CN102527181A - 一种除尘设备 - Google Patents

Abstract

一种除尘设备，包括旋风副塔、旋流主塔和水池。旋风副塔包括副塔进气口、副塔出气口和副塔水喷淋雾化装置，副塔进气口设置在旋风副塔的侧上部，副塔出气口设置在旋风副塔的顶部，副塔水喷淋雾化装置设置在旋风副塔的上方；旋流主塔包括主塔进气口、主塔水喷淋雾化装置和导流单元，主塔进气口设置在旋流主塔的侧上部，通过导风管与旋风副塔的出气口连接，主塔水喷淋雾化装置设置在旋流主塔的顶部，多组导流单元自上而下设置在该旋流主塔的中部；水池设置在旋风副塔和旋流主塔的下方，并共同构成一个封闭的整体。相对于现有技术，本发明的除尘设备能够针对含蜡粉尘实现高效率除尘。

Description

一种除尘设备

技术领域

本发明属于环保除尘设备领域，具体涉及一种除尘设备。

背景技术

传统的含蜡硬固尘指的是会形成物理的布袋堵塞的带蜡质粉尘，通常指使用抛光蜡的金属或塑料的抛光尘。但在实际的工作中，发明人还发现其他情况也会产生布袋的堵塞，如塑料的碎粒、切割烟尘等，也会令布袋在很短的时间内全部堵死而不可清理。其原因是塑料在破碎、切割过程中伴随着高温产生了化学反应，形成一些高粘性的化学物质。因此，在本专利申请中，把含蜡硬固尘定义为会形成物理或化学的布袋堵塞的粉尘。

目前，一般采用水淋式除尘器或麻石塔式除尘器来清除含蜡硬固尘，但上述两种除尘器的除尘效率较低，一般其除尘效率≤75％。且由于抛光尘中含有大量的纤维布绒、碎布条或碎布片等，在传统的水淋式除尘器或麻石塔式除尘器中极易产生布绒、碎布条或碎布片的结团堵塞问题，造成除尘器无法正常运行使用。

因此，寻求一种能够解决含蜡硬固尘的堵塞问题、且除尘效率高的除尘设备已势在必行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种针对含蜡硬固尘实现高效率除尘的除尘设备。

本发明是通过以下的技术方案实现的：一种除尘设备，包括旋风副塔、旋流主塔和水池。其中，旋风副塔，包括副塔进气口、副塔出气口和副塔水喷淋雾化装置，该副塔进气口设置在该旋风副塔的侧上部，该副塔出气口设置在该旋风副塔的顶部，该副塔水喷淋雾化装置设置在该旋风副塔的上方；该旋流主塔包括主塔进气口、主塔水喷淋雾化装置和导流单元，该主塔进气口设置在该旋流主塔的侧上部，通过导风管与旋风副塔的出气口连接，该主塔水喷淋雾化装置设置在该旋流主塔的顶部，多组导流单元自上而下设置在该旋流主塔的中部，从而形成多个导流层；该水池设置在该旋风副塔和旋流主塔的下方，并共同构成一个封闭的整体。

该旋流主塔还包括多个长条状的脱水板，其设置在该导流单元的下方。

该除尘设备还包括气水分离装置，其设置在该水池的上方，与该旋风副塔、旋流主塔和水池共同构成一个封闭的整体，该气水分离装置包括设置在其内部的多层脱水单元，以及设置在其一侧边的净气出气口。

该除尘设备还包括气水预分离器，其设置在该水池的水界面上的该旋流主塔和气水分离装置之间的尘气通道上，该气水预分离器包括多列预脱水单元。

还包括循环水泵，该循环水泵的水管分别与该副塔水喷淋雾化装置及主塔水喷淋雾化装置连接，将净水导入到该旋风副塔和旋流主塔对尘气进行喷淋处理。该循环水泵还包括过滤器和水量调节阀，该过滤器为网状，设置在其进水口附近，该水量调节阀设置在副塔水喷淋雾化装置和主塔水喷淋雾化装置的喷头的水管上。

该除尘设备还包括净水池，该净水池设置在该水池的一侧并与该水池保持连通，该循环水泵的进水口设置在净水池靠近其底部的侧面。

进一步，该导流单元由多个导流折板组成，该导流折板包括互成角度的固定板和导流板，多个固定板在水平方向上间隔平铺成一圆环形，该导流板向下倾斜与该固定板成一角度。位于不同导流层的导流折板的固定板和导流板之间的角度相异，该多层导流单元的固定板和导流板之间的角度自上而下渐变减小。

该气水分离装置包括6-12层脱水单元，该脱水单元由多个倒“V”型板件等间距密集排列构成，其开口平面朝向水池，且上下相邻层的脱水单元的倒“V”型板件交错分布。

该气水预分离器内设置3-6列的预脱水单元，该预脱水单元由多个“V”型板件密集排列构成，其开口平面与该水池的水界面垂直并为迎风方向，且前后相邻列的预脱水单元的“V”型板件交错分布，且每一列的“V”型板件为中间密两侧疏的非等间距排列。

相对于现有技术，本发明的除尘设备能够针对含蜡硬固尘实现高效率除尘，同时解决了含蜡硬固尘对除尘设备的堵塞问题，因此可以确保除尘设备能够高效正常运行。

为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。

附图说明

图1是本发明的除尘设备的结构示意图。

图2是图1所示的导流单元23的俯视图。

图3是图2所示的导流折板232的结构示意图。

图4是图2沿C-D方向的剖视图。

图5是气水分离装置的脱水单元的放大结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，其是本发明的除尘设备的结构示意图。该除尘设备包括旋风副塔10、旋流主塔20、气水预分离器30、气水分离装置40、水池50、循环水泵60、净水池70和导风管80。该水池50设置在该旋风副塔10、旋流主塔20和气水分离装置40的下方。含尘废气依序通过该旋风副塔10、旋流主塔20、气水预分离器30和气水分离装置40进行除尘处理，使灰尘落入水池50中。该水池50的废水经过过滤后流入该净水池70，循环水泵60通过其水管将净水池70的水分别导入到该旋风副塔10和旋流主塔20对尘气进行喷淋处理。

该旋风副塔10为中空柱状结构，具体地，其上部为圆柱体，下部为上开口大下开口小的台体。该旋风副塔10包括副塔进气口11、副塔出气口12和副塔水喷淋雾化装置13。该副塔进气口11设置在该旋风副塔10上部的侧上部，该副塔进气口11为管状，剖面为长方形，其长度较小的一边与水平方向成一定角度向下倾斜伸入该旋风副塔10，结合该旋风副塔10的结构，使废气通过该副塔进气口11在旋风副塔10中形成顺时针切向下的旋流风。该副塔出气口12设置在该旋风副塔10的顶部。该副塔水喷淋雾化装置13设置在该旋风副塔10的上方，包括4-6个均匀分布并与该循环水泵60连接的喷头组成，该旋风副塔10塔顶对应喷头的位置开有喷淋孔，喷淋孔的四周设置密封壁以连接喷头。该旋风副塔10的底端通过设置在该旋风副塔10下部的台体上的法兰14与该水池50密封连接。在使用时，使该旋风副塔10的下部插入水池50的水界面55以下400mm，使水界面55作为该旋风副塔10的封闭面。

该旋流主塔20同样为中空柱状结构，具体地，其上部为圆柱体，中部为上开口大下开口小的台体、下部为上开口小下开口大的台体。该旋流主塔20包括主塔进气口21、主塔水喷淋雾化装置22、导流单元23、脱水板24和检修口27。该主塔进气口21设置在该旋流主塔20的侧上部，通过导风管80与旋风副塔10的出气口12连接，该导风管80具体包括一段横截面为圆形的90°弯管和一段剖面由圆形变为方形的变径管密封连接而成。该主塔水喷淋雾化装置22设置在该旋流主塔20的顶部，包括4-6个均匀分布并与该循环水泵60连接的喷头组成。多组导流单元23自上而下设置在该旋流主塔20的中部，从而形成上大下小的多个导流层，其中，一般在该旋流主塔20设置4-8组导流单元23。气流在该导流单元23的走向与该主塔进气口21的气流走向相同，均为顺时针切向下的方向。该脱水板24为长条状，其垂直焊接设置在该旋流主塔20的中部台体的下延段，即该导流单元23的下方。该旋流主塔20的底部通过法兰26与水池50密封连接。该检修口27设置在该旋流主塔20的顶部。

请参阅图2，其是图1所示的导流单元23的俯视图。每一层的导流单元23由多个结构相同的导流折板232依序排列成圆环形百叶状结构。请同时参阅图3，其是图2所示的导流折板232的结构示意图。该导流折板232包括互成角度的固定板232a和导流板232b，该固定板232a和导流板232b均为扇形。请同时参阅图4，其是图2沿C-D方向的剖视图。多个固定板232a在水平方向上等间距间隔平铺成一圆环形，相邻固定板232a之间具有梯形空隙；该导流板232b向下倾斜与该固定板232a成一角度α，形成固定方向的导流路径，使尘气的风向为顺时针的旋流风。该导流板232b的面积是该固定板232a的面积的4-6倍。在该导流单元23的外环和内环均设置支撑架对其进行支撑固定设置。该导流单元23与该旋流主塔20的内壁之间具有间隙，该间隙一般为10-20mm，以便水流沿该间隙旋流而下。

位于同一层的导流单元23中包括两种过气间隙，即相邻固定板232a之间构成的过气间隙和相邻导流板232b之间构成的过气间隙。其中，相邻导流板232b之间构成的过气间隙面积大于相邻固定板232a之间构成的过气间隙的面积，在设计上以相邻导流板232b之间构成的过气间隙面积作为控制废气风速的基准参照。由于该旋流主塔20的中部为上开口大下开口小的台体，多层导流单元23的固定板232a构成的圆环面积自上而下迅速减小，该导流板232b之间构成的过气间隙面积亦随之减小，从而使废气的风速和水流流速自上而下依序通过不同层的导流单元23的过程中迅速增大。为了使废气的风速和水流流速的加速过程得到控制，需通过控制多层导流单元的固定板232a和导流板232b之间的角度α来实现。具体地，该多层导流单元的固定板232a和导流板232b之间的角度α自上而下渐变减小，离主塔进气口21较近的导流单元23的固定板232a和导流板232b之间的角度较大，一般设置为145°～160°，使其导流路径较平缓；离主塔进气口21较远的导流单元23的固定板232a和导流板232b之间的角度较小，一般设置为135°～145°，使其导流路径较直陡，从而使风速和水流流速逐渐递增。一般，需将风速和水流速度在该导流单元23中控制在16-28m/s，且由上自下风速逐渐增大。

该气水分离装置40为一个方形箱体，其设置在该水池50的上方并通过法兰41与该水池50密封连接。该气水分离装置40包括设置在其内部的多层脱水单元42，一般设置6-12层的脱水单元42，并使脱水单元42与水界面55之间的夹角为45°。请参阅图5，其是该气水分离装置的脱水单元的放大结构示意图。每一层的脱水单元42由多个倒“V”型板件421等间距密集排列构成，其开口为迎风面，即该倒“V”型板件的开口面朝向水池50的水界面55。其中，上下相邻层的脱水单元42的倒“V”型板件421交错分布。该倒“V”型板件421的内角为60°～130°。净气出气口43设置在该气水分离装置40的一侧边。

进一步，该水池50的水界面55上方为一尘气通道56，该气水预分离器30设置在该旋流主塔20和气水分离装置40之间的尘气通道56上。该气水预分离器30包括多列预脱水单元32，一般设置3-6列的预脱水单元32。每一列的预脱水单元32由多个“V”型板件密集排列构成，其开口为引风面，即该“V”型板件的开口平面与该水池50的水界面55垂直。其中，前后相邻列的预脱水单元32的“V”型板件交错分布，且每一列的“V”型板件为非等间距排列，而是中间密两侧疏，以便同时起到均风的作用。

该水池50为长方体，其设置在该旋风副塔10、旋流主塔20和气水分离装置40的下方，并共同构成一个封闭的整体。该水池50的底部为漏斗结构，在漏斗结构的底部设置有一排水口51以确保水池50排水干净，在该排水口51上配置有一排水闸阀52。在该水池50侧壁上设置有检修口53和设置在检修口53附近的挡板54，该挡板54插入水界面55以下400mm，以防止工作时由于负气压作用于该检修口51而引起水位下降的漏气。由此，该尘气通道56为该旋流主塔20、气水分离装置40、水界面55和水池50两侧的挡板54共同构成的密闭空间。

该净水池70设置在该水池50的一侧，该净水池70的底部与该水池50的排水口51等高，该净水池70通过其底部的过水孔72与该水池50保持连通。进一步，在该过水孔72的上方的水池50一侧还设置一组斜插式且可拆洗的过滤网73，可将水池50中的粉尘过滤以使进入净水池70的水洁净。

该循环水泵60包括泵体61、进水口62、过滤器63、水管64和水量调节阀65。该进水口62设置在净水池70靠近其底部的侧面。该过滤器63为网状，设置在进水口62附近以确保进入该循环水泵60的水洁净。在该进水口62与泵体61之间，以及泵体61与副塔水喷淋雾化装置13、及主塔水喷淋雾化装置22之间通过水管64连接，该水量调节阀65设置在副塔水喷淋雾化装置13和主塔水喷淋雾化装置22的喷头的水管上，以控制副塔水喷淋雾化装置13和主塔水喷淋雾化装置22的喷水量。

以下详细说明本发明的除尘设备的除尘原理。

当含蜡粉尘通过副塔进气口11进入该旋风副塔10时，该旋风副塔10产生的旋风除尘力量和副塔水喷淋雾化装置13产生的水喷淋除尘力量交叉迭加，对含蜡粉尘进行除尘作用。含蜡粉尘中的极易吸水增重的纤维布绒、碎布条、碎布片等体积大而比重轻的杂质粉尘，极易被旋风除尘迭加水喷淋除尘合力作用而落入水池50内得到清除。这样，通过该旋风副塔10的除尘作用而进入旋流主塔20的含尘废气中，基本没有大的或长的纤维布绒、碎布条、碎布片等杂质粉尘，而是以中细至微细粒径含蜡硬固尘为主。由此避免了在该旋流主塔20的堵塞问题，同时也为下一步对含蜡硬固尘与水的亲和作用作了初步的混合作用准备。

经过旋风副塔10的初级除尘和初级尘水混合作用的含蜡硬固尘废气进入旋流主塔20。首先，在该旋流主塔20的多层导流单元23的强制旋流导向作用下，空气中的水和尘经多次剧烈的挤压、旋流、碰撞作用，尘和水之间发生了亲和作用，最终二者进而亲和为一体，互不分离。当尘和水亲和为一体时，就建立了将除尘的目的转化为气水分离的目的的物质状态基础。由一般的常识可知，气水分离可以达到很高的效率，进而可以达到很高的除尘效率。因此，该旋流主塔20的主导作用在于将尘和水亲和为一体，形成尘水一体的物质状态基础，为在下一步骤的气水分离装置40中的气水分离作用作好基础准备。另外，由于大部分旋流水在脱水板24的作用下变成高速的集束水流，直接落入水池中而不再返回气流，因此，废气中大部分粗、中、细粒径含蜡粉尘得到有效分离，只有少部分已和水亲和为一体的细至微细粒径含蜡硬固尘随废气漂浮于空气中被带入气水分离装置40中进一步分离清除。

其中，在该旋流主塔20中的导流板的废气流速和导流单元23的层数是两个比较关键的因素，是否能够使含蜡硬固尘和水完成亲和作用即取决于该两个因素。一般情况下这两个因素还取决于所处理含蜡硬固尘特性。如果所处理含蜡硬固尘本身即具有亲水性，则导流板风速可以低些，导流单元23的层数也可以少些。相反，如果所处理含蜡粉尘本身即具有不亲水性，则导流板风速应该高些，导流单元23的层数也应多些。一般情况下，将导流板的风速控制在16-28m/s之间，导流单元23的层数设置为4-8层。具体参数可根据所处理粉尘的亲水性特征来调整。

经过旋流主塔20处理后的已和水亲和了的含蜡硬固尘废气，沿着尘气通道56经过气水预分离器30的气水预分离和均风作用后，进入气水分离装置40内，在该气水分离装置40的多层的脱水单元42的作用下，实现高效率气水分离，从而实现高效率尘气分离。含尘废水顺着倒“V”型板件421的内槽沿倾角方向流入水池50中，干净废气从净气出气口43排出。其中，与水亲和了含蜡硬固尘废气在脱水单元42中的流速和脱水单元42的层数(即废气变向次数)，决定了气水分离的效率。一般在该脱水单元42中的流速愈高，变向次数愈多则气水分离效率愈高，但其能耗也就愈大。因此，一般将其流速设定在22-28m/s之间，脱水单元42一般设置为6-12层。亦可根据含蜡粉尘的特性来确定这两个参数。

相对于现有技术，本发明的除尘设备能够针对含蜡硬固尘实现高效率除尘，同时解决了含蜡粉尘对除尘设备的堵塞问题，因此可以确保除尘设备能够高效正常运行。此外，还可以应用于其他除尘领域的高效除尘。本发明的除尘设备的除尘效率可以达到≥99.99％，除尘效果达到干净废气中粉尘含量≤25mg/m3，达到近似于布袋除尘设备的除尘效率和效果。该除尘设备运行阻力≤1200pa，与一般布袋除尘设备能耗相当。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (15)

1.一种除尘设备，其特征在于：包括

——旋风副塔，包括副塔进气口、副塔出气口和副塔水喷淋雾化装置，该副塔进气口设置在该旋风副塔的侧上部，该副塔出气口设置在该旋风副塔的顶部，该副塔水喷淋雾化装置设置在该旋风副塔的上方；

——旋流主塔，包括主塔进气口、主塔水喷淋雾化装置和导流单元，该主塔进气口设置在该旋流主塔的侧上部，通过导风管与旋风副塔的出气口连接，该主塔水喷淋雾化装置设置在该旋流主塔的顶部，多组导流单元自上而下设置在该旋流主塔的中部，从而形成多个导流层；

——水池，其设置在该旋风副塔和旋流主塔的下方，并共同构成一个封闭的整体。

2.根据权利要求1所述的除尘设备，其特征在于：该旋流主塔还包括多个长条状的脱水板，

其设置在该导流单元的下方。

3.根据权利要求2所述的除尘设备，其特征在于：该除尘设备还包括气水分离装置，其设置在该水池的上方，与该旋风副塔、旋流主塔和水池共同构成一个封闭的整体，该气水分离装置包括设置在其内部的多层脱水单元，以及设置在其一侧边的净气出气口。

4.根据权利要求3所述的除尘设备，其特征在于：该除尘设备还包括气水预分离器，其设置在该水池的水界面上的该旋流主塔和气水分离装置之间的尘气通道上，该气水预分离器包括多列预脱水单元。

5.根据权利要求4所述的除尘设备，其特征在于：还包括循环水泵，该循环水泵的水管分别与该副塔水喷淋雾化装置及主塔水喷淋雾化装置连接，将净水导入到该旋风副塔和旋流主塔对尘气进行喷淋处理。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的除尘设备，其特征在于：该导流单元由多个导流折板组成，该导流折板包括互成角度的固定板和导流板，多个固定板在水平方向上间隔平铺成一圆环形，该导流板向下倾斜与该固定板成一角度。

7.根据权利要求6所述的除尘设备，其特征在于：该导流板的面积是该固定板的面积的4-6倍。

8.根据权利要求6所述的除尘设备，其特征在于：位于不同导流层的导流折板的固定板和导流板之间的角度相异，该多层导流单元的固定板和导流板之间的角度自上而下渐变减小。

9.根据权利要求6所述的除尘设备，其特征在于：导流板的风速控制在16-28m/s之间，且由上自下风速逐渐增大。

10.根据权利要求6所述的除尘设备，其特征在于：该导流单元的层数设置为4-8层。

11.根据权利要求3所述的除尘设备，其特征在于：该气水分离装置包括6-12层脱水单元， 该脱水单元由多个倒“V”型板件等间距密集排列构成，其开口平面朝向水池，且上下相邻层的脱水单元的倒“V”型板件交错分布。

12.根据权利要求11所述的除尘设备，其特征在于：该倒“V”型板件的内角为60°～130。

13.根据权利要求4所述的除尘设备，其特征在于：该气水预分离器内设置3-6列的预脱水单元，该预脱水单元由多个“V”型板件密集排列构成，其开口平面与该水池的水界面垂直并为迎风方向，且前后相邻列的预脱水单元的“V”型板件交错分布，且每一列的“V”型板件为中间密两侧疏的非等间距排列。

14.根据权利要求5所述的除尘设备，其特征在于：该除尘设备还包括净水池，该净水池设置在该水池的一侧并与该水池保持连通，该循环水泵的进水口设置在净水池靠近其底部的侧面。

15.根据权利要求5所述的除尘设备，其特征在于：该循环水泵还包括过滤器和水量调节阀，该过滤器为网状，设置在其进水口附近，该水量调节阀设置在副塔水喷淋雾化装置和主塔水喷淋雾化装置的喷头的水管上。 

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