CN102658018B - 旋网脱硫除尘装置 - Google Patents

Abstract

旋网脱硫除尘装置是用一种独特的旋网结构进行湿法脱硫除尘的装置，该装置主要用于锅炉烟气的脱硫除尘。它包括外壳体，壳体内装有旋网组合体、螺旋喷水嘴。其特征是：旋网组合体由数个单体塔状旋网排列成两层、塔尖相对并交错组装而成，两层单体塔状旋网旋向相反；旋网组合体上方布有喷水嘴。本发明压力损失很小，能耗低，两级旋网组合体压力损失＜180Pa，除尘效率＞99.7%，含尘浓度：＜50mg/Nm³脱硫效率＞95%，SO₂的排放浓度：＜350mg/Nm³；不易堵塞，结构简单，可实现在线维护，维护、维修简单，成本低。

Description

旋网脱硫除尘装置

技术领域

本发明涉及一种集湿法除尘及废气净化于一体的装置，具体地说是锅炉烟气的脱硫除尘装置。

背景技术

现有湿法除尘器或烟气脱硫除尘，原理主要是尘粒及SO₂气体与液体接触，通过与液滴的碰撞、粘附、凝集、扩散等方式将气体中尘粒捕捉，SO₂溶入液体，达到脱硫除尘的目的。用于脱硫时液体采用碱性液体，气体中的SO₂主要是通过扩散溶入液滴。

单个水滴和尘粒发生碰撞的几率可用无因次碰撞数（或称为惯性参数）ψ表示。

$\mathrm{\Ψ}=\frac{x_s}{d_s}$ ①

式①中：

x_s——从脱离流线到停止运动尘粒总共移动的距离，cm

d_s——液滴的直径，cm

如果服从Stokes公式，再考虑滑动修正系数的影响后，可得：

$\mathrm{\Ψ}=\frac{C{v}_x{d}^2{\mathrm{\ρ}}_0}{18\mathrm{\μ}{d}_s}$ ②

式②中C——滑动修正系数，在t=20℃、p=0.1Mpa时，

$C=1+\frac{0.172}{d_s}$

d——尘粒的直径，cm；

v_x——气体与水滴的相对速度，cm/s;

ρ₀——尘粒的密度，g/cm³；

μ——气体粘度，Pa·s；

d_s——液滴的直径，cm。

从定义可知Ψ值越大，单个液滴和尘粒碰撞机会越多，除尘效率越高，由式②可知Ψ与v_x成正比，与d_s成反比，因此提高气流和液滴的相对速度、减小液滴直径是提高除尘效率的主要途径。此外，尘粒的密度、粒径越大，与含尘气体的接触面积越多，效率也越高。液滴越小，液体总量不变的情况下液滴密度越高，总表面积越大，气体与液体接触的总表面积也越大，同时SO₂的分子通过扩散溶入液滴的机会也越多。总之气-液接触表面积越大、相对速度越高，其捕捉尘粒和SO₂溶入液滴的几率就越高，其脱硫除尘效率也越高；反之脱硫除尘效率低。

现有湿法含尘气体除尘装置主要有低能与高能两类。低能除尘效率低，但压力损失小，一般在250～2000Pa，配置的引风机功率较低，耗能少，脱硫作用很小；高能湿法除尘装置除尘效率高，脱硫能力也较强，但压力损失大，一般在2000～9000Pa，配置的引风机功率高，耗能大。低能湿法除尘装置气-液接触表面积小，气-液相对速度低。如：旋风水膜除尘器，通过气流的旋转产生的离心力作用将尘粒甩向筒体水膜上，含尘气体仅仅是与筒体上的水膜接触，气-液分布不均匀，气体大部分时段远离水膜，气-液接触面积小，两者的相对速度也较低，因而除尘效率较低；自激式除尘器是靠气流冲击装置内的液面，靠气流的突然变向泛起的水滴去捕捉尘粒，尽管装置内增加了S形通道，延长了行程，但液滴的粒径较大、大小差别较大、气-液在空间分布上也不均匀，其接触面积也不大，液滴的运动是靠气流冲击由静止而起的，其两者的相对速度也不很高，因而除尘效率也不很高；泡沫除尘器筛板孔为5～10mm，筛孔中心距10～15mm，筛板上部的水膜由溢流管控制，气体由下方通过筛板孔冲击上部水膜，靠流道的突然变小、气流的突然加速冲击筛板上面的水膜实现捕捉尘粒，这种方式气-液分布虽然较为均匀，但液滴直径还是较大，气-液接触表面积也不会很大，再者液体的运动也是由气体冲击而起的，其方向与气流方向一致，因而两者的相对速度较低，另外该方法还容易堵塞筛板孔。上述三种结构的低能耗除尘器，脱硫能力很低，若要达到锅炉大气污染物排放标准，一般都需另配脱硫装置。高能湿法除尘装置，如文丘里装置：主要靠文丘里管流道的突然变小和扩大使得气-液流速急剧提高，高速流过喉口时湍流程度高，液滴直径也变小，气-液接触表面积增大，除尘和脱硫效率很高；但流速高，压力损失也大，进而需要的引风机功率大，能耗高，而且文丘里装置对负荷变化的适应能力差，喉口易积尘堵塞。下表是现有常见型式的湿式除尘器的除尘效率及压力损失对照表。

湿式除尘器的形式和性能

发明内容

本发明为克服上述除尘器的不足，集上述湿法脱硫除尘装置的各种脱硫除尘方式于一身，通过独特的旋网结构的设计同时实现了气-液流道突然缩小、扩大、变向和离心旋转，保证了尘粒与液体碰撞、扩散、粘附、凝集，SO₂的扩散等综合性的复杂过程更充分，使尘粒与气体充分分离、SO₂极尽溶入液滴。其特点是：能耗低，脱硫除尘效率高，不易堵塞，结构简单，可实现在线维护，维护维修简单、成本低。

本发明旋网脱硫除尘装置，包括脱硫除尘外壳体，壳体内装有旋网组合体、喷水嘴。喷水嘴安装在壳体壁上，可以根据烟尘浓度高低组装成1组或多组，见附图1。旋网组合体由数个单体塔状旋网排列成两层、塔尖相对并交错组装而成，两层旋向相反；单体塔状旋网由不锈钢钢丝旋转制成，旋转由大圈到小圈，外形成塔状（见附图3、附图4），截面积逐渐变小，可使气体或液体流进单体塔状旋网时，实现旋转和加速。壳体下部为进气口，顶部为排气口，壳体底部为含尘液体的浆液排出口，壳体下端外部设有泛水口，浆液排出口浸在泛水口6里，见附图1。

本发明旋网脱硫除尘装置，喷水嘴从壳体外部装入，从上方向下喷出雾化碱液，外形呈锥体、向下均布穿过旋网，穿过旋网时雾化液体得到了旋转和加速，烟气从下方向上穿过旋网，穿过旋网时烟气被旋转和加速，气、液相向通过旋网组合体，被均匀的布气、布水、旋转、加速使得气-液流动成高度旋状的湍流状态，两层旋向相反的旋网组合体大大提高了气-液相对速度和液体的雾化程度，进而增大了气-液接触表面积，大大提高了烟尘与液滴的碰撞、粘附几率和扩散、凝集效率以及SO₂扩散溶入液滴的几率。

本发明最突出的优势：

1、两组旋网组合体即可达到：除尘效率＞99.7%，含尘浓度：<50mg/Nm³；脱硫效率＞95%，SO₂的排放浓度<350mg/Nm³，均不超过国内最严要求的锅炉大气污染物排放的地方标准（锅炉大气污染物排放各地方标准都保持或严于国家标准）。

2、不易堵塞、压力损失小、能耗低。旋网由连续的钢丝旋转而成，通路顺畅，渣浆即不易滞留在旋转丝网上，气流、液流也容易通过旋转丝网，因而这种旋网状结构不易堵塞；气-液穿过旋网时压力损失小，每组旋网组合体压力损失＜90Pa，两组旋网组合体压力损失180Pa，烟气穿过整个装置的压力损失250～600Pa，压力损失小，配置的引风机功率低，能耗也低。

除尘效率、压力损失数据对比表

3、结构简单，制作安装方便，其中的单体塔状旋网可由弹簧制作厂家机械化生产。

4、可实现在线维护，喷水嘴从壳体外部装入，堵塞或磨损时可不用停炉，从壳体外部拆下清理或换装新喷水嘴。

5、维护、维修简单、成本低，喷水嘴可直接在市场上采购到。

附图说明

附图1为本发明装置结构示意主剖视图

1、喷水嘴2、脱硫除尘外壳体3、单体塔状旋网4、旋网组合体5、浆液排出口6、泛水口7、进气口8排气口

附图2为本发明装置结构示意俯视图的剖面图

附图3为单体塔状旋网主视图

附图4为单体塔状旋网钢丝中心线的旋转俯视图

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如附图1所示，本发明的结构包括脱硫除尘外壳体2及设置在外壳内的旋网组合体4，旋网组合体设置两组，见附图1。旋网组合体分上下两层，每层由多个单体塔状旋网3排列组成，两层塔尖相对并交错排列组装(见附图1），两层单体塔状旋网旋向相反。每组旋网组合体上方安装有喷水嘴1，喷水嘴是从壳体外部安装于壳体壁内。外壳下部为进气口7，顶部为排气口8，外壳底部为含尘液体的浆液排出口5，浆液排出口浸在泛水口6里。喷水嘴1从上方向下喷出雾化碱液，喷出的雾化碱液外形呈锥体、向下均布穿过每一个单体塔状旋网3，穿过单体塔状旋网时雾化液体得到了旋转和加速，并被进一步雾化；烟气从下方向上均布穿过单体塔状旋网3，穿过旋网时烟气也被旋转和加速；气、液相向通过旋网组合体4，被均匀的布气、布水、旋转、加速使得气-液混流呈高度旋状的湍流状态，上下两层单体塔状旋网旋3，旋向相反意在提高气-液相对速度。尘粒和SO₂被液滴吸收后形成浆液，在重力作用下经过外壳底部的浆液排出口5流入泛水口，再被泛水口里的循环水冲往沉淀池进行沉淀处理。

Claims (1)

1.旋网脱硫除尘装置，包括脱硫除尘外壳体、单体塔状旋网、旋网组合体、喷水嘴；其特征在于：喷水嘴安装在壳体壁上，可以根据烟尘浓度高低组装成1组或多组，旋网组合体由数个单体塔状旋网排列成两层、塔尖相对并交错组装而成，两层旋向相反；单体塔状旋网由不锈钢钢丝旋转制成，旋转由大圈到小圈，外形成塔状；

壳体下部为进气口，顶部为排气口，壳体底部为含尘液体的浆液排出口，壳体下端外部设有泛水口，浆液排出口浸在泛水口里。

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