CN104368193A - 具有多排错列导流管束及三角形扩容罩的烟气收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明的提供了一种具有多排错列导流管束及三角形扩容罩的烟气收集装置，包括设置在传送带上方的排风罩，排风罩上设置有下料口和抽风口，在下料口和排风口之间的排风罩内部安装有可拆卸的由导流管组成的多排错列导流管束，导流管与传送带上的物料运行方向垂直；多排错列导流管束的截面布局分为两个区，靠近下料口一侧的区为止动引导前区，靠近排风口一侧的区为沉降稳流后区。排风罩端部还设置了三角形扩容罩。本发明的装置可以利用横向冲刷多排管束降尘；有效导流烟气；扩容调节瞬间产尘量的变化。同时，管束与三角形扩容罩的耦合作用可以增加流场均匀性。

Description

具有多排错列导流管束及三角形扩容罩的烟气收集装置

技术领域

本发明属于输送物料抑尘降尘领域，涉及一种降尘收尘、均匀流场、防止粉尘外逸的管束结构，具体涉及一种具有防止粉尘外逸的多排错列导流管束和具有瞬态烟气缓冲功能的三角形扩容罩结构的烟气收集装置。

背景技术

物料输送被广泛应用于工业、农业领域中规格不一、距离各异的输送过程。在运输过程中常存在转运站点，物料通常从高处皮带输送机或者其他送料装置经溜槽落入低处皮带输送机。下落物料在落到皮带上时很容易产尘扬尘，扬尘产生的原因主要有如下两种：1、高速下落的物料诱导周围空气一起落入下部皮带输送机，物料在下落过程中，外侧物料与空气产生摩擦作用，当空气对小粒径物料的摩擦力大于其受到的重力时，这些小粒径物料即会脱离下落物料而逃逸到空气中，从而产生扬尘。2、物料与皮带输送机表面碰撞时由于存在较高的动量，经碰撞后部分动量损失，但有部分动量依然未消耗，具有此动量的小颗粒物料随着碰撞时物料中卷吸的空气量释放而迁移到空气中产生扬尘。当下落高度一定时，第二种情况产生的扬尘量较大。

扬尘不仅能造成物料的浪费而且还能污染工作区环境，给工作人员造成身体伤害。因此，在物料输送转运点控制污染物的逃逸，保持工作区的环境卫生便成为关键问题。为了抑制和减少转运受料点的扬尘，人们普遍采用的办法是设置排风罩，由于排风口速度衰减迅速，若达到除尘效果好，则必须增大排风量，因此势必会增大能耗，另外也可能将皮带上没有悬浮的粉尘或物料卷起，既增大了除尘器和引风机的负荷，又增大了物料的损失。

近年来，在设排风罩的基础上出现了一些辅助手段和设备，用来控制粉尘。常见的排风罩包括：其一，对气流进行辅助干预减小粉尘逃逸，在下料溜槽和除尘罩之间加设回流管道。如中国专利CN101992944A所公开的回流管道，该专利可使含尘气体在下料溜槽及除尘罩间进行自然或机械循环流动，使得流经排风罩的排风量减小，但由于回流管道的高度而产生的自生风力有限，通常很难保证此循环顺利进行；若采用机械通风方式，则在物料下落管内增大了卷吸空气量，使排风罩内气体增加，其对抑尘不利，所以在实际工程应用中会产生不利影响且系统较复杂。

其二，从尘源入手减少粉尘逃逸量。对物料加湿是除尘的一种方式。其中，有的物料不可加湿，例如，输送水泥、氧化铝、氟化铝等，物料加湿会改变其性状，因此加湿的方式不能使用。有的物料可加湿，例如，燃煤，但是燃煤含湿量大小会影响到煤的热值，进而会影响到锅炉的热效率。加湿装置的投资及安装，水的消耗都会影响经济性及设备的安全运行。另一种方式或在溜槽内形成料柱、设置挡板并利用自控系统对溜槽下开口进行控制进而控制下料的速度及下料的多少，使物料下落时减小对下部皮带输送机表面的冲击，减少飞溅产尘量。此类设备通常需要配备自控系统，初投资较高，不能从气流流动的基本特性方面解决污染物控制及排风罩运行经济性的问题，而且后者不能保证连续下料。

其三，增加含尘气流在排风罩内停留时间。这种方式是目前应用比较多的结果形式，包括设置双层罩、挡尘帘及迷宫式通道。他们的改进在一定程度上能起到降尘收尘的作用，但在排风口所处断面上速度较大，静压较小，并且含尘气流流动主要集中在皮带输送机表面，当气流速度足以携带小粒径物料脱离传送带表面，则排风罩内的含尘量会因此而增大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种有效降尘抑尘、可防粉尘外逸的多排错列导流管束与扩容罩结合作用的烟气收集装置。

为了实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

一种烟气收集装置，包括设置在传送带上方的排风罩，排风罩上设置有下料口和抽风口，在下料口和排风口之间的排风罩内部安装有可拆卸的由导流管组成的多排错列导流管束，导流管与传送带上的物料运行方向垂直；

所述的多排错列导流管束的截面布局分为两个区，靠近下料口一侧的区为止动引导前区，靠近排风口一侧的区为沉降稳流后区；

止动引导前区用于多次碰撞摩擦消耗物料和含尘气流的动能，使得物料在重力作用下沉降至传送带上，引导含尘气流平稳流动；

沉降稳流后区用于进一步沉降含尘气流中的烟尘并且均匀流场。

具体地，所述的止动引导前区中的导流管呈平行四边形阵列分布，平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度范围为30°～60°；

所述的沉降稳流后区中的导流管呈矩形阵列分布；

平行四边形阵列中最靠近矩形阵列的一竖列导流管位于矩形阵列的横行导流管中心连线的延长线上；

平行四边形阵列的斜行与传送带上的物料运行方向之间的夹角大小等于平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角大小。

进一步地，所述的止动引导前区中和所述的沉降稳流后区中的导流管外径相同；

所述的止动引导前区中：平行四边形阵列的同一斜行上相邻两个导流管的中心距为1.5倍的导流管的外径，平行四边形阵列的同一竖列上相邻两个导流管的中心距为3倍的导流管的外径；

所述的沉降稳流后区中：矩形阵列的同一横行上相邻两个导流管的中心距为2倍的导流管的外径，矩形阵列的同一竖列上相邻两个导流管的中心距为3倍的导流管的外径；

所述的平行四边形阵列与所述的矩形阵列中相邻的两条竖列上的导流管的中心距为2倍的导流管的外径。

进一步优选，所述的平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度范围为45°。

本发明还具有如下区别技术特征：

所述的多排错列导流管束通过管板固定在一起形成一个整体，排风罩底部设置有相应的轨道，多排错列导流管束从排风罩侧面沿着轨道插入排风罩中，实现可拆卸安装，并且管板与排风罩侧壁之间接触密封。

进一步地，所述的导流管为空心管，导流管伸出管板的端部通过转接头连接起来，预留一个进口和一个出口，整个多排错列导流管束形成一个连通的管路，导流管中通入制热剂或制冷剂即可实现对排风罩内部的加热或制冷。

所述的多排错列导流管束上方的排风罩顶面上安装有透明的观察窗口。

更进一步地，排风罩靠近下料口的端面封闭，排风罩靠近抽风口的端面也封闭但是该端面靠近传送带的一侧开设有出料口，出料口的上方的排风罩封闭端面上加工有扩容口，扩容口上密封盖合有三角形扩容罩，三角形扩容罩与扩容口接触的直角面开放，三角形扩容罩的另一个直角面与排风罩的顶面平齐。

优选地，三角形扩容罩与排风罩的顶面平齐的直角面与斜面形成的夹角记为顶角，顶角的角度范围为30°～60°。

更优选地，所述的顶角的角度为30°。

本发明的装置与现有的装置相比，具有如下有益技术效果：

本发明的装置可以利用冲刷多排错列导流管束降尘，有效导流烟气；扩容调节瞬间产尘量的变化。同时，管束与三角形扩容罩的耦合作用可以增加流场均匀性。本发明利用多排错列导流管束及三角形扩容罩相结合从根本上改变了烟气收集装置内流场特性。多排横置式管束对气流起到导流作用，将大部分含尘烟气向远离料层运动的位置导流，减少了气流对料层表面物料的影响，更易降尘收尘。

本发明的的独特设计能够使下落物料含尘气体在烟气运动方向上与多排前区错列后区顺列式管束逐级碰撞，对含尘气流中的粉尘形成了有效遮挡，迅速消除颗粒具有的动能，使掠过管束的空气流速在气流流通方向的过流断面速度分布更均匀。

前区错列管束与物料输送装置成一定角度，特定的排列结构使烟气沿导流方向流动，促使含尘气流中的粉尘颗粒更易脱离气流而回落到料层。后区顺列管束在增大气流与壁面碰撞几率的同时与三角形扩容罩的耦合作用使气流进入烟气排出口之前更均匀。

在含尘气体与管束碰撞的过程中，部分粉尘由于速度低于悬浮速度而沉降，落入料层得以再利用。另外，三角形扩容罩的另一功能是用来增大罩内后半区的容积；该扩容罩可以调节瞬态气流含尘量的峰值，在扩容空间能够形成涡流区，从而增加了含尘气流在罩内停留的时间，含尘气流在该空间内不仅受到涡流的作用，同时也受到重力的持续作用，重力作用时间越长，粉尘越容易脱离气流而降落在扩容罩的下表面，由于下表面与水平面成特定角度，粉尘落在该表面上起到降尘的作用，若下落粉尘量足以克服该表面的摩擦阻力，粉尘则回落到料层得以回收利用，由于粉尘回落的方向与料层前进的方向相反，因而可以进一步控制回落的粉尘沿料层运动方向飞出污染环境。

本发明利用多排错列导流管束还可以对高温物料运输过程的含尘高温气流进行降温和能量回收，此功能不仅可以使能量再利用，同时还可以延长除尘器及引风机的使用寿命。

本发明通过管束与三角形扩容罩的结合，使烟气收集装置内的流场更均匀，加强含尘气流中的颗粒物与管壁碰撞的次数，有助于实现较小的排风量达到较好的抑尘降尘的效果，对瞬态粉尘具有削峰缓冲的作用，还可以能量回收再利用达到节能要求；所占空间小、操作方便、易维护保养、运行稳定、高效、价格低廉；可以改善环境，利于保护操作人员的身体健康；适于推广。

基于上述分析，本发明与传统的烟气收集装置相比，具有以下技术优势：

首先本发明的多排错列导流管束可使落入物料传送机上飞溅产生的含尘气流经过多次碰撞摩擦消耗气流及粉尘动能，使颗粒物在重力的作用下顺利降至转运料层得以利用，流经管束的气流沿着前区错列式管束的排布方式向上引导成近似平行状流态，从而使过流断面速度分布均匀，避免气流从料层表面流过，以免进一步卷吸料层中的颗粒物进入含尘气流；烟气流经后区顺列管束时，尚未回落的粉尘通过再次碰撞而回落至料层，同时管束与扩容罩耦合作用可进一步均匀流场，进而改变了其他形式烟气收集装置排风口处空气压力分布不均匀的现状。相比之下，传统装置仅分段增加挡尘帘或者增加折流板，造成动能消耗慢，流场不均匀，且输送机运动方向的气流难以控制的缺点。

其次，多排错列导流管束的设置，对气流中的粉尘起到很好的抑制和遮挡作用，由于受到特定排布管束向上的引导作用，含尘气流逐排冲刷该管束，碰撞次数多，动能消耗快，粒径不同的粉尘随着粒径由大到小逐级沉降，沉降的粉尘被转运输送机送入下游设备得以充分利用。

最后，三角形扩容罩的设置，与前面的多排错列导流管束配合使用，不仅能扩大排风罩的容积、均匀流场，还可以在三角形罩内形成旋转气流，使得进入该空间的气体停留时间增加，因此可以减小引风机的排风量。当三角形扩容罩内空气的流速低于粉尘悬浮速度时，粉尘即沉降，起到了除尘降尘的作用。在相同的排气速度下，由于扩容罩的扩容作用使得收集装置内的压力比不设扩容罩时小，更有利于抑尘降尘、防外逸。

在非持续性落料的过程中，三角形扩容罩起到了调节粉尘峰值的作用，从而避免了大量含尘气流经由物料输送机出料口向外逃逸。由于引风机及三角形扩容罩的共同作用，使得管束后的烟气收集空间压力降低，在引风机作用下，烟气收集装置内气流向排风口流动，可以降低引风机的负荷。出料口前速度达到最低，该处气流携带的粉尘不易从此处逃逸至工作区。

因此，本发明不仅可以抑尘降尘、均匀流场、消弱瞬态粉尘峰值，在特定的情况下还可以进行能量回收，并且可以防止粉尘从出料口逃逸影响环境卫生。即节约能源又保护环境，具有重要的实践意义。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1的局部剖视示意图

图3是多排错列导流管束的布局示意图。

图4是图1的整体剖视正视图。

图5是图4的A-A截面示意图。

图6是现有的普通烟气收集装置加挡尘帘的速度分布图。

图7是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度为45°的多排错列导流管束用在烟气收集装置内的速度分布图。

图8是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度为45°的多排错列导流管束与顶角为30°的三角形扩容罩结合作用时的速度分布图。

图9是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度为45°的多排错列导流管束与顶角为45°的三角形扩容罩结合作用时的速度分布图。

图10是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度为45°的多排错列导流管束与顶角为60°的三角形扩容罩结合作用时的速度分布图。

图11是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度为30°的多排错列导流管束与顶角为30°的三角形扩容罩结合作用时的速度分布图。

图12是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度为60°的多排错列导流管束与顶角为30°的三角形扩容罩结合作用时的速度分布图。

图中各个标号的含义为：1-传送带，2-排风罩，3-下料口，4-抽风口，5-导流管，6-多排错列导流管束，(6-1)-止动引导前区，(6-2)-沉降稳流后区，7-管板，8-轨道，9-转接头，10-进口，11-出口，12-观察窗口，13-出料口，14-扩容口，15-三角形扩容罩，16-顶角。图中，velocity-magnitude表示气流的速度值，单位为m·s^-1。

以下结合附图和实施例对本发明的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

以下针对输煤机进行分析，考察本申请的烟气收集装置对粉尘控制的作用。

对比例1：

为了验证本对比例例的烟气收集装置对粉尘控制的作用，根据实际使用情况建立具有多排横置式错列管束及调峰装置的烟气收集装置计算模型，排风罩2尺寸为2100×650×600mm；下料口3尺寸为600×500mm，抽风口4尺寸为500×400mm，排风罩2内加设挡尘帘。

为了验证本发明所述烟气收集装置对粉尘控制的作用，需知道风口断面及罩内的速度分布情况，罩内气体流动基本为低速流动，可将其视为不可压缩流体。选用Fluent软件κ-ε双方程模型中的reliable模型进行模拟计算。建立控制方程组如下：

连续性方程： $\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_i}{x_i}=0$

动量方程： ${\stackrel{\‾}{u}}_j=\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_i}{\∂x_i}=-\frac{1}{\mathrm{\ρ}}\frac{\∂\stackrel{\‾}{P}}{\∂{\stackrel{\‾}{x}}_i}+v\frac{{\∂}^2{\stackrel{\‾}{u}}_i}{{\∂x}_j^2}+\frac{1}{\mathrm{\ρ}}\frac{\∂(-\mathrm{\ρ}\stackrel{\‾}{u_i^{\′}{u}_j^{\′}})}{{\∂x}_i}$

其中， $-\stackrel{\‾}{u_i^{\′}{u}_j^{\′}}=C_{\mathrm{\μ}}\frac{k^2}{\mathrm{\ϵ}}(\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_i}{{\∂x}_j}+\frac{\∂{\stackrel{\‾}{u}}_j}{\∂x_i})-\frac{2}{3}{\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}k$

k方程： $\frac{\∂}{{\∂x}_j}\left({\mathrm{\ρku}}_j\right)=\frac{\∂}{{\∂x}_j}\left[(\mathrm{\μ}+\frac{{\mathrm{\μ}}_t}{{\mathrm{\σ}}_k})\frac{\∂k}{{\∂x}_j}\right]+G_k-\mathrm{\ρ\ϵ}$

ε方程： $\frac{\∂}{{\∂x}_j}\left(\mathrm{\ρ}{\mathrm{\ϵu}}_j\right)=\frac{\∂}{{\∂x}_j}\left[(\mathrm{\μ}+\frac{{\mathrm{\μ}}_t}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\ϵ}}})\frac{\∂\mathrm{\ϵ}}{{\∂x}_j}\right]-\mathrm{\ρ}{C}_2\frac{{\mathrm{\ϵ}}^2}{k+\sqrt{\mathrm{v\ϵ}}}$

其中，i＝1,2,3，j＝1,2,3，x_i、x_j表示笛卡尔坐标，u_i、u_j表示空气速度， 表示速度时均值，表示坐标时均值，表示雷诺应力，k表示湍流脉动动能，ε表示耗散率，μ表示动力粘度，μ_t为湍流动力粘度，表示空气压力时均值，ρ表示空气密度，G_k表示由层流速度梯度产生的湍流动能，δ_ij表示二阶张量，C_μ表示经验系数，取0.09，C₂表示常数，取1.92，σ_k表示k方程中湍流普朗特数，取1.0，σ_ε表示ε方程中湍流普朗特数，取1.3，ν表示运动粘度，上述物理量的量纲为国际通用标准量纲。

利用有限容积法对上述控制方程进行离散，离散格式选用二阶迎风格式，并采用SIMPLE算法对离散方程进行求解，当速度项和压力项残差值均小于10^-3，控制方程组收敛，此时即可得到烟气收集装置口及装置内的速度分布。

图6是现有的普通烟气收集装置加挡尘帘的速度分布图，在下落过程中煤料卷吸周围空气，由于挡尘帘的作用使近壁处的空气速度迅速下降，空气中夹杂的大粒径煤料由于动能的减少而落在皮带上，此过程减小了除尘量，但同时也减小了空气的过流断面面积。在风量一定的条件下，该截面下部区域气流速度迅速增大，会将料层的微粒卷起形成二次扬尘。同时将导致排风罩内速度分布不均匀。

对本对比例中的输煤机进行分析，由计算可知，直径为479.5μm的煤粉颗粒，其最小悬浮速度为7.0m/s。现场取样煤料在该粒径下的筛下累计百分比为86％，因此从图6中可知，挡尘帘下部区域速度均大于7m/s，会使得直径小于479.5μm的煤料被卷入空气中，增大了除尘量，从而增大了清灰频率，降低了除尘器寿命，因此工程中普遍采用的该方案具有一定的弊端。

实施例1：

为了克服对比文件1中存在的技术缺陷，如图1至图5所示，本实施例给出一种烟气收集装置，包括设置在传送带1上方的排风罩2，排风罩2上设置有下料口3和抽风口4，在下料口3和排风口4之间的排风罩2内部安装有可拆卸的由导流管5组成的多排错列导流管束6，导流管5与传送带1上的物料运行方向垂直；

多排错列导流管束6的截面布局分为两个区，靠近下料口3一侧的区为止动引导前区6-1，靠近排风口4一侧的区为沉降稳流后区6-2；

止动引导前区6-1用于多次碰撞摩擦消耗物料和含尘气流的动能，使得物料在重力作用下沉降至传送带1上，引导含尘气流平稳流动；

沉降稳流后区6-2用于进一步沉降含尘气流中的烟尘并且均匀流场。

止动引导前区6-1中的导流管5呈平行四边形阵列分布，平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度范围为30°～60°；

沉降稳流后区6-2中的导流管5呈矩形阵列分布；

平行四边形阵列中最靠近矩形阵列的一竖列导流管5位于矩形阵列的横行导流管5中心连线的延长线上；

平行四边形阵列的斜行与传送带1上的物料运行方向之间的夹角大小等于平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角大小。

止动引导前区6-1中和沉降稳流后区6-2中的导流管5外径相同；

止动引导前区6-1中：平行四边形阵列的同一斜行上相邻两个导流管5的中心距为1.5倍的导流管5的外径，平行四边形阵列的同一竖列上相邻两个导流管5的中心距为3倍的导流管5的外径；

沉降稳流后区6-2中：矩形阵列的同一横行上相邻两个导流管5的中心距为2倍的导流管5的外径，矩形阵列的同一竖列上相邻两个导流管5的中心距为3倍的导流管5的外径；

平行四边形阵列与矩形阵列中相邻的两条竖列上的导流管5的中心距为2倍的导流管5的外径。

进一步地，多排错列导流管束6通过管板7固定在一起形成一个整体，排风罩2底部设置有相应的轨道8，多排错列导流管束6从排风罩2侧面沿着轨道8插入排风罩2中，实现可拆卸安装，并且管板7与排风罩2侧壁之间接触密封。

多排错列导流管束6上方的排风罩2顶面上安装有透明的观察窗口12，便于观察。

为了验证本实施例所述烟气收集装置对粉尘控制的作用，根据实际使用情况建立具有多排横置式错列管束及调峰装置的烟气收集装置计算模型，排风罩2尺寸为2100×650×600mm；下料口3尺寸为600×500mm，抽风口4尺寸为500×400mm，导流管5外径是40mm，选择平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度范围为45°，止动引导前区6-1中的导流管5为4斜行4竖列阵列，沉降稳流后区6-2中的导流管5为4横行4竖列阵列，导流管5之间的间距按照上述与导流管5外径的倍数关系确定。

查相关设计手册可知，塑料管常用公称直径为：12mm、16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm、63mm、75mm。本实施例中的导流管5采用40mm的管径。原因是：(A)如果采用较小管径，在有限的空间内可以放置更多的圆管，在一定程度上增大了碰撞面积，但管径过小会使得阻力增大，加强了气流的扰动，造成罩内压力场分布紊乱，不仅不利于管束的导流作用，也会使已沉降的尘被重新卷起，增大了除尘量。(B)若采用大管径，减小了碰撞面积，不利于降尘。因此综合考虑，选择40mm的管径。

选用Fluent软件κ-ε双方程模型中的reliable模型进行模拟计算，得到烟气收集装置口及装置内的速度分布。

图7是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度范围为45°的多排错列导流管束用在烟气收集装置内的速度分布图。从图7中可以看出管束可以起到均匀流场的作用，但是速度最小点没有出现在物料出流口。由于没有扩容罩的作用，与有扩容罩相比罩内压力较高。

实施例2：

本实施例给出一种烟气收集装置，其他结构与实施例1相同，区别之处在于，导流管5为空心管，导流管5伸出管板的端部通过转接头9连接起来，预留一个进口10和一个出口11，整个多排错列导流管束6形成一个连通的管路，导流管5中通入制热剂或制冷剂即可实现对排风罩2内部的加热或制冷，如热水或者冷水，可以对一些有特殊温度要求的物料进行更好地收集烟气。该设备不仅可以降尘抑尘同时还起到降温、回收废热再利用的作用，可以满足节能的要求。

实施例3：

本实施例给出一种烟气收集装置，其他结构与实施例1相同，区别之处在于，排风罩2靠近下料口3的端面封闭，排风罩2靠近抽风口4的端面也封闭但是该端面靠近传送带1的一侧开设有出料口13，出料口13的上方的排风罩2封闭端面上加工有扩容口14，扩容口14上密封盖合有三角形扩容罩15，三角形扩容罩15与扩容口14接触的直角面开放，三角形扩容罩15的另一个直角面与排风罩2的顶面平齐。三角形扩容罩15与排风罩2的顶面平齐的直角面与斜面形成的夹角记为顶角16，顶角16的角度范围为30°～60°。

为了验证本实施例所述烟气收集装置对粉尘控制的作用，选择扩容口14的尺寸为650×300mm，顶角16的角度为30°，其他参数与实施例1相同。选用Fluent软件κ-ε双方程模型中的reliable模型进行模拟计算，得到烟气收集装置口及装置内的速度分布。

图8是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度范围为45°的多排错列导流管束与顶角为30°的三角形扩容罩结合作用时的速度分布图。从图8中可以看出，由模拟计算可得含尘气流流经管束之后速度分布较仅设挡尘帘时降低了很多，最高速度为4m/s.起到均匀流场及减少动能的作用。本实施例在罩内加设多排横置式错列管束，以消除传统排风罩产生的弊端。多排横置式错顺列管束具有一定的过滤作用，夹杂煤粉的空气进入该区域，错列式管束增大了颗粒与管外壁面的碰撞次数，动量逐渐减小，在重力作用下落回皮带。该装置内速度分布较为均匀，由于采用了前区错列式，后区顺列式管束排布方式，管束即起到增加碰撞的作用又起到了导流烟气的作用，所以落回皮带上的煤粒不会被卷起。因此该方案有效降低了除尘量，减小了除尘器负荷。与此同时，出料口上部装有固定倾角的三角形扩容罩，当物料以非稳态的形式下落时，部分含尘气流在倾角内部产生旋转气流，降低空气中的煤粒速度，使其沿壁面下落，减小除尘量，提高除尘器寿命。

实施例4：

本实施例给出一种烟气收集装置，其他结构与实施例3相同，区别之处仅仅在于顶角16的角度为45°，其他参数与实施例3相同。选用Fluent软件κ-ε双方程模型中的reliable模型进行模拟计算，得到烟气收集装置口及装置内的速度分布。

图9是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度范围为45°的多排错列导流管束与顶角为45°的三角形扩容罩结合作用时的速度分布图。从图9中可以看出由于顶角的影响，三角形扩容罩的容积将变大，在扩容罩内形成涡流区。

实施例5：

本实施例给出一种烟气收集装置，其他结构与实施例3相同，区别之处仅仅在于顶角16的角度为60°，其他参数与实施例3相同。选用Fluent软件κ-ε双方程模型中的reliable模型进行模拟计算，得到烟气收集装置口及装置内的速度分布。

图10是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度范围为45°的多排错列导流管束与顶角为60°的三角形扩容罩结合作用时的速度分布图。从图8中可以看出由于顶角的影响，三角形扩容罩的容积将变大，扩容罩内形成涡流区。

从上述实施例3、4和5中可以看出，顶角16的角度优选30°，由图8、图9、图10对比可知，管束与扩容罩耦合作用可以使流场更均匀，但是在扩容罩为30°时，物料出流口的速度最低，可以降至0.5m/s，说明此处含尘气流的动能最小，从出料口13逃逸的可能性最小，对控制粉尘外逸最有利。另外在具有30°倾角的扩容罩内有明显的涡流区，而其他两种没有，涡流区的存在可以使气流在此区域停留时间长，更有有利于粉尘的沉降。

实施例6：

本实施例给出一种烟气收集装置，其他结构与实施例3相同，区别之处仅仅在于多排错列导流管束6的平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度为30°，其他参数与实施例3相同。选用Fluent软件κ-ε双方程模型中的reliable模型进行模拟计算，得到烟气收集装置口及装置内的速度分布。

图11是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度为30°的多排错列导流管束与顶角为30°的三角形扩容罩结合作用时的速度分布图。从图11中可以看出30°错列管束也可以均匀流场，但出口位置的速度并不是最低。

实施例7：

本实施例给出一种烟气收集装置，其他结构与实施例3相同，区别之处仅仅在于多排错列导流管束6的平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度为60°，其他参数与实施例3相同。选用Fluent软件κ-ε双方程模型中的reliable模型进行模拟计算，得到烟气收集装置口及装置内的速度分布。

图12是平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度为60°的多排错列导流管束与顶角为30°的三角形扩容罩结合作用时的速度分布图。从图12中可以看出该布置可以均匀流场，使罩内速度降低，出口位置流速较小。

从上述实施例1、6和7中可以看出多排错列导流管束6的平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度优选45°，由图7、图11、图12对比可知，综合考虑了导流管5的排布和阻力因素。若采用30°，有限空间内管束数量减小，碰撞面面积随之降低；若采用60°，气流阻力增大，不利于罩内均匀流场的形成。多排错列导流管束6的平行四边形阵列中，同一斜行上相邻两个导流管5的中心距为1.5倍的导流管5的外径，即20mm。避免了由于管距较大不能进行导流，管径较小造成空气阻力过大，不利于降尘。此外，该管距也有利于加工。

Claims (10)

1.一种烟气收集装置，包括设置在传送带(1)上方的排风罩(2)，排风罩(2)上设置有下料口(3)和抽风口(4)，其特征在于：在下料口(3)和排风口(4)之间的排风罩(2)内部安装有可拆卸的由导流管(5)组成的多排错列导流管束(6)，导流管(5)与传送带(1)上的物料运行方向垂直；

所述的多排错列导流管束(6)的截面布局分为两个区，靠近下料口(3)一侧的区为止动引导前区(6-1)，靠近排风口(4)一侧的区为沉降稳流后区(6-2)；

止动引导前区(6-1)用于多次碰撞摩擦消耗物料和含尘气流的动能，使得物料在重力作用下沉降至传送带(1)上，引导含尘气流平稳流动；

沉降稳流后区(6-2)用于进一步沉降含尘气流中的烟尘并且均匀流场。

2.如权利要求1所述的烟气收集装置，其特征在于：所述的止动引导前区(6-1)中的导流管(5)呈平行四边形阵列分布，平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度范围为30°～60°；

所述的沉降稳流后区(6-2)中的导流管(5)呈矩形阵列分布；

平行四边形阵列中最靠近矩形阵列的一竖列导流管(5)位于矩形阵列的横行导流管(5)中心连线的延长线上；

平行四边形阵列的斜行与传送带(1)上的物料运行方向之间的夹角大小等于平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角大小。

3.如权利要求2所述的烟气收集装置，其特征在于：所述的止动引导前区(6-1)中和所述的沉降稳流后区(6-2)中的导流管(5)外径相同；

所述的止动引导前区(6-1)中：平行四边形阵列的同一斜行上相邻两个导流管(5)的中心距为1.5倍的导流管(5)的外径，平行四边形阵列的同一竖列上相邻两个导流管(5)的中心距为3倍的导流管(5)的外径；

所述的沉降稳流后区(6-2)中：矩形阵列的同一横行上相邻两个导流管(5)的中心距为2倍的导流管(5)的外径，矩形阵列的同一竖列上相邻两个导流管(5)的中心距为3倍的导流管(5)的外径；

所述的平行四边形阵列与所述的矩形阵列中相邻的两条竖列上的导流管(5)的中心距为2倍的导流管(5)的外径。

4.如权利要求2所述的烟气收集装置，其特征在于：所述的平行四边形阵列的斜行和竖列之间的锐角夹角角度范围为45°。

5.如权利要求1所述的烟气收集装置，其特征在于：所述的多排错列导流管束(6)通过管板(7)固定在一起形成一个整体，排风罩(2)底部设置有相应的轨道(8)，多排错列导流管束(6)从排风罩(2)侧面沿着轨道(8)插入排风罩(2)中，实现可拆卸安装，并且管板(7)与排风罩(2)侧壁之间接触密封。

6.如权利要求5所述的烟气收集装置，其特征在于：所述的导流管(5)为空心管，导流管(5)伸出管板的端部通过转接头(9)连接起来，预留一个进口(10)和一个出口(11)，整个多排错列导流管束(6)形成一个连通的管路，导流管(5)中通入制热剂或制冷剂即可实现对排风罩(2)内部的加热或制冷。

7.如权利要求1所述的烟气收集装置，其特征在于：所述的多排错列导流管束(6)上方的排风罩(2)顶面上安装有透明的观察窗口(12)。

8.如权利要求1至7任一权利要求所述的烟气收集装置，排风罩(2)靠近下料口(3)的端面封闭，排风罩(2)靠近抽风口(4)的端面也封闭但是该端面靠近传送带(1)的一侧开设有出料口(13)，其特征在于：出料口(13)的上方的排风罩(2)封闭端面上加工有扩容口(14)，扩容口(14)上密封盖合有三角形扩容罩(15)，三角形扩容罩(15)与扩容口(14)接触的直角面开放，三角形扩容罩(15)的另一个直角面与排风罩(2)的顶面平齐。

9.如权利要求8所述的烟气收集装置，其特征在于：三角形扩容罩(15)与排风罩(2)的顶面平齐的直角面与斜面形成的夹角记为顶角(16)，顶角(16)的角度范围为30°～60°。

10.如权利要求9所述的烟气收集装置，其特征在于：所述的顶角(16)的角度为30°。