CN101362037B - 脉冲型叶片除雾器 - Google Patents
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Abstract
一种脉冲型叶片除雾器，它包括气体进口、箱体、液体出口和气体出口，气体进口和气体出口分别位于箱体相对的两侧，液体出口位于箱体的下部，箱体内排列有波形折流薄片组，所述的波形折流薄片平行于气流方向竖直排列，每两片波形折流薄片之间的间距S为气流的通道，所述的波形折流薄片是沿气流方向弯曲成大三角波形或大正弦波形的、在波面上有小波形的金属薄片或塑料薄片，并且每相邻的两片波形折流薄片的小波形位相相差180°，使每相邻的两片波形折流薄片的小波形成平面对称排列。本发明的脉冲型叶片除雾器，脱水除雾效率高，可达到98-99.98％，运行阻力比丝网式除雾器降低很多，仅为200-600Pa，不易堵塞，不易结垢，设备能够稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及化学工程中的气液分离设备，具体的说是一种新型高效叶片式除雾器。
背景技术
除雾器被广泛应用于化工、石油、环境等领域中的闪蒸脱雾、油气分离、酸雾净化过程。除雾的原理可大致分为重力沉降、离心力、惯性碰撞、扩散运动、电析等等，其中重力沉降主要用以除去直径大于50μm的大液滴，离心分离和惯性碰撞可以有效去除直径介于1μm～50μm的液滴，这一类体系化工过程中最为常见；而扩散运动、电析等主要针对粒径极小甚至0.1μm(布朗运动级)的细雾体系。
目前国内主要采用的除雾设备是丝网除雾器，它虽具有除雾效率高，制造加工简单等优点，但同时存在较多缺陷：操作弹性小、允许通过的气速过低；扑集的液滴不易下落，易产生二次夹带；不耐脏，易堵，要求处理的介质较清洁；对直径为1μm～5μm的细液滴，分离效率低等。专利97113349.2曾提出了一种新型高效除雾器，主要是改变了传统丝网除雾器自下而上轴向流动的除雾方式，而采用从中间向两侧穿过丝网层的方式，使除雾效率提高了一倍。近些年来，新型的叶片除雾器逐渐崭露头角，它不仅保持了丝网除雾器的优点，还在一定程度上弥补了丝网除雾器允许通过的气速过低、易产生二次夹带、易堵的缺点。最早德国人在我国申请了一项叶片除雾器的专利93104237.2，该除雾器由多个波形板组成，波形有大、小、半波之分，类似正弦曲线型；后面的一系列叶片除雾器主体基本都采用类似结构，所不同在于将弧形波多加工为90度直角波折板，部分增加了冲洗水等附加装置。专利200610161316.4和200620165207.5由第一级、第二级除雾器、相应支撑以及冲洗水系统组成，主要目的是使V形除雾器组件的两个侧边的叶片通道的通流烟气量相等，避免出现二次夹带或除雾能力较差等现象；专利03245346.9比较新颖，在波形板的波峰和波谷处增加了钩状挡板，以增强碰撞除雾效果；03233698.5是在波形板上增设半圆形凸台，构成对烟气液滴的进一步阻挡、捕集和导流面；200520005762.7提供一种用于洗涤塔或者吸收塔的简易型叶片除雾器，主要以两片“W”形除雾片以支撑板为中心对称设置组成。以上各种叶片除雾器结构简单，使用方便，效率较高，但只适用于粒径大于3～5μm的烟、雾体系，且对于扑集下来的颗粒或者液体未设专门的导出结构，容易会出现二次夹带的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由多片波形折流薄片组成的脉冲型叶片除雾器，该设备使气体脉冲流动，有利于小液滴的聚并，具有脱水除雾效率高、性能稳定、抗脏堵、阻力低、不易结垢等优点。
本发明所采用的技术方案是：
一种脉冲型叶片除雾器，它包括气体进口、箱体、液体出口和气体出口，气体进口和气体出口分别位于箱体相对的两侧，液体出口位于箱体的下部，箱体内排列有波形折流薄片组，所述的波形折流薄片平行于气流方向竖直排列，每两片波形折流薄片之间的间距S为气流的通道，所述的波形折流薄片是沿气流方向弯曲成大三角波形或大正弦波形的、在波面上有小波形的金属薄片或塑料薄片，并且每相邻的两片波形折流薄片的小波形位相相差180°，使每相邻的两片波形折流薄片的小波形成平面对称排列。如此，气流通过小波形区域，经过脉冲通道时气流流速快，经过涡流通道时气流流速慢，气流形成脉冲和涡流。
上述的脉冲型叶片除雾器，所述的每两片波形折流薄片之间的间距S为40-100mm。
上述的脉冲型叶片除雾器，所述的波形折流薄片厚0.1-1mm。
上述的脉冲型叶片除雾器，所述的大三角波形或正弦波形的波面上的小波形可以是三角波、梯形波或矩形波，小波形区域距大三角波或大正弦波的波峰或波谷20～50mm，在小波形区域内可以有2-8个波。
上述的脉冲型叶片除雾器，所述的大三角波形的波长λ为200-500mm。
上述的脉冲型叶片除雾器，所述的大三角波形的波顶角α为60～140°，波峰高度A与波长之比A/λ为0.2～0.6。
上述的脉冲型叶片除雾器，所述的小波形是三角波，三角波的波顶角β为60°～120°，两斜边长为10-50mm。
上述的脉冲型叶片除雾器，所述的小波形是矩形波，矩形波的边长为20-100mm；矩形波的高度为10-40mm。
上述的脉冲型叶片除雾器，所述的小波形是梯形波，梯形的为高10-40mm，上底长为20-100mm，底角为30～80°。
本发明提供的脉冲型叶片除雾器工作原理是：
夹带液滴或雾滴的气体由气体进口以一定速度进入除雾器箱体，通过波形折流薄片组时，气体被分为若干平行的单独气流。气雾进入波形折流薄片之间波形流道，进入脉冲流道时，截面减小，气速增加，细小液滴之间碰撞加剧，碰撞效率提高，液滴聚并；随后进入涡流流道时，气速减慢，并将波形折流薄片表面的部分液体重新带到涡流区，与气雾中的细液滴碰撞积聚成较易分离的大液滴，并在薄片表面波纹沟槽汇聚成流股，最终靠重力流出除雾器。同时，由于波形折流薄片的导向，气体流向多次改变，液滴或雾滴在惯性力的作用下，其运动方向与气体运动产生差异，使其从气体中分离出来，并碰撞在波形板上，在重力的作用下流出。
本发明提供的脉冲式除雾装置，通过上述原理可以看出，与现有除雾设备相比，具有以下优点：
脱水除雾效率高，可达到98-99.98％；
运行阻力比丝网式除雾器降低很多，仅为200-600Pa；
不易堵塞，设备能够稳定运行；
不易结垢。
本脉冲式除雾器可广泛用于化工、轻工等行业的雾脱除处理以及燃煤锅炉和窑炉中的烟气脱水除雾。
附图说明
图1为脉冲型叶片除雾器的三维结构示意图，其中1为气体进口；2为气体出口；3为液体出口；4为箱体；5为波形折流薄片组；
图2为脉冲型叶片除雾器的结构俯视示意图；
图3为大三角波形的两片波形折流薄片构成的气体流道示意图；
图4为气体进入小三角波形区域时形成脉冲和涡流的示意图，6为脉冲通道；7为涡流通道；
图5分别为大三角波形的波面上的梯形、矩形、三角形的小波形的示意图。
具体实施方式
实施例1：
某厂锅炉尾气经处理后仍夹带有1％左右的碳粉和水雾，粒径分布约为0.5～50μm，流量5000Nm3/h，将之通过宽0.5m，高0.3m、总长0.5m的脉冲型叶片除雾器，其两相邻薄片距离S为40mm，波形折流薄片的大三角形的波顶角α为120°，波峰高度A为72mm，波长λ为250mm。小波形为三角形，其波顶角β为90°，边长15mm，小波形区域内波数有3个。气体通过该除雾器后，碳粉和水雾的去除率达到99.7％，压降为400Pa；含有碳粉的水从除雾器底部流出后集中排放，该装置稳定运行3年期间，从未出现效率下降、压降增高等现象，表明装置具有优良的抗脏堵性能和很好的稳定性。
实施例2：
某化工厂含液尾气夹带有6％左右的液滴，粒径分布约为5～15μm，流量12000Nm3/h，将之通过宽1m，高0.5m、总长0.8m的脉冲型叶片除雾器，其两相邻薄片距离为80mm，波形折流薄片的大三角形的波顶角α为90°，波峰高度A为200mm。小波形为矩形，边长30mm，高度20mm，小波形区域内波数有2个。气体通过该除雾器后，液体去除率达到99.98％，压降为460Pa。稳定运行5年后仍运行正常。
实施例3：
某化工厂含液尾气夹带有3％左右的水雾，粒径分布约为0.5～5μm，流量20000Nm3/h，将之通过宽1.2m，高0.5m、总长1m的脉冲型叶片除雾器，其两相邻薄片距离为100mm，波形折流薄片的大三角形的波顶角α为100°，波峰高度A为210mm。小波形为梯形，上底边长25mm，高为30mm，底角为60°，小波形区域内波数有2个。气体通过该除雾器后，液体去除率达到99％，压降为520Pa，且装置运行稳定。
Claims (8)
1.一种脉冲型叶片除雾器，它包括气体进口、箱体、液体出口和气体出口，气体进口和气体出口分别位于箱体相对的两侧，液体出口位于箱体的下部，箱体内排列有波形折流薄片组，其特征是：所述的波形折流薄片平行于气流方向竖直排列，每两片波形折流薄片之间的间距S为气流的通道，所述的波形折流薄片是沿气流方向弯曲成大三角波形或大正弦波形的、在波面上有小波形的金属薄片或塑料薄片，并且每相邻的两片波形折流薄片的小波形位相相差180°，使每相邻的两片波形折流薄片的小波形成平面对称排列，上述的脉冲型叶片除雾器，所述的每两片波形折流薄片之间的间距S为40-200mm。
2.根据权利要求1所述的脉冲型叶片除雾器，其特征是：所述的波形折流薄片厚0.1-1mm。
3.根据权利要求1所述的脉冲型叶片除雾器，其特征是：所述的大三角波形或大正弦波形的波面上的小波形是三角波、梯形波或矩形波，小波形区域距大三角波或大正弦波的波峰或波谷20～50mm，在小波形区域内有2-8个波。
4.根据权利要求1所述的脉冲型叶片除雾器，其特征是：所述的大三角波形或大正弦波形的波长λ为200-500mm。
5.根据权利要求1所述的脉冲型叶片除雾器，其特征是：所述的大三角波形的波顶角α为60～140°，波峰高度A与波长之比A/λ为0.2～0.6。
6.根据权利要求1所述的脉冲型叶片除雾器，其特征是：所述的小波形是三角波，三角波的波顶角β为60°～120°，两斜边长为10-50mm。
7.根据权利要求1所述的脉冲型叶片除雾器，其特征是：所述的小波形是矩形波，矩形波的边长为20-100mm；矩形波的高度为10-40mm。
8.根据权利要求1所述的脉冲型叶片除雾器，其特征是：所述的小波形是梯形波，梯形的高为10-40mm，上底长为20-100mm，底角为30～80°。
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