一种用于工业烟气、废气前处理的净化器
阅读说明：本技术 一种用于工业烟气、废气前处理的净化器 (Purifier for pretreatment of industrial flue gas and waste gas ) 是由 布和 童小林 阚凯 刘传博 凌征洋 阚飞 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明属于废气处理技术领域,尤其涉及一种用于工业烟气、废气前处理的净化器,包括壳体和设置于所述壳体内的内筒,所述壳体连接有进气管和排出管结构,所述内筒上部连接有出气管,所述内筒内设置有动旋体和回沉器,所述壳体内壁、所述内筒的内壁和外壁、所述动旋体的表面和所述回沉器的表面均涂覆有PTFE涂层；工业烟气、废气从所述进气管进入后,经过所述壳体与所述内筒形成的通道后依次进入所述回沉器和所述动旋体,所述工业烟气、废气中的粘稠状附着性成分及其成因物质从所述排出管结构排出,净化后的空气则从出气管排出。(The invention belongs to the technical field of waste gas treatment, and particularly relates to a purifier for pretreatment of industrial flue gas and waste gas, which comprises a shell and an inner cylinder arranged in the shell, wherein the shell is connected with an air inlet pipe and a discharge pipe structure, the upper part of the inner cylinder is connected with an air outlet pipe, a movable rotary body and a re-settler are arranged in the inner cylinder, and PTFE coatings are coated on the inner wall of the shell, the inner wall and the outer wall of the inner cylinder, the surface of the movable rotary body and the surface of the re-settler; industrial flue gas and waste gas enter from the air inlet pipe and then sequentially enter the sedimentation device and the rotating body through a channel formed by the shell and the inner cylinder, viscous adhesive components and causative substances in the industrial flue gas and the waste gas are discharged from the discharge pipe structure, and purified air is discharged from the air outlet pipe.)
技术领域
本发明属于废气处理技术领域，尤其涉及一种用于工业烟气、废气前处理的净化器。
背景技术
在我国雾霾早在“雾霾”这个词出现之前就发生和存在，造成雾霾的主要机理是各种大气污染物在大气中附着在固态微粒子或液态微粒子上，逐渐形成复合微粒子，在大气中以滞留、漂移、扩散、反应、沉降等形式影响着大气环境质量。这里除了含有从地面直接排放的大量一次微粒子外，还有很多在大气中生成的二次微粒子，它们直接影响着雾霾的成分、组成、浓度，这些物质的生命力较强，可以一直持续存在。
大气污染物中主要的影响环境质量的物质成分有PM10、PM2.5、NOx、SOx、 O3、VOCs、DXNs、重金属类物质等等。大气污染在严重影响着人类与生物生存与生活的环境，严重威胁着人类身心健康和社会经济发展与进步。造成我国大气污染物排放量多的主要原因一是污染源的源头控制不到位，二是对排污治理的技术不到位。
现阶段在治理过程中存在着一个重大问题，就是工业废气的前处理技术十分落后。前处理不起作用，则直接严重影响后端主治理和深度处理工艺的净化效率，导致大量排放污染物。
目前，我国常用的工业烟气、废气前处理技术及其设备有：
一、利用纤维过滤棉进行物理过滤的技术，设备体现为初效+中效+高效过滤器；
二、利用活性炭实施吸附的活性炭吸附器；
三、利用水洗涤的水喷淋塔；
四、利用静电吸附的电捕焦。
由于工业烟气、废气中的粘附性成分及其成因物质具有粘性高、粘着力强、易固化等性质。这些成分及物质在排气管路输送中，随着温度变化，会很快发生粘结性作用，附着在所接触的任何器材、部件表面，造成严重堵塞，甚至后续系统瘫痪、报废。
目前我国常用的上述技术与方法在应用于工业烟气、废气的前处理，即净化去除所含粘附性成分及其成因物质时，常常达不到预期效果，产生很多问题，比如：
一、过滤棉表层上很快强力附着粘附性成分及其成因物质，导致过滤棉快速失效报废，成为危废，这种纤维过滤棉表面粘结附着污染物厚度达到1.0mm厚度(比如实施前处理治理5000m3/h、粘附性成分及其成因物质浓度150mg/m3的工业喷涂涂装含VOCs废气时，1小时就能达到1mm厚)时，就失效报废，并成为危废。
二、水喷淋塔的循环水很快被污化，导致凝缩收集效果不佳，喷嘴及输水管路堵塞，设备内壁及其他部材表面粘结附着污染物，用水量增大，水内捞渣繁琐而耗力，捞渣成为危废，无有效除雾又引起后续设备系统附着粘附性成分及其成因物质等。这种水喷淋塔的循环水(比如实施前处理治理5000m3/h、粘附性成分及其成因物质浓度150mg/m3的工业喷涂涂装含VOCs废气时)需要每个小时更换1次(1次更换量为1.5m3)，产生多量含废物的污水，尽管如此，水喷淋塔的前处理效果还是达不到预期效果。
三、活性炭表面很快强固附着粘附性成分及其成因物质，直接引起失效和报废，成为危废(比如实施前处理治理5000m3/h、粘附性成分及其成因物质浓度150mg/m3的工业喷涂涂装含VOCs废气时，经0.5小时活性炭微孔就被粘附性成分及其成因物质强粘堵塞。)，尽管如此，此时活性炭也不能经脱附还原其吸附力。
静电捕集因电极不适粘附性成分及其成因物质的捕集，如电极表面很快强力粘结粘附性成分及其成因物质，而带来无效及其他导电性危险隐患。因此常常因设计偏差、使用有误造成很快被粘附性成分及其成因物质粘粘，引发失效、报废。
有鉴于此，本发明旨在提供一种用于工业烟气、废气(包括恶臭气体、VOCs 气体、异味气体等)前处理的净化器，其能够实现有效的前处理，对社会和经济发展显得具有重大而深远的意义。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种用于工业烟气、废气(包括恶臭气体、VOCs气体、异味气体等)前处理的净化器，其能够实现有效的前处理，对社会和经济发展显得具有重大而深远的意义。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于工业烟气、废气前处理的净化器，包括壳体和设置于所述壳体内的内筒，所述壳体连接有进气管和排出管结构，所述内筒上部连接有出气管，所述内筒内设置有动旋体和回沉器，所述壳体内壁、所述内筒的内壁和外壁、所述动旋体的表面和所述回沉器的表面均涂覆有PTFE涂层；工业烟气、废气从所述进气管进入后，经过所述壳体与所述内筒形成的通道后依次进入所述回沉器和所述动旋体，所述工业烟气、废气中的粘稠状附着性成分及其成因物质从所述排出管结构排出，净化后的空气则从出气管排出。
作为本发明用于工业烟气、废气前处理的净化器的一种改进，所述壳体的底部设置有锥体，所述锥体的外表面涂覆有PTFE涂层，且所述壳体的底部形成有折流壁，所述折流壁与所述锥体形成锥分体；所述壳体的内壁与所述内筒的外壁之间形成烟气/废气旋回通路，所述折流壁与所述锥体之间形成有旋回通路，所述锥体侧壁与所述内筒之间形成有文丘路通路。烟气/废气旋回通路、旋回通路和文丘路通路组成静旋体。
作为本发明用于工业烟气、废气前处理的净化器的一种改进，所述壳体的内壁上竖向设置有若干个第一顶针，所述内筒的外壁上插设有若干根第二顶针，所述第一顶针和所述第二顶针形成折流体，所述第一顶针和所述第二顶针的外表面涂覆有PTFE涂层。
作为本发明用于工业烟气、废气前处理的净化器的一种改进，所述动旋体包括电机、转动轴、正旋异翼体和反旋异翼体，所述转动轴与所述电机的输出轴连接，所述正旋异翼体和反旋异翼体套设于所述转动轴上。
作为本发明用于工业烟气、废气前处理的净化器的一种改进，所述正旋异翼体和反旋异翼体均包括若干片沿圆周方向依次倾斜堆叠的第一扇形叶、第一中心圆柱体和第一外环，所述第一扇形叶的一端与所述第一中心圆柱体连接，所述第一扇形叶的另一端与所述第一外环连接。
作为本发明用于工业烟气、废气前处理的净化器的一种改进，所述第一扇形叶上形成有若干个凸点和通孔，并且所述第一扇形叶的端部形成有第一翘起部。
作为本发明用于工业烟气、废气前处理的净化器的一种改进，所述回沉器包括缩旋体和设置于所述缩旋体上方的旋回异翼体，所述缩旋体包括若干片首尾连接的狭长翼片，若干片狭长翼片围成腔体；所述旋回异翼体包括若干片沿圆周方向依次倾斜堆叠的第二扇形叶。
作为本发明用于工业烟气、废气前处理的净化器的一种改进，所述第二扇形叶的一端与第二中心圆柱体连接，所述第二扇形叶的另一端与所述第二外环连接；所述狭长翼片的一端连接在第三外环上，另一端向所述内筒的中央部折弯延伸；所述第三外环通过连接棒与所述内筒连接；所述第二扇形叶上形成有若干个通孔，并且所述第二扇形叶的端部形成有第二翘起部。
作为本发明用于工业烟气、废气前处理的净化器的一种改进，所述进气管和所述出气管上均设置有采样口和采样口把手，并且所述进气管和所述出气管均连接有粉尘浓度表、废气浓度表；所述壳体上设置有透视结构；所述出气管包括从下向上设置的环形箍、扩径排气管和排放口。
作为本发明用于工业烟气、废气前处理的净化器的一种改进，所述排出管结构包括导流排出管、环流管和排出管，所述导流排出管通过所述环流管与所述排出管连接，所述环流管上设置有环流管透视口。
本发明的主要功能为去除、分离、净化和回收工业烟气·废气中的粘稠状附着性成分及其成因物质，如工业烟气·废气中的UV漆微粒子、溶剂漆微粒子、焦油类微粒子、油烟类微粒子、沥青烟类微粒子、树脂类微粒子等等。工作原理为：工业烟气·废气进入装置，启动并发生静旋、动旋，借助环旋、导流、碰撞、聚合、锥分、离分等一系列物理现象，经离心力+惯性力+锥分力 +助推力+重力，工业烟气·废气中的粘稠状附着性成分及其成因物质实现下流-导疏-引出-外排-回收。即本发明以高速离心、强疏导流、静动合旋、活发碰撞、变向反弹、快速聚分、锥环分离、重力下流的机理实现优质净化工业烟气·废气，高效去除、分离、净化和回收粘稠状附着性成分及其成因物质。
其中，经过第一部分即静旋体的烟气·废气在该部分得以进一步分离净化，该部分在运行时能够重点实现强疏导流、活发碰撞、变向反弹、重力下流等功能。动旋体设在内筒上部，进入内筒的烟气·废气经回沉器之后进入动旋体，在这里进行本设备的最后分离净化。该部分在运行时能够重点实现高速离心、强疏导流、静动合旋等功能。
具体而言，本发明具有如下有益效果：
A.及时去除，有的放矢。
工业烟气·废气中的粘附性成分及其成因物质，一般而言，具有粘性高，粘着力强，易固化等性质。这些成分及物质在排气管路输送中，随着温度变化，会很快发生粘结性作用，附着在所接触的任何器材、部件表面，造成严重堵塞，甚至使后续系统瘫痪、报废。因此需在传输到主治理工艺系统之前立即去除，本发明就是对工业烟气·废气在排出传输过程中进入主治理工艺系统之前加以净化去除。
B.科学设计，合理应用。
本发明通过巧妙的设计，能够实现以往前处理技术及其设备所不能实现的高效净化去除粘附性成分及其成因物质的效果，同时本发明为前处理专用技术之一，通过这种技术的针对性、匹配性应用，能够提高对科学技术的合理应用性，为以往盲目、胡乱使用针对性差、低效、高成本、高运维成本及具后遗症的传统技术及设备等的使用，指明了科学合理应用的方向。
C.有价回收，资源利用。
随着工业烟气·废气的排放，常常会有有价原料随着烟气·废气被排放丢失，造成原料浪费。对此，如果使用以往前处理技术则既不能取得有效去除效果，也不能对随气排出的有价原料加以回收，相反，大多是形成了危废，反而增加的处理成本。而使用本项技术则会有效去除烟气、废气中的粘附性成分及其成因物质，还会对随气排出的有价原料实施有效回收，实现资源再利用，既节约生产原料，避免了过剩浪费，也不形成危废，可谓一举两得。
D.低减负荷，保障效率。
通过本发明的应用，在工业烟气·废气进入主治理工艺系统之前就将其中的粘附性成分及其成因物质加以净化去除，这样就减轻了主治理工艺系统的负荷，可以保障原有主治理工艺系统本身所具有的净化效果的发挥。而以往技术不仅不能有效净化去除工业烟气·废气中的粘附性成分及其成因物质，不能保障主治理及深度治理系统本身所具有的净化效果的正常发挥，还会将大量的粘附性成分及其成因物质输入主治理工艺系统和深度治理系统内，这样反而增加了主治理工艺系统和深度治理系统的负荷，也低减和破坏，甚至丧失了主治理工艺系统和深度治理系统原本所具有的一定效果发挥的性能。
E.正常运行，保障寿命。
通过本发明的应用，在工业烟气·废气进入主治理工艺系统之前就将其中的粘附性成分及其成因物质加以净化去除，这样就减轻了主治理工艺系统和深度治理系统的负荷，可以实现主治理工艺系统和深度治理系统的正常运行，进而保障主治理工艺系统和深度治理系统的正常寿命。
而以往技术不仅不能有效净化去除粘附性成分及其成因物质，还会将大量的粘附性成分及其成因物质输入主治理工艺系统和深度治理系统内，这样不能保障主治理工艺系统和深度治理系统的正常运行，同时缩短了主治理工艺系统和深度治理系统的正常寿命。
F.节能减排，运维便易。
以往技术因不能有效净化工业烟气·废气中的粘附性成分及其成因物质，使得粘附性成分及其成因物质不仅在本身前处理设备内部到处粘结附着，还会使其进入到主治理工艺系统和深度治理系统内部到处粘结附着，进而带来为了人工清理随处粘结附着的粘附性成分及其成因物质，而投入的前处理设备本身，以及主治理工艺系统和深度治理系统的长期连续的包括人力、物力、财力、精力和时间的运行维护，这些运维是无休止的，同样也是无效运维的。
相反，通过本发明的应用，在工业烟气·废气进入主治理工艺系统之前就将其中的粘附性成分及其成因物质加以净化去除，这样就减轻了主治理工艺系统的负荷，可以保障原有主治理工艺系统本身所具有的净化效果的发挥，避免了如以往技术无休止、无效运维所造成的耗能，该耗能的节约便是本发明实现的节能项，而本发明体现的高效净化去除，以及保障主治理工艺系统和深度治理系统性能的正常发挥，可以实现以往技术所不能实现的高效除污减排。
G.优化系统，提升效果
通过本发明的应用，在工业烟气·废气进入主治理工艺系统之前就将其中的粘附性成分及其成因物质加以净化去除，这样能够减轻主治理工艺系统和深度治理系统的负荷，促进主治理工艺系统和深度治理系统的正常运行，保障主治理工艺系统和深度治理系统的正常寿命，实现整个工艺系统的优化，提升了整体净化效果。
本发明对社会和经济的重要意义在于辅助实现以下几方面：
①促进工业烟气·废气的有效治理，防止大气污染。
②通过有效治理工业烟气·废气，减少大气污染物排放量，防止引发海洋污染、野生生物种减少、热带雨林减少、臭氧层破坏、地球温暖化等地球环境问题。
③促进工业烟气·废气的有效治理，防止工厂等作业环境和住宅居民环境的恶化。
④促进工业烟气·废气的有效治理，防止引起对土壤、水环境、植物和农作物的影响。
⑤促进工业烟气·废气的有效治理，保障人类健康。
⑥以小型化、可不落地、高效率、零风险、零运维等特性，减少企业环境污染治理成本，促进企业健康发展。
⑦填补环保行业同类技术空白，带动同行业的技术创新的发展等。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图。
图2为本发明的分解结构示意图。
图3为本发明的部分剖视结构示意图之一。
图4为本发明的部分剖视结构示意图之二。
图5为本发明中内筒与出气管部分的结构示意图。
图6为本发明中动旋体的结构示意图。
图7为本发明中正旋异翼体和反旋异翼体的正视结构示意图。
图8为本发明中回沉器的结构示意图。
图9为本发明中旋回异翼体的正视结构示意图。
图10为本发明中旋回异翼体的侧视结构示意图。
图11为本发明中回沉器的正视结构示意图。
图12为本发明中回沉器的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……) 仅用于解释某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围内。
如图1至图12所示，本发明提供了一种用于工业烟气、废气前处理的净化器，包括壳体1和设置于壳体1内的内筒2，壳体1连接有进气管3和排出管结构4，内筒2上部连接有出气管5，内筒2内设置有动旋体6和回沉器7，壳体 1内壁、内筒2的内壁和外壁、动旋体6的表面和回沉器7的表面均涂覆有PTFE 涂层；工业烟气、废气从进气管3进入后，经过壳体1与内筒2形成的通道后依次进入回沉器7和动旋体6，工业烟气、废气中的粘稠状附着性成分及其成因物质从排出管结构4排出，净化后的空气则从出气管5排出。其中，壳体1为不锈钢或PP材质。
壳体1的底部设置有锥体8，锥体8的顶角为90°左右，锥体8的外表面涂覆有PTFE涂层，且壳体1的底部形成有折流壁11，折流壁11与锥体8形成锥分体；壳体1的内壁与内筒2的外壁之间形成烟气/废气旋回通路，折流壁11 与锥体8之间形成有旋回通路，锥体8侧壁与内筒2之间形成有文丘路通路。烟气/废气旋回通路、旋回通路和文丘路通路组成静旋体。
壳体1的内壁上竖向设置有若干个第一顶针9，内筒2的外壁上插设有若干根第二顶针10，第一顶针9和第二顶针10形成折流体，第一顶针9和第二顶针10的外表面涂覆有PTFE涂层。
动旋体6包括电机61、转动轴62、正旋异翼体63和反旋异翼体64，转动轴62与电机61的输出轴连接，正旋异翼体63和反旋异翼体64套设于转动轴 62上。电机61、转动轴62、正旋异翼体63和反旋异翼体64的表面均涂覆有 PTFE涂层；PTFE涂层的厚度为1μm-50μm。设置正反旋异翼体是为了强制对流，即激化碰撞运动。
正旋异翼体63和反旋异翼体64均包括若干片沿圆周方向依次倾斜堆叠的第一扇形叶65、第一中心圆柱体66和第一外环67，第一扇形叶65的一端与第一中心圆柱体66连接，第一扇形叶65的另一端与第一外环67连接。
第一扇形叶65上形成有若干个凸点68和通孔69，并且第一扇形叶65的端部形成有第一翘起部610。其中，在第一扇形叶65上，从圆心处到边缘方向分别设置8mm直径的凸点68、5mm直径的凸点68和5mm直径的通孔69，凸点 68和通孔69的面积占第一扇叶片65的25％-35％。凸点68促进气流活化运动，通孔69调节气流流量及流速。
相邻的第一扇形叶65之间的重叠区域面积占第一扇形叶65的面积的25％-35％，且相邻的第一扇形叶65之间形成有孔隙。
回沉器7包括缩旋体71和设置于缩旋体71上方的旋回异翼体72，缩旋体 71包括若干片首尾连接的狭长翼片73，若干片狭长翼片73围成腔体，旋回异翼体72包括若干片沿圆周方向依次倾斜堆叠的第二扇形叶74。缩旋体71和旋回异翼体72的表面均涂覆有PTFE涂层。
第二扇形叶74的一端与第二中心圆柱体75连接，第二扇形叶74的另一端与第二外环76连接；狭长翼片73包括主体段和折弯段，主体段的一端与折弯段连接，主体段的另一端与第三外环77连接，折弯段与主体段的连接处呈100° -150°，折弯段向内筒2的中央部延伸，这种结构的作用在于促使气流产生布朗运动。主体段上设置有通孔，折弯段上也设置有通孔，从下往上，主体段的通孔直径逐渐增大，这种结构的作用是调整气流的整体同时流量、流速。第三外环77通过连接棒78与内筒2连接；第二扇形叶74上形成有若干个通孔79。并且第二扇形叶74的端部形成有第二翘起部710。从圆心到边缘，第二扇形叶74 上的通孔直径越来越小。这种结构的作用是调整气流的整体同时流量、流速。
相邻的第二扇形叶74之间的重叠区域的面积占第二扇形叶74面积的 25％-35％，该结构的作用一是使气流产生净化(即分离、碰撞等)机会增多，二是使气流净化路径延长。相邻的第二扇形叶74之间形成有空隙，便于空气逸出。
进气管3和出气管5上均设置有采样口12和采样口把手13，并且进气管3 和出气管5均连接有粉尘浓度表14、废气浓度表15；壳体1上设置有透视结构 16；透视结构16包括透视窗边框161、透视窗把手162、透视窗门163、透视玻璃164和透视窗165，出气管5包括从下向上设置的环形箍17、扩径排气管18 和排放口19。
排出管结构4包括导流排出管41、环流管42和排出管43，导流排出管41 通过环流管42与排出管43连接，环流管42上设置有环流管透视口44。
使用时，工业烟气、废气从进气管3进入，经过折流体、由烟气/废气旋回通路、旋回通路和文丘路通路形成的静旋体后进入回沉器7内，烟气/废气在该部分得以进一步分离净化，该部分在运行时能够重点实现强疏导流、活发碰撞、变向反弹、重力下流等功能；烟气/废气经回沉器之后进入动旋体，在这里进行本设备的最后分离净化。该部分在运行时能够重点实现高速离心、强疏导流、静动合旋等功能。净化的空气从位于内筒2上部的出气管5排出，而工业烟气、废气中的粘稠状附着性成分及其成因物质则从排出管结构4排出，从而实现了工业烟气、废气中的粘稠状附着性成分及其成因物质的有效分离和回收，并得到净化后的空气。
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可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。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。
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