一种多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置及系统的制作方法

本申请涉及废气处理与环保分离设备领域，特别是涉及一种多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置及系统。

背景技术：

1、在医药、化工、农药及喷涂等工业场景中，排放的废气通常属于复合型多组分废气。这些废气中同时夹杂着微细粉尘、酸性或碱性腐蚀气体以及挥发性有机物。要实现净化，通常需要依次进行水洗除尘、酸碱中和以及有机溶剂吸收或活性炭吸附。传统的处理工艺是将除尘塔、洗涤塔和吸收塔进行物理串联。这种多塔串联结构导致整套气体净化分离系统的占地面积庞大，相应的工艺管线复杂。多级设备串联造成较大气路压降。为了克服管道与塔体阻力，通常配置大功率引风机，导致系统整体能耗较高。

2、针对多塔串联存在的上述缺陷，本领域内采用超重力旋转床替代传统的静止洗涤塔，以提升气液传质效率并缩小气液接触装置的体积。单级超重力旋转床向转子内部喷洒单一吸收液，难以在一台设备内同步去除理化性质不同的多种废气组分。若要实现多组分处理，常规技术方案是将多个超重力转子串联在同一根主轴上，并在每个转子之间设置致密的物理金属隔板与动密封组件。这种带隔板的结构设计增加了内部的装配难度，导致设备制造成本增加；同时内部物理隔板阻断了废气的连续轴向流动路径，导致废气在错流吸收腔体内发生多次折返。废气需从内向外穿透填料后，再由导流壳体强制引导至下一级转子的内部，引发气动阻力损失与涡流死区，降低了设备的有效处理通量。

技术实现思路

1、本实施例提供了一种多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置及系统。

2、提供了一种多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置，包括：承压外壳，竖直设置，其底部连通有进气底座，顶部连通有排气顶盖；共轴多通道布液主轴，同轴安装于承压外壳内部，其内部分隔为多个独立进液通道；共轴多通道布液主轴的侧壁沿轴向自下而上分布有多个分别与各独立进液通道对应的喷射段，相邻喷射段之间留有无喷孔的盲区段；无隔板整体式环状转子，同轴固定套装于共轴多通道布液主轴的外围，其内部填充有连续的无分层三维网状填料，且上下两端面开放；多个集液槽，分别成型于承压外壳的内壁对应不同喷射段的高度区间；倒v型分水隔离刃，固定设置于相邻集液槽交界处并向中心轴方向延伸；倒v型分水隔离刃的尖端与无隔板整体式环状转子的外边缘之间具有径向间隙。

3、进一步地，无隔板整体式环状转子包括内圈骨架、外圈骨架以及填充于内圈骨架和外圈骨架之间的无分层三维网状填料；无分层三维网状填料由多层波纹丝网沿径向连续卷绕形成，且相邻波纹丝网之间相互交错支撑并在轴向上贯通形成连续气流通道；内圈骨架与共轴多通道布液主轴固定连接。

4、进一步地，波纹丝网的孔隙率沿径向由内向外呈递增分布，无分层三维网状填料的最内侧区域配置有第一孔隙率的内层丝网，无分层三维网状填料的最外侧区域配置有第二孔隙率的外层丝网，且第一孔隙率小于第二孔隙率；内圈骨架上对应各喷射段的位置对应开设有第一进液通孔，多个第一进液通孔在内圈骨架的圆周方向上呈矩阵式等距排列；外圈骨架上开设有第二逸出孔，第二逸出孔的孔径大于第一进液通孔的孔径；内圈骨架与共轴多通道布液主轴的外壁之间贴合装配有端面密封环，端面密封环将各喷射段在轴向上物理隔离。

5、进一步地，共轴多通道布液主轴内部设置有沿轴向贯穿的中心支撑轴；多个独立进液通道环绕中心支撑轴呈圆环形阵列分布；各喷射段上阵列开设有多个离心喷头；盲区段的外壁为平滑无孔的圆柱面，且盲区段的轴向长度大于倒v型分水隔离刃的根部宽度。

6、进一步地，多个独立进液通道的底部向下延伸穿出进气底座并分别连接有独立的进液管接头，每一个独立进液通道仅与其对应高度区间内的一个喷射段相互连通；多个离心喷头在对应的喷射段的外壁上呈交错的螺旋线状排布；盲区段的上下两端与相邻的喷射段的交界处分别加工有截面呈圆角的过渡倒角；中心支撑轴的上下两端分别通过第一轴承座和第二轴承座转动连接于进气底座和排气顶盖的中心处，且中心支撑轴的底端与设置于外部的驱动电机传动连接。

7、进一步地，倒v型分水隔离刃包括向上倾斜的第一导流面和向下倾斜的第二导流面；第一导流面和第二导流面在靠近无隔板整体式环状转子的一侧相交汇并形成锋利锐角以作为尖端；第一导流面相对水平面的倾斜角度小于第二导流面相对水平面的倾斜角度；倒v型分水隔离刃与承压外壳的内壁一体成型。

8、进一步地，径向间隙的径向宽度范围限定在三至五毫米之间；倒v型分水隔离刃的水平对称面与对应高度处的盲区段的水平中心面处于同一水平面上；在相邻的两个集液槽中，位于上方的集液槽的底面由对应位置的第一导流面构成，位于下方的集液槽的顶面由对应位置的第二导流面构成；每一个集液槽的底部最低处均连通开设有切向排液口，各个切向排液口沿承压外壳的外壁的切线方向向外穿透延伸。

9、进一步地，进气底座内固定设置有进气导流锥体；进气导流锥体的尖端垂直向上正对共轴多通道布液主轴的底端；进气底座的侧壁上水平开设有进气主接管口。

10、进一步地，排气顶盖内部水平设置有气液分离挡板；气液分离挡板呈迷宫式交错折叠分布；排气顶盖的最高处竖直开设有排气主接管口。

11、还提供了一种多级错流超重力多组分废气同步净化分离系统，包括：引风机，连通于进气管路中；至少一个储液罐，连通于进液管路中；以及上述的多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置；进气管路连通至进气底座，进液管路对应连通至各个独立进液通道。

12、通过设置带有无分层三维网状填料的无隔板整体式环状转子，取消了多级转子内部的物理隔板，维持了气体低阻力直线轴向贯穿路径，消除了气流折返压降；同时通过布液主轴设置盲区段，结合外壳内壁的倒v型分水隔离刃，利用旋转产生离心力时的径向抛射特性建立了平行的独立射流层，防止了多种吸收液的交叉互溶，在一台单体设备内同步除尘、脱酸、脱去挥发性有机物。

1.一种多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置，其特征在于，包括：承压外壳，竖直设置，其底部连通有进气底座，顶部连通有排气顶盖；共轴多通道布液主轴，同轴安装于所述承压外壳内部，其内部分隔为多个独立进液通道；所述共轴多通道布液主轴的侧壁沿轴向自下而上分布有多个分别与各所述独立进液通道对应的喷射段，相邻所述喷射段之间留有无喷孔的盲区段；无隔板整体式环状转子，同轴固定套装于所述共轴多通道布液主轴的外围，其内部填充有连续的无分层三维网状填料，且上下两端面开放；多个集液槽，分别成型于所述承压外壳的内壁对应不同所述喷射段的高度区间；倒v型分水隔离刃，固定设置于相邻所述集液槽交界处并向中心轴方向延伸；所述倒v型分水隔离刃的尖端与所述无隔板整体式环状转子的外边缘之间具有径向间隙；所述无隔板整体式环状转子的顶部端面与所述承压外壳的内顶部之间密封设置有顶部挡风环。

2.如权利要求1所述的多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置，其特征在于，所述无隔板整体式环状转子包括内圈骨架、外圈骨架以及填充于所述内圈骨架和所述外圈骨架之间的所述无分层三维网状填料；所述无分层三维网状填料由多层波纹丝网沿径向连续卷绕形成，且相邻所述波纹丝网之间相互交错支撑并在轴向上贯通形成连续气流通道；所述内圈骨架与所述共轴多通道布液主轴固定连接。

3.如权利要求2所述的多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置，其特征在于，所述波纹丝网的孔隙率沿径向由内向外呈递增分布，所述无分层三维网状填料的最内侧区域配置有第一孔隙率的内层丝网，所述无分层三维网状填料的最外侧区域配置有第二孔隙率的外层丝网，且所述第一孔隙率小于所述第二孔隙率；所述内圈骨架上对应各所述喷射段的位置对应开设有第一进液通孔，多个所述第一进液通孔在所述内圈骨架的圆周方向上呈矩阵式等距排列；所述外圈骨架上开设有第二逸出孔，所述第二逸出孔的孔径大于所述第一进液通孔的孔径；所述内圈骨架与所述共轴多通道布液主轴的外壁之间贴合装配有端面密封环，所述端面密封环将各所述喷射段在轴向上物理隔离。

4.如权利要求1所述的多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置，其特征在于，所述共轴多通道布液主轴内部设置有沿轴向贯穿的中心支撑轴；多个所述独立进液通道环绕所述中心支撑轴呈圆环形阵列分布；各所述喷射段上阵列开设有多个离心喷头；所述盲区段的外壁为平滑无孔的圆柱面，且所述盲区段的轴向长度大于所述倒v型分水隔离刃的根部宽度。

5.如权利要求4所述的多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置，其特征在于，多个所述独立进液通道的底部向下延伸穿出所述进气底座并分别连接有独立的进液管接头，每一个所述独立进液通道仅与其对应高度区间内的一个所述喷射段相互连通；多个所述离心喷头在对应的所述喷射段的外壁上呈交错的螺旋线状排布；所述盲区段的上下两端与相邻的所述喷射段的交界处分别加工有截面呈圆角的过渡倒角；所述中心支撑轴的上下两端分别通过第一轴承座和第二轴承座转动连接于所述进气底座和所述排气顶盖的中心处，且所述中心支撑轴的底端与设置于外部的驱动电机传动连接。

6.如权利要求1所述的多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置，其特征在于，所述倒v型分水隔离刃包括向上倾斜的第一导流面和向下倾斜的第二导流面；所述第一导流面和所述第二导流面在靠近所述无隔板整体式环状转子的一侧相交汇并形成锋利锐角以作为所述尖端；所述第一导流面相对水平面的倾斜角度小于所述第二导流面相对水平面的倾斜角度；所述倒v型分水隔离刃与所述承压外壳的内壁一体成型。

7.如权利要求6所述的多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置，其特征在于，所述径向间隙的径向宽度范围限定在三至五毫米之间；所述倒v型分水隔离刃的水平对称面与对应高度处的所述盲区段的水平中心面处于同一水平面上；在相邻的两个所述集液槽中，位于上方的集液槽的底面由对应位置的所述第一导流面构成，位于下方的集液槽的顶面由对应位置的所述第二导流面构成；每一个所述集液槽的底部最低处均连通开设有切向排液口，各个所述切向排液口沿所述承压外壳的外壁的切线方向向外穿透延伸。

8.如权利要求1所述的多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置，其特征在于，所述进气底座内固定设置有进气导流锥体；所述进气导流锥体的尖端垂直向上正对所述共轴多通道布液主轴的底端；所述进气底座的侧壁上水平开设有进气主接管口。

9.如权利要求1所述的多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置，其特征在于，所述排气顶盖内部水平设置有气液分离挡板；所述气液分离挡板呈迷宫式交错折叠分布；所述排气顶盖的最高处竖直开设有排气主接管口。

10.一种多级错流超重力多组分废气同步净化分离系统，其特征在于，包括：引风机，连通于进气管路中；至少一个储液罐，连通于进液管路中；以及如权利要求1至9任一项所述的多级错流超重力多组分废气同步净化分离装置；所述进气管路连通至所述进气底座，所述进液管路对应连通至各个所述独立进液通道。