[发明专利]一种利用爆气方式净化工业气体系统及方法

权利要求书

1.一种利用爆气方式净化工业气体系统，其特征在于，包括：爆气净化单元(1)、液-污分离单元(2)、液质监控单元(3)和气热回收单元(4)；

所述的爆气净化单元(1)由进气管(1-1)、舱体(1-2)、排气管(1-3)、过渡仓(1-4)、捕滴器(1-5)、冷凝器(1-6)、脱水仓(1-7)、储气仓(1-8)、爆气仓(1-9)、喷嘴(1-10)、造泡器(1-11)、沉降仓(1-12)、锥体(1-13)、排污管(1-14)和截阀(1-15)组成；所述进气管(1-1)为90°弯管形状，其垂直于水平面部分位于舱体(1-2)中心位置，进气管(1-1)上端与舱体(1-2)顶部连接，进气管(1-1)内为储气仓(1-8)；所述进气管(1-1)与舱体(1-2)之间形成一个环形空间，环形空间下1/3空间为沉降仓(1-12)；环形空间中1/3空间为爆气仓(1-9)；环形空间上1/3空间内设有脱水仓(1-7)、冷凝器(1-6)、捕滴器(1-5)和过渡仓(1-4)；所述冷凝器(1-6)设在脱水仓(1-7)中部；所述捕滴器(1-5)位于脱水仓(1-7)之上；所述过渡仓(1-4)位于捕滴器(1-5)之上；所述排气管(1-3)位于舱体(1-2)顶端，并与过渡仓(1-4)相通；所述锥体(1-13)位于舱体(1-2)底部中心位置；所述造泡器(1-11)位于进气管(1-1)和锥体(1-13)之间的中心位置，其高度在舱体(1-2)内高1/3位置；所述排污管(1-14)位于舱体(1-2)底端，并与沉降仓(1-12)相通；所述截阀(1-15)与排污管(1-14)连接；所述喷嘴(1-10)位于造泡器(1-11)上方与冷凝器(1-16)连接；

所述的液-污分离单元(2)由污水泵(2-1)、过滤仓(2-2)、滤料(2-3)、排水口(2-4)、集水井(2-5)、提升泵(2-6)、清水池(2-7)、供水泵(2-8)和上水管(2-9)组成；所述污水泵(2-1)通过排污管(1-14)与截阀(1-15)连接，排污管(1-14)与过滤仓(2-2)相通；所述滤料(2-3)位于过滤仓(2-2)内，过滤仓(2-2)左下侧设有排水口(2-4)；所述集水井(2-5)位于过滤仓(2-2)一侧，提升泵(2-6)位于集水井(2-5)内；所述清水池(2-7)位于集水井(2-5)一侧，供水泵(2-8)位于清水池(2-7)上方；所述上水管(2-9)一端与供水泵(2-8)连接，另一端与冷凝器(1-6)连接；所述滤料(2-3)选用高炉渣、钢渣和粉煤渣；高炉渣：经过水淬处理的高炉渣，其性质分为碱性渣、中性渣和酸性渣，透孔率在90％以上，玻璃相在90％以上，粒度直径在1-4mm之间，成分CaO38-45、SiO₂30-45、Al₂O₃8-17；钢渣：经过水闷处理的钢渣，其性质分为碱性渣和酸性渣，玻璃相在90％以上，透孔率在85％以上，粒度直径1-20mm之间，成分CaO20-55、SiO₂8-35、Al₂O₃1-17；粉煤灰：其性质分为碱性渣，透孔率在90％以上，粒度直径1-3mm之间，成分为CaO1.5-5.5、SiO₂43-56、Al₂O₃20-32；根据有害污水的酸碱性选用不同的酸碱性的高炉渣、钢渣和粉煤灰渣作为滤料；

所述的液质监控单元(3)由输液管(3-1)、取样管(3-2)、输液泵(3-3)、分析仪(3-4)、连接管(3-5)、药液罐(3-6)和信号线(3-7)组成；所述输液管(3-1)分别与上水管(2-9)和输液泵(3-3)连接；所述连接管(3-5)分别与输液泵(3-3)和药液罐(3-6)连接；所述取样管(3-2)分别与上水管(2-9)和分析仪(3-4)连接；所述信号线(3-7)分别与分析仪(3-4)与输液泵(3-3)连接；

所述的气热回收单元(4)由蒸发器(4-1)、热导管(4-2)、换热器(4-3)、泵(4-4)和冷导管(4-5) 组成；所述热导管(4-2)分别与换热器(4-3)和蒸发器(4-1)左部连接；所述冷导管(4-5)分别与换热器(4-3)和蒸发器(4-1)右部连接；所述泵(4-4)位于冷导管(4-5)中部，并与冷导管(4-5)连接；所述换热器(4-3)位于进气管(1-1)内；

工作原理：工业气体被造泡器(1-11)送入爆气仓(1-9)内紊流水中转为若干大小不一的气泡，气泡受到紊流水的冲击和挤压，气泡内气压增高直至爆裂即爆气，工业气体中的有害物随爆气波冲入水中瞬间被水包裹收纳，并随螺旋水流和重力进入沉降仓(1-12)；由于舱体(1-2)内设置锥体(1-13)，使得沉降仓(1-12)上宽下窄，水流围绕锥体(1-13)的旋转速度从上往下逐步加快，水中有害物被抛掷于沉降仓(1-12)的底仓边缘，并随水流从排污管(1-14)排出；经爆气方式净化的工业气体，随之携带水分子脱离爆气仓(1-9)进入脱水仓(1-7)转变为雾，雾中水分子不停的运动，分子与分子之间互相吸引，然后聚集在一起转变为雾滴，再通过冷凝器(1-6)的冷凝，将雾滴聚集转为水珠回收；冷凝器(1-6)中的冷源来源于清水池(2-7)中的低温水；气体继续上升进入捕滴器(1-5)，通过捕滴器(1-5)彻底将水分子捕捉回收；脱水的气体进入过渡仓(1-4)，再通过排气管(1-3)排放；工业气体主要来源于尾气的排放，气温过高；通过气热回收单元(4)将工业气体所含的热能提取并降温，避免由于气温过高与水接触产生大量水蒸汽；气热回收单元(4)采用体内流体介质吸收工业气体的热能被汽化转为饱和蒸汽，饱和蒸汽通过蒸发器(4-1)对外做功再利用；携带着有害物的污水通过排污管(1-14)进入液-污分离单元(2)进行污液分离，有害物滞留在滤料(2-3)中，污水转变为清水；水经液质监控单元(3)在线检测，确保水质达标；再通过供水泵(2-8)送入爆气净化单元(1)进行循环作业。