接進入列管1-5的各單管的內腔，而與進入接觸式冷卻噴淋裝置1-3的各單管的內腔中的冷卻水相接觸，另一部分混合氣則進入列管1-5的單管之間的空間而與沿各單管外壁流下的冷卻水相接觸，混合氣與冷卻水在接觸過程中則被冷卻水吸收了一部分二氧化硫和吸附了一部分煙塵顆粒。”由此看出，煙氣與水蒸氣的混合氣的向上運動是直線上升，冷卻水是垂直落下或沿管壁流下，二者在相互接觸的過程中，接觸時間較短，而且接觸面積相對較小，冷卻、除塵和除有害氣體的效果受到一定影響。

發明內容
本發明的第一目的是提供一種結構簡單，使用中對流的流體接觸時間長的管式對流接觸器。本發明的第二目的是提供一種結構簡單，使用中對流的流體接觸時間長的列管式對流接觸裝置。實現本發明第一目的的基本技術方案是:一種管式對流接觸器，其結構特點是:包括旋轉導流板和單管。單管為圓柱殼形，旋轉導流板為將板體長度方向的一端以板體長度方向的中央直線為軸線旋轉90度至7200度形成的扭轉板。旋轉導流板的板體的寬度與單管的內徑相對應。旋轉導流板軸向設置在單管中。以上述管式對流接觸器的基本技術方案為基礎的技術方案是:單管為鋼制的圓柱殼形一體件，單管的上下向的長度等于旋轉導流板的長度的I至3倍。
實現本發明第二目的的基本技術方案是:包括一組管式管式對流接觸器、上管板和下管板。各管式對流接觸器結構形狀相同，各管式對流接觸器均包括旋轉導流板和單管。單管為圓柱殼形，旋轉導流板為將板體長度方向的一端以板體長度方向的中央直線為軸線旋轉90度至7200度形成的扭轉板。旋轉導流板的板體的寬度與單管的內徑相對應。旋轉導流板軸向設置在單管中。上管板和下管板的形狀相應，且均水平設置。各單管均鉛垂設置，各單管均由其上部外壁密閉固定連接在上管板上，且各單管的上端口均在同一水平面上。各單管均由其下部外壁密閉固定連接在下管板上。列管式對流接觸裝置鉛垂設置在相應的用于流體流動空間的鉛垂設置的管道中，且由其上下管板的周邊外側與該管道的內壁密閉固定連接，從而形成列管式對流接觸裝置。以上述列管式對流接觸裝置的基本技術方案為基礎的進一步技術方案是:單管為鋼制的圓柱殼形一體件，單管的上下向的長度等于旋轉導流板的長度的I至3倍。上管板上設有一個位于中央的中央進水管孔和一組位于中央進水管孔周邊的均勻分布的上板管孔。下管板上設有一組下板管孔，每個下板管孔與相應一個上板管孔相對應。上管板和下管板均水平設置，各自由其圓周側面與相應的用于流體流動空間的鉛垂設置的管道的內壁密閉固定連接，且下管板的每個下板管孔與相應一個上板管孔同軸設置，下板管孔的個數少于上板管孔的個數4至30個。上述列管的每根單管從下向上依次穿過相應的下管板的下板管孔和上管板的上板管孔，每根單管的管體的上下端均開口，每根單管的上端向上伸出上管板，且所有單管的上端口均處在同一水平面上，每根單管的下端向下伸出下管板。列管的每根單管均密閉固定連接在下管板和上管板上，從而在列管的各單管、上管板、下管板和相應的用于流體流動空間的鉛垂設置的管道之間形成液體儲倉。以上述列管式對流接觸裝置的進一步技術方案為基礎的技術方案是:列管式對流接觸裝置還具有緩沖器。緩沖器的外形為尖角部位朝向上方的錐形。緩沖器位于下管板的中心位置，且緩沖器的底部邊緣部位與下管板密閉固定連接。以上述列管式對流接觸裝置的技術方案為基礎的技術方案是:所述水流緩沖器為圓錐殼形的鋼制一體件或正四棱錐殼形的鋼制一體件。本發明具有積極的效果:
(I)本發明的管式對流接觸器的結構簡單，使用時，沿鉛垂方向設置，液體從上方進入對流接觸器中并在重力作用下下落，氣體從下方進入對流接觸器，因此相互間的相對運動的速度較大，再加上旋轉導流板的導流及延長距離的作用，使液體與氣體能進行全面的、較長時間的接觸和快速的混合。(2)本發明的列管式對流接觸裝置應用在工業爐窯的脫硫除塵裝置中時，由于爐窯的煙氣的溫度通常均大于400°C，最高可達1000°C，并帶有一定的壓力，而液態水則是存放于水池中的自然狀態下的水，水的溫度與環境溫度基本相同。由水泵將上述液態水通過進水管送入水冷卻倉(也即液體儲倉)，經過列管式對流接觸裝置時，從各管式對流接觸器的單管的上端口在重力作用下向下流動，一部分液態水從各管式對流接觸器的相應的單管的內壁流下，另一部分液態水由于受到各管式對流接觸器的單管中的旋轉導流板的引導，沿著旋轉導流板的板體呈旋轉狀向下流動，這些從單管流下的液態水在單管下端口匯聚后，呈旋轉噴淋狀落下而離開列管式對流接觸裝置。帶有一定壓力的煙氣則由各管式對流接觸器的單管的下端口進入列管式對流接觸裝置，煙氣由下向上進入各管式對流接觸器的單管的下端口后，由于受到旋轉導流板的導流作用，沿旋轉導流板的板體旋轉發散向上運動，不僅延長了運動的行程，而且在運動過程中與單管中的液態水在旋轉狀態下相互對流而充分接觸，使得煙氣在單管中的停留時間進一步延長，而在旋轉式運動、直接對流接觸和水的相變三種方式下進行除塵和脫硫等，從而除塵除有害氣體的效率極高以及充分混合后使得煙氣的溫度快速下降。水的相變包括液態水與煙氣交換熱量相變成水汽，大部分水汽受液態水冷卻又相變為溫度較高的液態水的過程，在該兩個相變過程中，使得大量的煙塵微粒和二氧化硫、二氧化碳等氣體被液態水吸收。( 3 )本發明的管式對流接觸器使用時還具有分離、過濾的作用，可以通過液體將相應的氣體中夾雜的微顆粒和其它氣體分離、過濾出來，起到凈化氣體的作用。因此本發明的管式對流接觸器可廣泛應用在粉塵除塵、有機化工氣體吸收、用氣體做催化劑對液體進行反應、焦化廢氣中的粗苯回收、鋼廠的粉塵除塵、礦棉燒結中的粉塵除塵、燃燒氣體產生的刺激性氣味用水吸收、高沸點有機溶劑和低沸點有機溶劑互溶及車間揮發性氣體的處理等眾多領域。


圖1為本發明的管式對流接觸器的俯視示意 圖2為圖1中的旋轉導流板的立體示意 圖3為本發明的列管式對流接觸裝置應用在工業爐窯的脫硫除塵裝置中的示意 圖4為圖1中的列管式對流接觸裝置的上管板的示意 圖5為圖1中的列管式對流接觸裝置的下管板的示意 圖6為圖3中的緩沖器的俯視示意 圖7為圖3中的菱形孔狀平面網的示意 圖8為圖3中的A處的放大示意 圖9為“井”字形安裝架的示意 圖10為第四安裝架的示意 圖11為第五安裝架的示意 圖12為另一種結構的水流緩沖器的俯視示意圖。上述附圖中的標記如下:
殼體部件1，外殼11，主筒體11-1，筒體主部11-1-1，變徑連接部11-1-2，氣體出口部11-1-3，底板11-2，密封板11-3，人孔12，第一人孔12_1，第二人孔12_2，第三人孔12_3，第四人孔12-4，排污管13，進水管14，閥門15，
煙氣導入裝置2，外筒21，煙氣進口 21-1，內筒22，上部筒體22-1，下部筒體22-2，第一阻擋帽23，第二阻擋帽24，水流旋轉板24-1，連接桿25，下連接桿25_1，上連接桿25_2，支撐板26，下支撐板26-1，上支撐板26-2，第一煙氣通道27，第二煙氣通道28，
網管式對流接觸裝置3，第一網管式對流接觸裝置301，第二網管式對流接觸裝置302，第三網管式對流接觸裝置303，旋轉導流板31，網管32，菱形孔狀平面網33，
列管式對流接觸裝置4，旋轉導流板41，單管42，上管板43，上板管孔43-1，中央進水管孔43-2，下管板44，下管板孔44-1，緩沖器45，液體儲倉46，水汽捕集裝置5，第一水汽捕集裝置51，折彎部51-1，第二水汽捕集裝置52，
安裝架6，第一安裝架61，第二安裝架62，第三安裝架63，第四安裝架64，第五安裝架
65，
脫硫除塵裝置100，軸線200，主腔體300。
具體實施例方式(實施例1，管式對流接觸器)
見圖1和圖2，本實施例的管式對流接觸器包括旋轉導流板41和單管42。旋轉導流板41為金屬材質制成的一體件(本實施例為鋼制一體件)。旋轉導流板41為將板體長度方向的一端以板體長度方向的中央直線為軸線200旋轉90度至7200度(本實施例為450度)而得到的扭轉板。單管42為鋼制的圓柱殼形一體件，其筒徑內徑與相應的旋轉導流板41的板體的寬度相對應，單管42的上下向的長度等于旋轉導流板41的長度的I至3倍(本實施例為2倍)。旋轉導流板4 1軸向焊接固定在單管42中。旋轉導流板41的制作方法是:將長條形的板體的長邊方向的一端用夾具夾緊固定，然后在板體上套上一根與其短邊寬度相應的內徑的圓柱殼形的圓管，且將長條形的板體的另一端伸出圓管外，并用相應的夾具將長條形的板體的該端也夾緊。保持其中一端固定不動，旋轉另一端的夾具使板體沿長度方向的中央直線為軸線相應的旋轉，從而制得相應的旋轉導流板41。(實施例2，列管式對流接觸裝置)
見圖3至圖6，列管式對流接觸裝置4為列管式旋轉對流接觸式管狀冷卻混合裝置，該列管式對流接觸裝置4具有一組管式對流接觸器、上管板43、下管板44和緩沖器45。各管式對流接觸器采用實施例1所述的管式對流接觸器。該裝置在使用中，液態水由上向下從各單管中以旋轉方式流過，煙氣由下向上從各單管中也以旋轉方式流過且與液態水相互在旋轉中對流和接觸。各管式對流接觸器鉛垂設置，且相互間平行。上管板43上設有一個位于中央的中央進水管孔43-2和一組位于中央進水管孔43-2周邊的均勻分布的上板管孔43-1 (見圖4)。下管板44上設有一組下板管孔44-1 (見圖5)，每個下板管孔44-1與相應一個上板管孔43-1相對應。上管板43和下管板44均水平設置,各自由其圓周側面與外殼11的主筒體11-1的內壁密閉固定連接，且下管板44的每個下板管孔44-1與相應一個上板管孔43-1同軸設置，下板管孔44-1的個數少于上板管孔43-1的個數4至30個(本實施例為18個)。見圖1，每個管式對流接觸器從下向上依次穿過相應的下管板44的下板管孔44-1和上管板43的上板管孔43-1，每個管式對流接觸器的單管42的管體的上下端均開口，各單管42的上端向上伸出上管板43，且所有單管42的上端口均處在同一水平面上，各單管42的下端向下伸出下管板44。每根單管42均密閉固定連接在下管板44和上管板43上，列管式對流接觸裝置4鉛垂設置在相應的用于流體流動空間的鉛垂設置的管道中，且由其上下管板的周邊外側與該管道的內壁密閉固定連接。見圖3和圖6，列管式對流接觸裝置4的緩沖器45為四棱錐殼形的鋼制一體件，其尖角部位朝向上方。緩沖器45位于下管板44的中心位置，且緩沖器45的底部邊緣部位與下管板44密閉固定連接。
(實施例3，列管式對流接觸裝置)
見圖12，本實施例其余部分與實施例1相同，其不同之處在于:緩沖器45為一個圓錐殼形的鋼制一體件。(應用例1、工業爐窯的脫硫除塵裝置)
見圖3，本應用例的工業爐窯的脫硫除塵裝置100包括殼體部件1、煙氣導入裝置2、網管式對流接觸裝置3、列管式對流接觸裝置、水汽捕集裝置5和安裝架6。殼體部件I包括外殼11、人孔12、排污管13、進水管14和閥門15。煙氣導入裝置2、網管式對流接觸裝置
3、列管式對流接觸裝置4、水汽捕集裝置5和安裝架6均位于殼體部件I的外殼11中。列管式對流接觸裝置采用實施例2所述的列管式對流接觸裝置4。列管式對流接觸裝置4鉛垂設置在殼體部件I的外殼11的主筒體11_1中，從而下管板44和外殼11的主筒體11-1之間形成液體儲倉46 (本應用例的液體為水，因此也稱為水冷卻倉)。見圖3，殼體部件I的外殼11包括主筒體11-1、底板11_2和密封板11_3。上述主筒體11-1、底板11-2和密封板11-3均由鋼板制成。主筒體11-1由按照從下至上的次序依次密閉固定連接的筒體主部11-1-1、變徑連接部11-1-2和氣體出口部11-1-3組成。筒體主部11-1-1和氣體出口部11-1-3均為鉛垂設置的圓柱殼體，且筒體主部11-1-1的直徑大于氣體出口部11-1-3的直徑。變徑連接部11-1-2為上小下大的圓臺殼體，其下端口與筒體主部11-1-1的上端口相配合，變徑連接部11-1-2的上端口與氣體出口部11-1-3的下端口相配合。氣體出口部11-1-3的上端口也即主筒體11-1的上端口為氣體出口。底板11-2為水平設置的圓環形板體；底板11-2由其外側周邊連接在主筒體11_1的下端口上。密封板11-3為傾斜設置的上小下大的基本呈橢圓臺形的殼體，并在最低位置處設有出水口。密封板11-3位于主筒體11-1的下部，且由其外側周邊密閉固定在主筒體11-1的內壁上。殼體部件I的人孔12即為供人進出的帶有蓋的由鋼板制成的孔道。人孔12有2至10個，本應用例中人孔12有4個，按照從上至下的次序依次設置在外殼11的主筒體11-1上，且位于主筒體11-1的外部。排污管13有I個,排污管13為直角形彎管。排污管13的作為進水口的上端口與密封板11-3的位于最低處的出水口密閉固定連接，從而使得排污管13與外殼11的內腔相通。排污管13的作為出水口的左端口穿過外殼11的主筒體11-1。見圖3，煙氣導入裝置2包括進煙筒21、內筒22、第一阻擋帽23、第二阻擋帽24、連接桿25和支撐板26。進煙筒21、內筒22、第一阻擋帽23和第二阻擋帽24均為鋼制一體件。煙氣導入裝置2的連接桿25按照所處的上下位置的不同，分為下連接桿25-1和上連接桿25-2，下連接桿25-1有3至8根，上連接桿25_2有3至8根，均為鋼制一體件，本應用例中下連接桿25-1和上連接桿25-2均各有4根。煙氣導入裝置2的支撐板26按照所處的上下位置的不同，分為下支撐板26-1和上支撐板26-2，下支撐板26-1有3至8塊，上支撐板26-2有3至8塊，均為鋼制一體件，本應用例中下支撐板26-1和上支撐板26_2均各有4塊。煙氣導入裝置2的進煙筒21也即外筒，外筒21為鉛垂設置的具有上下端口的圓柱形殼體，且與主筒體11-1同軸線設置。外筒21從下至上依次從環形底板11-2和密封板11-3的中央穿過，且外筒21與密封板11-3內側周邊密閉固定連接。內筒22由位于上側的圓柱殼形的上部筒體22-1和從下方連接在上部筒體22_1上的上大下小的圓臺殼形的下部筒體22-2構成。每根下連接桿25-1由其各自的一端焊接固定在內筒22的下部筒體22-1的外壁的按照下連接桿25-1的數量進行等分(也即四等分)的相應一處，每根下連接桿25-1由其各自的另一端焊接固定在外筒21上部的內壁上，且內筒22與外筒21同軸線設置。第一阻擋帽23是設有上下端口的上表面內高外低的結構件，本應用例優選上小下大的圓臺形殼體。第一阻擋帽23套在內筒22上，且由其上端口與內筒22密閉固定連接。第一阻擋帽23的下端口的半徑與外筒21的筒徑相應。每根上連接桿25-2的一端焊接固定在內筒22的上部筒體22-1的外壁的按照上連接桿25-2的數量進行等分(也即四等分)的一處，每根上連接桿25-2各自的另一端焊接固定在外殼11的主筒體11-1的內壁上。4塊下支撐板26-1的形狀均為L形，每塊下支撐板26_1由其各自的下部的朝向內側的一端焊接固定在外筒21的外壁上部的按照下支撐板26-1的數量進行等分(也即四等分)的相應一處，每塊下支撐板26-1由其各自的上端焊接固定在第一阻擋帽23的內壁下部的按照下支撐板26-1的數量進行等分(也即四等分)的相應一處，從而使第一阻擋帽23位于外筒21的上方的中央將外筒21的上端口相應部位遮住，且在第一阻擋帽23、外筒21和內筒22之間形成環柱狀的第一煙氣通道27。第二阻擋帽24是設有下端口且無上端口的上表面內高外低的結構件，本應用例優選圓錐形殼體。第二阻擋帽24的下端口的半徑與內筒22的上端口的半徑相應。每塊上支撐板26-2的形狀均為長條平板形，4塊上支撐板26-2由其各自的上端焊接固定在第二阻擋帽24的內壁下部的按照上支撐板26-2的數量進行等分(也即四等分)的相應一處，每塊上支撐板26-2由其各自的下端焊接固定在煙氣導入裝置2的內筒22的外壁的上部上，從而使第二阻擋帽24位于內筒22上方的中央將內筒22的上端口遮住，且在第二阻擋帽24與內筒22之間形成柱狀第二煙氣通道28，并且第二煙氣通道28的下段被第一煙氣通道27所包圍。外殼I的主筒體11-1和密封板11-3與煙氣導入裝置2的外筒21、第一阻擋帽23、內筒22和第二阻擋帽24之間的空間形成了脫硫除塵裝置100的主腔體300。見圖3，安裝架6是由角鋼或槽鋼按照縱橫交錯的方式相疊并焊接在一起的方式構成的構件。安裝架6分為第一類安裝架和第二類安裝架。第一類安裝架有I至5個(本應用例為3個)，按照從下至上的次序依次分為第一安裝架61，第二安裝架62，第三安裝架63 ;第二類安裝架有I至5個(本應用例為2個)，按照從下至上的次序依次分為第四安裝架64和第五安裝架65。其中的第一類安裝架(也即第一安裝架61、第二安裝架62和第三安裝架63)為由兩縱兩橫4根槽鋼焊接制成的“井”字形安裝架(見圖9)，其8個端頭直接或通過鋼制連接塊焊接固定在外殼11的主筒體11-1的內壁上。第二類安裝架(也即第四安裝架64和第五安裝架65)為由兩縱兩橫4根槽鋼焊接制成的“共字頭”形的安裝架(見圖10和圖11)，第四安裝架64的6個端頭直接或通過鋼制連接塊焊接固定在外殼11的主筒體
11-1的內壁上，且位于主筒體11-1的左部(見圖10);第五安裝架65的6個端頭直接或通過鋼制連接塊焊接固定在外殼11的主筒體11-1的內壁上，且位于主筒體11-1的右部(見圖11)。各安裝架6水平設置，第一安裝架61、第二安裝架62和第三安裝架63位于煙氣導入裝置2和列管式對流接觸裝置4之間，第四安裝架64和第五安裝架65位于列管式對流接觸裝置4的上方。見圖3、圖7和圖8，網管式對流接觸裝置3為網管式旋轉對流接觸裝置，也即該裝置是一種在鉛垂設置的不銹鋼絲網制成的各網管32中設置旋轉導流板31且將網管相互間緊密排布在菱形孔狀平面網上的裝置；所述旋轉導流板31為將板體長度方向的一端以板體長度方向的中央直線為軸線200旋轉一定角度而得到的扭轉板，所述的一定角度的范圍是90度至7200度；所述菱形孔狀平面網放置在相應的安裝架6的第一類安裝架上。該裝置在使用中，液態水由上向下從各網管32中通過旋轉導流板31的導流以旋轉方式流過、或者在網管32之間的空隙中向下滴落、或者在網管32的不銹鋼絲網上形成水膜而向下流動，煙氣由下向上從各網管32中以旋轉方式流過且與液態水相互在旋轉中對流和接觸、或者在網管32之間的空隙中向上流動且與向下滴落的液態水對流和相互接觸、或者由網管32外穿過網管32上的水膜流入網管32內、或者由網管32內穿過網管32上的水膜流入網管32外。網管式對流接觸裝置3設置在位于煙氣導入裝置2上方的相應的安裝架6的第一類安裝架上。網管式對流接觸裝置3包括網管式對流接觸裝置3有I至5個(本應用例為3個)，按照從下至上的次序依次分為第一網管式對流接觸裝置301，第二網管式對流接觸裝置302和第三網管式對流接觸裝置303。每個網管式對流接觸裝置3均包括旋轉導流板31、網管32和菱形孔狀平面網33。菱形孔狀平面網33為由不銹鋼絲制成的菱形網構成的整體呈圓形的具有菱形網孔的平面網，菱形孔狀平面網33的直徑與外殼11的主筒體11-1的內徑相對應，菱形孔狀平面網33鋪設在第一安裝架61上。旋轉導流板31為將板體長度方向的一端以板體長度方向的中央直線為軸線旋轉90度至7200度(本應用例為450度)而得到的扭轉板。網管32為由不銹鋼絲制成的菱形孔網卷繞成圓筒狀構成，其筒徑與相應的旋轉導流板31的板體的寬度相對應，網管32的上下向的長度等于旋轉導流板31的長度的I至3倍，且網管32的筒徑大于菱形孔狀平面網33的菱形網孔的較短的對角線的長度。每個網管式對流接觸裝置3的各個旋轉導流板31設置在相應一個網管32中，每個網管式對流接觸裝置3的所有網管32鉛垂設置且緊密排列在菱形孔狀平面網33上，從而組成相應一個網管式對流接觸裝置3。網管式對流接觸裝置3的旋轉導流板31的制作方法是:將長條形的板體的長邊方向的一端用夾具夾緊固定，然后在板體上套上一根與其短邊寬度相應的內徑的圓柱殼形的圓管，且將長條形的板體的另一端伸出圓管外，并用相應的夾具將長條形的板體的該端也夾緊。保持其中一端固定不動，旋轉另一端的夾具使板體沿長度方向的中央直線為軸線相應的旋轉，從而制得相應的旋轉導流板31。見圖3，進水管14總體呈倒U形的鋼制管體，也即進水管14由依次相連的內部鉛垂管段、水平管段和外部鉛垂管段構成。進水管14是使用時向列管式對流接觸裝置4供水的構件。進水管14的水平管段穿過外殼11的主筒體11-1的上部，進水管14的外部鉛垂管段位于外殼11的主筒體11-1的外部,進水管14的內部鉛垂管段處于外殼11的主筒體
11-1內部，進水管14的水平管段的處于主筒體11-1內的部分位于上管板43的上方，進水管14的內部鉛垂管段從上向下穿過上管板43，包括下端出水口在內的下部位于水冷卻倉46的內部中央，且其出水口位于緩沖器45的正上方。見圖3，閥門15密閉固定連接在外殼11的主筒體11-1上，且閥門15的進水口與列管式對流接觸裝置4的水冷卻倉46的下部相連通，閥門15的出水口位于外殼11的主筒體11-1外。見圖3，水汽捕集裝置5有I至5個(本應用例為2個)，按照從下至上的次序分為第一水汽捕集裝置501和第二水汽捕集裝置502。水汽捕集裝置5均為由I至10層弓形的不銹鋼絲網(本應用例為5層)疊放構成。水汽捕集裝置5的不銹鋼絲網的面積為外殼11的主筒體11-1的截面積的3/4至5/6 (本應用例為4/5)，且弓形外形與相應的安裝架6的外部整體輪廓相對應。第一水汽捕集裝置501的各層不銹鋼絲網依次疊放鋪設在第四安裝架64上，第二水汽捕集裝置502的各層不銹鋼絲網依次疊放鋪設在第五安裝架65上，第一水汽捕集裝置501和第二水汽捕集裝置502之間的距離為5至15厘米(本應用例為8厘米)。不銹鋼絲網的位于弓弦處的部位具有向下的折彎部51-1，折彎部51-1的上下向的長度小于2個相鄰的水汽捕集裝置5之間的間距。見圖3，脫硫除塵裝置I的4個人孔12按從下至上的次序依次分為第一人孔12_1，第二人孔12-2，第三人孔12-3和第四人孔12-4。第一人孔12_1的上下向的位置與煙氣導入裝置2的第二阻擋帽24相對應，第二人孔12-2的上下向的位置與第一網管式對流接觸裝置301的位置相對應，第三人孔12-3的上下向的位置與第二網管式對流接觸裝置302的位置相對應，第四人孔12-4的上下向的位置與第三網管式對流接觸裝置303的位置相對應。本應用例的脫硫除塵裝置100使用時,通過水泵將冷卻水泵入進水管14,冷卻水流出進水管14、經過緩沖器45的緩沖后，進入列管式對流接觸裝置4的水冷卻倉46中。當冷卻水注滿水冷卻倉46后，受進水管14的進水壓力的作用，冷卻水由上管板43上的未安裝管式對流接觸器的上板管孔43-1溢出。當冷卻水在上管板43的上表面溢至各單管42的上端口時，一部分冷卻水將沿單管42的內壁流下，另一部分冷卻水由于受到各單管42中的旋轉導流板41的阻擋，將沿相應的旋轉導流板41呈旋轉狀向下流出，這些從各單管42流下的冷卻水在單管下端匯聚后，呈旋轉噴淋狀落下而離開列管式對流接觸裝置4，并繼續旋轉落下至第三網管式對流接觸裝置303。當冷卻水在落入第三網管式對流接觸裝置303的各個網管32時，由于冷卻水在下落時自身的旋轉作用及各網管32中的旋轉導流板31的旋轉導流作用，會繼續呈旋轉發散狀從各網管32中向外下方運動，當冷卻水遇到網管32的菱形網狀的不銹鋼絲時，一部分冷卻水會在網孔中形成水膜向下流動，另一部分則穿過水膜與相鄰的相應的網管32中的冷卻水混合后沿該相鄰的網管32中的旋轉導流板31繼續運動。最后冷卻水經菱形孔狀平面網33的菱形網孔呈噴淋狀繼續下落。同樣，冷卻水在第二網管式對流接觸裝置302和第一網管式對流接觸裝置301中均以旋轉方式流過。冷卻水呈噴淋狀離開第一網管式對流接觸裝置301后，一部分冷卻水落下至第二阻擋帽24的上表面，再沿第二阻擋帽24的上表面從其邊沿呈水幕狀落下至第一阻擋帽23 ；一部分冷卻水直接落下至第一阻擋帽23，然后和從第二阻擋帽24的上表面落下至第一阻擋帽23的冷卻水混流后，再沿第一阻擋帽23的上表面從其邊沿呈水幕狀落下至外殼11的密封板11-3上，還有一部分冷卻水從第一阻擋帽23與外殼11的主筒體11-1之間所形成的通道中落下直接到達密封板11-3上，這些落至外殼11的密封板11-3上的冷卻水沿密封板11-3流入排污管13后，沿排污管13排出脫硫除塵裝置100外。工業爐窯所產生的煙氣從煙氣導入裝置2的外筒21的下端口由下至上進入煙氣導入裝置2中，由于內筒22的導入作用，一部分煙氣流入第一煙氣通道27，其余煙氣流入第二煙氣通道28。流入第一煙氣通道27的煙氣在進入脫硫除塵裝置100的主腔體300時，先穿過四周的位于第一阻擋帽23與外殼11的密封板11-3之間的水幕而與冷卻水相接觸，該部分煙氣在進入主腔體300后，再與第一網管式對流接觸裝置301落下的冷卻水相接觸。這一過程中，該部分煙氣和與其相接觸的冷卻水發生熱交換并被一部分冷卻水帶走一部分煙塵顆粒和吸收一部分二氧化硫，這部分冷卻水下落到外殼11的密封板11-3上后流入排污管13，沿排污管13排出脫硫除塵裝置100外；與煙氣相接觸的另一部分冷卻水因熱交換而吸熱產生相變、成為水蒸氣，在煙氣的帶動下水蒸氣在流動中與煙氣混合而成為混合氣。流入第二煙氣通道28的煙氣在進入脫硫除塵裝置100的主腔體300時，先穿過四周的位于第二阻擋帽24與第一阻擋帽23之間的水幕而與冷卻水相接觸，該部分煙氣在進入主腔體300后，再與第一網管式對流接觸裝置301落下的冷卻水相接觸。這一過程中，該部分煙氣和與其相接觸的冷卻水發生熱交換并被一部分冷卻水帶走一部分煙塵顆粒和吸收一部分二氧化硫，這部分冷卻水最終下落到外殼11的密封板11-3上后流入排污管13，沿排污管13排出脫硫除塵裝置100外；與煙氣相接觸的另一部分冷卻水因熱交換而吸熱產生相變、成為水蒸氣，在煙氣的帶動下水蒸氣在流動中與煙氣混合而成為混合氣。經煙氣導入裝置2出來的進入脫硫除塵裝置100的主腔體300中的煙氣與水蒸氣成為混合氣后，向上依次進入各網管式對流接觸裝置3后，一部分混合氣直接進入各網管32的內腔，由于旋轉導流板31的旋轉導向作用將沿旋轉導流板31向外上方向上呈旋轉發散狀上升而與網管32的內腔中的冷卻水在相互旋轉中對流和充分接觸,一部分在網管之間的空隙中向上流動且與向下滴落的液態水對流和相互接觸，還有一部分混合氣則穿過網管上的水膜進入各相鄰網管32之間的空隙或穿過網管上的水膜進入相鄰的網管32中而與其中的冷卻水充分接觸，混合氣中的水蒸汽在冷卻水的冷卻作用下，被冷卻而發生相變成為液態的水，在液態水的生成過程中，混合氣中的一部分二氧化硫被這些新生成的液態水滴吸收，而粒徑較小的煙塵顆粒則被這些新生成的液態水滴吸附。因水蒸汽與煙氣中的煙塵和二氧化硫氣體混合在一起，所以，在水蒸汽相變成液態水滴時，可以很容易將臨近的二氧化硫進行吸收，將臨近的微小顆粒進行吸附，從而混合氣與冷卻水在接觸過程中則被冷卻水吸收了一部分二氧化硫和吸附了一部分煙塵顆粒，充分接觸吸收和吸附效率較高。煙氣從網管式對流接觸裝置3出來后會攜帶部分冷卻水繼續上升而進入列管式對流接觸裝置4，并直接進入的各單管的內腔，與進入列管式對流接觸裝置4的各單管的內腔中的冷卻水在旋轉中對流和充分接觸，煙氣與冷卻水在接觸過程中則繼續被冷卻水吸收殘留的二氧化硫和吸附殘留的煙塵顆粒。被煙氣攜帶進入列管式對流接觸裝置4中的冷卻水會融入列管式對流接觸裝置4中的冷卻水，在融入的過程中，煙氣中的二氧化硫也會被冷卻水吸收，而粒徑較小的煙塵顆粒則被這些冷卻水吸附。這些吸收有二氧化硫和吸附有煙塵微小顆粒的冷卻水則最終通過排污管13流出脫硫除塵裝置100，從而煙氣得到進一步凈化。在列管式對流接觸裝置4中，冷卻水對混合氣的冷卻方式有兩種。一種方式是直接接觸式冷卻，進入各單管42之間的混合氣，都與流經的冷卻水直接接觸而被冷卻；第二種冷卻方式是，對于直接進入各單管42內腔中的混合氣來說，冷卻水先流經水冷卻倉46，然后再流入個單管，因此各單管的位于水冷卻倉46中的部分始終處于與冷卻水接觸狀態，從而水冷卻倉46對各個單管起到了冷卻作用，因此各單管的內部也始終處于溫度較低的狀態，煙氣在流經過程中被降溫。當煙氣和向上穿過列管式對流接觸裝置4的各單管42后繼續上升，在遇到水汽捕集裝置5的各不銹鋼絲網時，煙氣和水蒸氣的混合氣中的水蒸氣則凝結在不銹鋼絲網上并逐漸形成大水滴而落下，最終由排污管13向下流出脫硫除塵裝置100，煙氣則成為較干燥的符合環保要求的氣體由主筒體11-1的上端口向上排出脫硫除塵裝置100。以上諸實施例及應用例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關技術領域的技術人員在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換和變化，例如上述旋轉導流板41和單管42可以根據所需混合的流體的不同，采用相應的材質。具體應用過程中還可以根據上述實施例及應用例的啟發進行相應的改造，因此所有等同的技術方案均應該歸入本發明的專利保護范圍之內。
權利要求
1.一種管式對流接觸器，其特征在于:包括旋轉導流板(41)和單管(42);單管(42)為圓柱殼形，旋轉導流板(41)為將板體長度方向的一端以板體長度方向的中央直線為軸線(200)旋轉90度至7200度形成的扭轉板；旋轉導流板(41)的板體的寬度與單管(42)的內徑相對應；旋轉導流板(41)軸向設置在單管(42)中。
2.根據權利要求1所述的管式對流接觸器，其特征在于:單管(42)為鋼制的圓柱殼形一體件，單管(42)的上下向的長度等于旋轉導流板(41)的長度的I至3倍。
3.一種列管式對流接觸裝置，其特征在于:包括一組管式對流接觸器、上管板(43)和下管板(44);各管式對流接觸器結構形狀相同，各管式對流接觸器均包括旋轉導流板(41)和單管(42);單管(42)為圓柱殼形，旋轉導流板(41)為將板體長度方向的一端以板體長度方向的中央直線為軸線(200)旋轉90度至7200度形成的扭轉板；旋轉導流板(41)的板體的寬度與單管(42)的內徑相對應；旋轉導流板(41)軸向設置在單管(42)中；上管板(43)和下管板(44)的形狀相應，且均水平設置；各單管(42)均鉛垂設置，各單管(42)均由其上部外壁密閉固定連接在上管板(43)上，且各單管的上端口均在同一水平面上；各單管(42)均由其下部外壁密閉固定連接在下管板(44)上；列管式對流接觸裝置(4)鉛垂設置在相應的用于流體流動空間的鉛垂設置的管道中，且由其上下管板的周邊外側與該管道的內壁密閉固定連接，從而形成列管式對流接觸裝置。
4.根據權利要求3所述的列管式對流接觸裝置，其特征在于:單管(42)為鋼制的圓柱殼形一體件，單管(42)的上下向的長度等于旋轉導流板(41)的長度的I至3倍；上管板(43)上設有一個位于中央的中央進水管孔(43-2)和一組位于中央進水管孔(43-2)周邊的均勻分布的上板管孔(43-1);下管板(44)上設有一組下板管孔(44-1)，每個下板管孔(44-1)與相應一個上板管孔(43-1)相對應；上管板(43)和下管板(44)均水平設置，各自由其圓周側面與相應的用于流體流動空間的鉛垂設置的管道的內壁密閉固定連接，且下管板(44)的每個下板管孔(44-1)與相應一個上板管孔(43-1)同軸設置，下板管孔(44_1)的個數少于上板管孔(43-1)的個數4至30個； 列管的每根單管(42)從下向上依次穿過相應的下管板(44)的下板管孔(44-1)和上管板(43)的上板管孔(43-1 )，每根單管(42)的管體的上下端均開口，每根單管(42)的上端向上伸出上管板(43 )，且所有單管(42 )的上端口均處在同一水平面上，每根單管(42 )的下端向下伸出下管板(44);列管的每根單管(42)均密閉固定連接在下管板(44)和上管板(43)上，從而在列管的各單管(42)、上管板(43)、下管板(44)和相應的用于流體流動空間的鉛垂設置的管道之間形成液體儲倉(46 )。
5.根據權利要求4所述的列管式對流接觸裝置，其特征在于:列管式對流接觸裝置(4)還具有緩沖器(45);緩沖器(45)的外形為尖角部位朝向上方的錐形；緩沖器(45)位于下管板(44)的中心位置，且緩沖器(45)的底部邊緣部位與下管板(44)密閉固定連接。
6.根據權利要求5所述的列管式對流接觸裝置，其特征在于:所述水流緩沖器(45)為圓錐殼形的鋼制一體件或正四棱錐殼形的鋼制一體件。
全文摘要
本發明公開了一種列管式對流接觸裝置，要點是包括一組管式對流接觸器、上管板和下管板。各管式對流接觸器結構形狀相同，各管式對流接觸器均包括旋轉導流板和單管。單管為圓柱殼形，旋轉導流板為將板體長度方向的一端以板體長度方向的中央直線為軸線旋轉90度至7200度形成的扭轉板。旋轉導流板的板體的寬度與單管的內徑相對應。旋轉導流板軸向設置在單管中。上管板和下管板的形狀相應，且均水平設置。各單管均鉛垂設置，各單管均由其上部外壁密閉固定連接在上管板上，且各單管的上端口均在同一水平面上。各單管均由其下部外壁密閉固定連接在下管板上。
文檔編號B01D47/00GK103203164SQ20121000705
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者姚立猛, 陳姚 申請人:常州市姚氏鑄造材料有限公司