CN103118762A - 管道和用于安装于其中的冷凝物边缘薄膜采集和导出装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于通导和导出潮湿气体的管道和用于安装在该类管道中的冷凝物边缘薄膜采集和导出装置。该管道特别是构造成湿烟囱。冷凝物边缘薄膜采集和导出装置被设置在管道口或者在管道内部。其优选具有形为环形分离器的液滴分离器。以此可以实现高效地去除所形成的冷凝物边缘薄膜。

Description

管道和用于安装于其中的冷凝物边缘薄膜采集和导出装置

技术领域

本发明涉及一种用于通导或导出潮湿气体的管道，尤其是用于通导或导出被湿洗的废气，具有冷凝物边缘薄膜采集和导出装置，该冷凝物边缘薄膜采集和导出装置具有置于管道内边缘区域用于从流经管道的气流中分离出部分气流的分离元件和相应的冷凝物排出装置。

本发明还涉及一种冷凝物边缘薄膜采集和导出装置，用于建造在用于通导或导出潮湿气体的。

背景技术

在通过管道通导或导出潮湿气体时，气流和相对较冷的管道壁接触形成冷凝物，其以冷凝物边缘薄膜的形式累积在管道内壁上。该冷凝物边缘薄膜通过气流到管道口的运动被共同携带或被带离并且一起和气流被导出管道同时以液滴、雾等形式被排放（至大气中）。这当然是不希望的，并且已经引入了相对应的措施。

到目前为止，在例如为废气湿洗器的湿洗器后常用形为热交换器或者通过借助气体燃烧器直接引入能量的再加热装置，从而将潮湿的气体输送至400m高的烟囱而不会在此产生过量的冷凝物。通过这种方式可以尤其避免在烟囱的很近距离内大液滴从烟囱掉落至地面。但这种装置非常昂贵并且需要经常维护或需要高能量消耗。

因此，现代化的设备配备了所谓的约250m高的湿烟囱。气体输送借助于位于湿洗器之前或之后的增压风扇。但在这种状况下，因为潮湿气体在通向烟囱口的路途中的冷却，结果也是烟囱内大量冷凝物的堆积并且因此在烟囱的很近距离内大液滴从烟囱掉落至地面。到目前为止只在较少情况下在大型烟囱内建造了除了简单的排水装置外的例如轴向旋流式空气滤清器，因为烟囱内的高速运动导致很高的能量损耗并且到目前为止没有满意的涉及液滴导出的解决方案。

除此之外为了减少液滴流出，在很多湿烟囱内建造了所谓的薄膜陷阱或其它挡板，其可以阻止沿着烟囱壁拖带液体薄膜。但所述措施在通常情况下只能有限度的使用，因为通过在此类烟囱内的高速气体，液体薄膜会被带离或者液滴从薄膜中被带出。因此有害的液滴的跌落不能通过这种装置被完全避免。

另一种对应措施为给该类湿烟囱配备冷凝物边缘薄膜采集和导出装置。该装置被配置在湿烟囱的口部并且起到了将部分气流从流经湿烟囱的气体流中分离的作用，其中该部分气流会携带形成的冷凝物边缘薄膜并且以此在烟囱中部从主气体流中分离出来。从部分气流中分离出的冷凝物会被收集并且通过冷凝物导出装置被导出。但该熟知的冷凝物边缘薄膜采集和导出装置或者“边缘薄膜陷阱”到目前为止还是存在问题，被导入冷凝物边缘薄膜采集和导出装置的液体量强烈依赖于将气流引导到装置并进入装置。因为在冷凝物边缘薄膜采集和导出装置内部分气流流经的路径相比于管道直径只具有很小的宽度，所以在该区域会形成气体堵塞区域，因此就无法达到所需的用于冷凝物导出的最小速度，这样的话冷凝物边缘薄膜至少不会全部被部分气体流带走，而是至少有一部分越过边缘薄膜陷阱和中央气体流一起被输送至湿烟囱外，这样的话预设的边缘薄膜陷阱仅仅是部分起作用或完全不起作用。该“堵塞效应”还会因气流流出边缘薄膜陷阱的出口小以及边缘薄膜陷阱内气流多次换向而被加重。因此尽管配有该类冷凝物边缘薄膜采集和导出装置或者边缘薄膜陷阱还是有不能被忽视的边缘薄膜的一部分被中央气体流带离并且以液滴、雾或诸如此类的形式被导出至大气中。

发明内容

本发明的任务是给出一种用于通导或导出潮湿气体的管道，其具有特别有效的冷凝物边缘薄膜采集和导出装置。

该任务按照本发明通过前面所述类型的管道这样解决，即，冷凝物边缘薄膜采集和导出装置在其由分离出的部分气流流经的路径中具有由部分气流流经的液滴分离器。

通过按照本发明的解决方法会避免前面示出的当前技术缺陷。通过安置液滴分离器，在冷凝物边缘薄膜采集和导出装置中设置的气流气道不会产生变窄或者换向，以便引导冷凝物。相反，按照本发明预设的液滴分离器被置于由分离元件形成的环形空间之后并且经过整个环形空间延伸，这样整个环形空间的横截面有利地被液滴分离器覆盖并且由部分气流流过。因此对于部分气体流存在相对较宽的气流路径，这样能够保证有效的液滴分离所需的最小流动速度。在进入冷凝物边缘薄膜采集和导出装置时基本上不再有明显的堵塞效应产生，这样边缘薄膜可以有效的方式脱落并且被部分气流带走，而不会有部分边缘薄膜进入主气流。

优选部分气流不换向地被导出管道并且经过按照本发明配置的液滴分离器。部分气体流因此在该实施形式中基本上和主气流平行。但本发明也有另一种实施形式，其中部分气流被转向，特别是大约为90°，这样其以垂直于管道轴的方向离开管道。

无论如何，按照本发明预设的液滴分离器将冷凝物边缘薄膜中被带离的液体从被导出的部分气流中分出并且将其引导至相应的冷凝物边缘薄膜导出装置，其例如可以被制成可以通过排水通道排水的无气流的环形通道。

在本发明的一个特殊实施形式中冷凝物边缘薄膜采集和导出装置被设置在管道口上。管道一般可以被放置为垂直或者水平的或者采取每个任意的倾斜位置。优选管道做成所谓的湿烟囱，其中前面所述的实施形式中的冷凝物边缘薄膜采集和导出装置被预设在湿烟囱的口部。在这里分离元件优选延伸出管道端部或者烟囱端部之外并且和管道或者烟囱壁之外的一个径向外部限制元件一起构成环形空间，其由部分气流流经并且在其出口端部处配置有液滴分离器。

在本发明的另一个实施形式中冷凝物边缘薄膜采集和导出装置被配置在管道内部。这里也有一个配置在管道内部、优选被制成环形的分离元件在管道壁的区域内分离部分气流，该部分气流流经由分离元件和管道壁限制的环形空间。在该环形空间之后配置有液滴分离器，其中在这里分离的液体也优选被导入可以通过排水通道排水的无气流的环形通道。因此冷凝物边缘薄膜采集和导出装置在该实施形式中完全位于管道内部，而在前面所述的实施形式（设置在管道口）它部分被设置在管道内部并且部分被设置在管道外。

液滴分离器优选被如此设置在冷凝物边缘薄膜采集和导出装置中，使得其被分离后的气流（部分气流）垂直流经。所述实施形式在管道被垂直放置时特别有用，湿烟囱就是这样的情况。因此在这里部分气流不会换向并且在本质上和主气流平行被传导。

但本发明也可以有被水平流经的液滴分离器，其特别是应用于被水平设置的管道中，其也应用于垂直设置的管道中，这里部分气流被换向大约90°。

液滴分离器优选被制成环形分离器，如前所述，被设置在冷凝物边缘薄膜采集和导出装置中部分气流流经的环形空间之后。

冷凝物边缘薄膜采集和导出装置专门具有在分离元件和管道壁间形成的环形空间，其在气体流动方向上延伸至更大的、端部设有液滴分离器（环形分离器）的环形空间。

如前所述，环形分离器以其被垂直或水平流经的方式安装。

在冷凝物边缘薄膜采集和导出装置设置于在管道内部时，环形分离器被设置在管道壁和分离元件之间，并且在冷凝物边缘薄膜采集和导出装置设置在管道口时，环形分离器被配置在分离元件和气体流动路径界定元件之间。

环形分离器优选具有多个径向设置的液滴分离器薄片，其在径向内部和径向外部分界壁之间或者上、下分界壁之间延伸。因此在安装环形分离器使其被垂直流经时，存在径向内部和径向外部的环形分界壁，其中各个液滴分离器薄片优选不是互相间平行而是被沿径向设置。所以在此处各个薄片间的距离在径向外部大于径向内部。液滴分离器薄片可以以熟知的方式即波浪状制成并且配有集料器。该类实施形式被专业人员所熟知所以不在此处详细阐述。

在安装环形分离器使其被水平流经，存在上、下分界壁，在其中设置有沿径向的液滴分离器薄片。在这里薄片在径向内部的彼此间距也优选小于径向外部。

冷凝物边缘薄膜采集和导出装置优选还具有带有排水部的冷凝物采集盆，其有益地也被制成环形空间并且位于由部分气流流经的气体流动路径之外。通过排水部或者适合的排水通道分离后的液体被排出。重要的是，冷凝物采集盆或者相应的环形空间内在本质上是无气流的，所以分离后的液体不能再被气流带离。

在本发明的另一个实施形式中分离元件被制成锥形并且沿气体流动方向变窄。当冷凝物边缘薄膜采集和导出装置被设置于管道内部时，所述实施形式特别有用，以便通过该方式实现在设置冷凝物边缘薄膜采集和导出装置的位置处没有不连贯，而是主气流的气体流动路径逐渐变窄。

可以理解，在管道内设置冷凝物边缘薄膜采集和导出装置时，可以相继地配置多个装置，这样就形成多级的冷凝物边缘薄膜采集和导出装置。

本发明还涉及一种用于装在前面所述的管道内的冷凝物边缘薄膜采集和导出装置。这种冷凝物边缘薄膜采集和导出装置可以具有前面给出的所有特征。这些特征因此不再需要在此处逐个重复。

附图说明

下面通过实施例结合附图逐个描述本发明。其中：

图1示意性地示出了具有冷凝物边缘薄膜采集和导出装置第一实施形式的湿烟囱口的截面图；

图2示意性地示出了对应图1的具有冷凝物边缘薄膜采集和导出装置第二实施形式的截面图；

图3示意性地示出了具有冷凝物边缘薄膜采集和导出装置另一实施形式的湿烟囱局部的截面图；

图4示意性地示出了冷凝物边缘薄膜采集和导出装置的制成环形分离器的液滴分离器的局部俯视图；

图5示出了图4的环形分离器的局部放大图。

具体实施方式

在图1的示意性的垂直截面图中用9标示了湿烟囱口的端壁。在湿烟囱口处示意性地示出了冷凝物边缘薄膜采集和导出装置1。该装置具有制成环形的、并且从烟囱外延伸至内的分离元件2。在分离元件2和烟囱壁9之间以延展至一个更大的、位于环形分界壁3和分离元件2之间的环形空间8的方式构成了环形空间7。图1中气体流动方向为从下到上。在气体流动方向上有形为环形分离器4的、同样位于分离元件1和分界壁3之间的液滴分离器配置在环形空间8之后。具有冷凝物排水部6的冷凝物采集环形空间5位于环形空间8下面烟囱壁9的外侧。

冷凝物边缘薄膜采集和导出装置1按如下方式工作：

在湿烟囱内向上流到口部的湿气体到达分离元件2并且被其分成中央部分气流和涌入环形空间7的径向外部部分气流。在烟囱壁9的内侧形成并且由气流带至上部的冷凝物由所形成的径向外部部分气流带入环形空间7，并且到达更宽的环形空间8且从那里进入设置在后部的液滴分离器4。制成环形分离器的液滴分离器具有多个径向设置的带有集料器的波浪形薄片。在部分气流中携带的冷凝物在通过环形分离器时被分离并且通过重力向下到达冷凝物采集环形空间5并且从其中通过排水部6排出。通过液滴分离器4的部分气流会被排放至大气中。

在图1示出的液滴分离器4中各个液滴分离器薄片被径向垂直设置。液滴分离器在垂直方向上被流经。图2示出了液滴分离器被水平流经的实施形式。在图2中示出的冷凝物边缘薄膜采集和导出装置也具有分离原件2、烟囱壁9和分离元件2之间构成的环形空间7、随后扩展的环形空间8，冷凝物采集环形空间5和冷凝物排水部6。和冷凝物边缘薄膜一起走的部分气流从环形空间7被换向90°进入环形空间8并且在那里水平流入液滴分离器4。它也被制成环形分离器并且具有径向和垂直设置的、在上下分界壁间延伸的液滴分离器薄片。它们会如箭头所示被水平流经。液滴分离器中分离出的冷凝物被采集到环形空间5中并且通过排水部6被排出。部分气流从液滴分离器4到达大气中。

图3示意性地示出了湿烟囱的垂直截面图，其中在该实施形式中冷凝物边缘薄膜采集和导出装置10被设置在湿烟囱内部而不是在口部。冷凝物边缘薄膜采集和导出装置10在该实施形式中也具有环形的分离元件11，其在图3中在气体流动方向上从下至上锥形变窄。分离元件11在下部被向上转向并且具有平行于烟囱壁19延伸的部分，其和烟囱壁限制出环形空间12。环形空间12向上扩展至更宽的、后部设有制成环形分离器的液滴分离器14的环形空间13。在烟囱内部可以在气体流动方向上依次设置多个图3示出的冷凝物边缘薄膜采集和导出装置。

通过分离元件11从气流中分出涌入环形空间12并且带走烟囱壁19内侧形成的冷凝物边缘薄膜的部分气流。部分气流然后到达扩展的环形空间13并且从那里进入液滴分离器14。该液体滴分离器被制成环形分离器并且具有多个径向和垂直设置的带有采集鼻的波浪形液滴分离器薄片。该部分气流通过液滴分离器14，其中带有的冷凝物被分离并且被由在分离元件11下部和其平行于烟囱壁延伸的部分之间所形成的冷凝物采集环形空间15采集。冷凝物在那里由16示意性示出的排水通道排出。通过液滴分离器14的部分气流又和湿烟囱的主气流汇合。

图4示意性地示出了形为环形分离器的液滴分离器4的局部俯视图。环形分离器具有多个径向设置的、波浪形配有采集鼻的液滴分离器薄片21。该类薄片众所周知，所以这里不需要再单独描述它的构造。薄片22的间距在径向外部大于径向内部。薄片在外壁21和内壁20之间延展，其在图1的实施形式中由分离元件2和外分界壁3构成、在图2的实施形式中由换向90°的分离元件2和下分界壁构成以及在图3的实施形式中由分离元件11平行于烟囱壁的部分和设置在烟囱壁上的外分界壁构成。

图5示出了图4的液滴分离器局部的放大图。每个波浪形的薄片22具有可辨的相应的采集鼻23。示出的环形分离器被垂直流经。

Claims (13)

1.一种用于通导或导出潮湿气体的管道，尤其是用于通导或导出被湿洗的废气，具有冷凝物边缘薄膜采集和导出装置，所述冷凝物边缘薄膜采集和导出装置具有设置在管道内边缘区域的用于从流经管道的气流中分离出部分气流的分离元件和相应的冷凝物排出装置，其特征在于，所述冷凝物边缘薄膜采集和导出装置（1、10）在其由分离出的所述部分气流流经的路径中具有由所述部分气流流经的液滴分离器（4、14）。

2.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述冷凝物边缘薄膜采集和导出装置（1）设置于管道口。

3.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述冷凝物边缘薄膜采集和导出装置（10）设置于管道内部。

4.如前述权利要求之一所述的管道，其特征在于，液滴分离器（4、14）构造为环形分离器。

5.如前述权利要求之一所述的管道，其特征在于，液滴分离器（4、14）设置于所述冷凝物边缘薄膜采集和导出装置（1、10）中，使得所述液滴分离器被分离后的气流垂直流经。

6.如权利要求1至4之一所述的管道，其特征在于，所述液体滴分离器（4）设置于所述冷凝物边缘薄膜采集和导出装置（1）中，使得所述液滴分离器被分离后的气流水平流经。

7.如权利要求4至6之一所述的管道，其特征在于，所述环形分离器在所述冷凝物边缘薄膜采集和导出装置（10）设置于管道内部时设置在管道壁（19）和分离元件（11）之间，或者在所述冷凝物边缘薄膜采集和导出装置（1）设置于管道口时设置在分离元件（2）和气流路径界定元件（3）之间。

8.如前述权利要求之一所述的管道，其特征在于，分离元件（11）构造为锥形并且沿气体流动方向变窄。

9.如权利要求4至8之一所述的管道，其特征在于，所述环形分离器具有多个径向设置的液滴分离器薄片（22），所述液滴分离器薄片在径向内部的和径向外部的分界壁或者说在上、下分界壁（20、21）之间延伸。

10.如前述权利要求之一所述的管道，其特征在于，冷凝物导出装置具有带有排水部（6、16）的冷凝物采集盆（5、15）。

11.如前述权利要求之一所述的管道，其特征在于，所述管道构造为湿烟囱。

12.如前述权利要求之一所述的管道，其特征在于，所述冷凝物边缘薄膜采集和导出装置（1、10）具有在分离元件（2、11）和管道壁（2、19）之间形成的环形空间（7、12），所述环形空间沿气体流动方向扩展至更大的、在端部设置有液滴分离器（4、14）的环形空间（8、13）。

13.一种冷凝物边缘薄膜采集和导出装置，用于安装在如前述权利要求之一所述的管道内。

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