CN104368211A - 一种尾气高效除尘洗脱装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种尾气高效除尘洗脱装置，包括洗脱塔箱体，上端盖，洗脱塔排污口，部分位于洗脱塔箱体内的烟气进口管道和蓄水箱排污口，烟气进口管道进口连接的旋流除尘器，烟气进口管道上部外壁连接的内螺旋叶片，内螺旋叶片的外边缘与罩体紧密接触，罩体的外侧与外螺旋叶片连接，罩体的上部通过轴与除雾叶轮连接，罩体的下端与气液混合装置连接，气液混合装置最下部安装在蓄水箱内壁上，喷淋装置安装在罩体外壁上，蓄水箱排污口位于洗脱塔箱体内部分连接在蓄水箱上。本发明适用于粒径小于5μm的粉尘，除尘、洗脱效率高；耗能低、耗水量小，洗脱除尘所用的洗脱液为电解海水所得碱性水，碱性水在电解池与装置之间循环利用。

Description

一种尾气高效除尘洗脱装置

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，特别是涉及一种尾气高效除尘洗脱装置。 

背景技术

船舶柴油机排出的尾气是海洋大气的主要污染源之一。其有害成分主要包括CO、Nox 、HC 、SO₂ 臭氧和微粒物质。其中微粒物质主要有燃油不完全燃烧的产物，以及柴油机启动和低负荷时产生的燃油或滑油的微粒等。由于微粒孔隙中吸附有多环芳香烃，被吸入人体后，会引起多种呼吸道疾病，并有致癌危险。所以，降低烟雾浓度是船舶柴油机排烟控制的首要任务之一。1997年国际海事组织（IMO）在IMO总部伦敦召开了MARPOL73/78公约的一个新增附则，即附则Ⅵ《防止船舶造成大气污染规则》。该规则的出现，促进了一些发达国家更为严格的地方排放标准和控制计划的出台。船舶主机一般以重油为燃料，特别是远洋船舶多以劣质渣油为燃料，燃油的平均含硫量高达2.7%，因此船舶尾气SO₂排放是个大问题。控制SOx排放的方法，可以选用低硫燃油，或从烟气中洗脱。低硫油的价格高，而且低硫油与高硫油的柴油机机构不同，船舶需要进行改造，费用高昂。船舶尾气除尘洗脱处理将是防止船舶尾气污染大气的重点发展方向。 

传统的除尘方法在实际应用当中遇到很多问题，例如：旋流除尘器对低粒径分布粉尘的除尘效率过低，远远高于烟尘浓度排放标准；静电除尘器虽然除尘效率很高，但占地面积和一次性投入大，并且需要很高的防爆性能；袋式除尘器阻力大，并且由于过滤材料影响，使用条件受限。并且上述设备功能单一，只能除尘无法对尾气进行洗脱处理。近年来，湿法除尘技术因其能耗低、适用范围宽而在工业中得到了越来越广泛的应用，但大多数湿法除尘器对于粒径小于5μm的粉尘除尘效率低。文丘里除尘洗脱设备虽然可达到较高的除尘效率但能耗大，且洗脱有毒气体效率低。 

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种适用粒径小于5μm的粉尘、除尘效率高、洗脱效率高、耗能低、耗水量小、洗脱除尘所用的洗脱液能循环利用的尾气高效除尘洗脱装置。 

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种尾气高效除尘洗脱装置，包括洗脱塔箱体，安装在洗脱塔箱体上的上端盖，安装在洗脱塔箱体底部的洗脱塔排污口，安装在洗脱塔箱体底部并部分位于洗脱塔箱体内的烟气进口管道和蓄水箱排污口，与位于洗脱塔箱体外部烟气进口管道进口连接的旋流除尘器，与位于洗脱塔箱体内部烟气进口管道上部外壁连接的内螺旋叶片，内螺旋叶片的外边缘与罩体紧密接触，罩体的外侧与外螺旋叶片连接，罩体的上部通过轴与除雾叶轮连接，罩体的下端与气液混合装置连接，气液混合装置最下部安装在蓄水箱内壁上，喷淋装置安装在罩体外壁上，位于蓄水箱上方，蓄水箱排污口位于洗脱塔箱体内部分连接在蓄水箱上。 

进一步的，所述上端盖上设置有排气口；所述旋流除尘器的出口与烟气进口管道连接，烟气进口管道为圆柱体。 

进一步的，所述喷淋装置设置四个，以罩体外壁圆周均匀分布。 

进一步的，所述除雾叶轮为多个以中心轴均匀分布的具有倾斜角的叶片组成，倾斜角为15-30度。 

进一步的，所述内螺旋叶片和外螺旋叶片采用单头螺旋。 

进一步的，所述蓄水箱内液面保持在120mm～150mm。 

进一步的，所述罩体上部封闭，截面呈锥形，罩体的上部焊接有轴，用于安装除雾叶轮，除雾叶轮的轮毂与轴之间安装有轴承。 

进一步的，所述气液混合装置由大小不同的多个环状薄金属片通过支撑条焊接在一起，呈喇叭状，其最下部的环状薄金属片外边缘与蓄水箱内壁焊接在一起。 

进一步的，所述内螺旋叶片的旋向与尾气在旋流除尘器中的入口旋向相同，与外螺旋叶片的旋向相反。 

进一步的，所述喷淋装置使用的喷淋水为循环碱性水，通过电解海水制备。 

    本发明的有益效果在于：适用于粒径小于5μm的粉尘，除尘效率高；通过对尾气进行两次洗脱处理，可达到很高的洗脱效率；尾气在排出时经过与进入装置的高温气体通过热交换，不但降低了进入气体的温度增强了洗脱效果，而且使排出的尾气温度升高，达到露点以上；耗能低、耗水量小，洗脱除尘所用的洗脱液为电解海水所得碱性水，碱性水在电解池与装置之间循环利用。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。 

图1为本发明结构示意图局部； 

图2为本发明A-A剖面结构示意图；

图3为本发明除雾叶轮的结构示意图；

图4为本发明气液混合装置的结构示意图。

图中：1、排气口，2、轴承，3、除雾叶轮，4、外螺旋叶片，5、罩体，6、内螺旋叶片，7、喷淋装置，8、气液混合装置，9、蓄水箱，10、蓄水箱排污口，11、烟气进口管道，12、旋流除尘器，13、洗脱塔排污口，14、洗脱液循环管道口，15、液面，16、洗脱塔箱体，17、除雾叶轮，18、上端盖，19、离心风机。 

具体实施例

如图1、2、3、4所述的一种尾气高效除尘洗脱装置，包括洗脱塔箱体16，安装在洗脱塔箱体上的上端盖18，安装在洗脱塔箱体底部的洗脱塔排污口13，安装在洗脱塔箱体底部并部分位于洗脱塔箱体内的烟气进口管道11和蓄水箱排污口10，与位于洗脱塔箱体外部烟气进口管道11进口连接的旋流除尘器12，与位于洗脱塔箱体内部烟气进口管道上部外壁连接的内螺旋叶片6，内螺旋叶片6的外边缘与罩体5紧密接触，罩体5的外侧与外螺旋叶片4连接，罩体5的上部通过轴与除雾叶轮3连接，罩体5的下端与气液混合装置8连接，气液混合装置8最下部安装在蓄水箱9内壁上，喷淋装置7安装在罩体5外壁上，位于蓄水箱9上方，蓄水箱排污口10位于洗脱塔箱体内部分连接在蓄水箱9上。 

所述上端盖18上设置有排气口1；所述旋流除尘器12的出口与烟气进口管道11连接，烟气进口管道11为圆柱体。 

所述喷淋装置7设置四个，以罩体5外壁圆周均匀分布。 

所述除雾叶轮3为多个以中心轴均匀分布的具有倾斜角的叶片组成，倾斜角为15-30度。 

所述罩体5上部封闭，截面呈锥形，罩体5的上部焊接有轴，用于安装除雾叶轮3，除雾叶轮的轮毂与轴之间安装有轴承。 

所述气液混合装置8由大小不同的多个环状薄金属片通过支撑条焊接在一起，呈喇叭状，其最下部的环状薄金属片外边缘与蓄水箱9内壁焊接在一起。 

所述内螺旋叶片6的旋向与尾气在旋流除尘器12中的入口旋向相同，与外螺旋叶片4的旋向相反。 

所述内螺旋叶片6和外螺旋叶片4采用单头螺旋或多头螺旋。 

所述蓄水箱9内液面15保持在120mm～150mm。

所述喷淋装置7使用的喷淋水为循环碱性水，通过电解海水制备。 

在离心风机19的作用下，高温尾气经旋流除尘器12除去较大颗粒的粉尘后，螺旋上升经A腔进入B腔，在自身的螺旋运动和B腔的内螺旋叶片6的作用下，使靠近壁面流体速度增加，加强了边界层流体的搅动可强化传热，同时螺旋状的叶片具有较大的表面积也可增加传热效果。尾气通过与内螺旋叶片6、外螺旋叶片4的热交换，温度降低。B腔的螺旋气流继续向下流动到达液面时冲击液面15，激起大量的水花和泡沫，使含尘气流与液体充分接触，增强了除尘和洗脱效果。尾气继续螺旋运动进入气液混合装置8，经气液混合装置8的环状金属片和支撑条之间所形成的的细小间隙流出。由于在气液混合装置8中，气体的螺旋运动增大了流动路径和气液接触面积，增强了气液混合，环状金属片和支撑条之间所形成的的细小间隙将气流细化，使气液接触更加充分，可得到较好的除尘洗脱效果。在气液混合装置8中，可以完成大部分尾气洗脱并除去大部分旋流除尘器12所不能除去的微细粉尘。气流经气液混合装置8逸出蓄水箱液面15后喷淋装置7的喷嘴喷出雾状的洗脱液对尾气进一步除尘洗脱。气流继续向上流动进入C腔，与外螺旋叶片4发生碰撞，在碰撞作用下可实现气液分离。外螺旋叶片4和罩体5还可以通过与A腔中高温尾气的热交换对经过洗脱除尘后的尾气进行加热，使之温度达到露点以上。尾气流经外螺旋叶片4时，由于螺旋运动的离心力作用，气流中部分液滴被甩向洗脱塔壁。气流经外螺旋叶片4螺旋上升，气流方向与除雾叶轮3面的法线近似平行，当撞击到除雾叶轮3时，在碰撞作用下再次除去气流中剩余液滴，同时由于气流的撞击力作用，除雾叶轮3做旋转运动，增大了气流中液滴与除雾叶轮的碰撞几率，可以很好地进行气液分离，分离出来的液滴附着在叶轮表面，在离心力的作用下被甩向洗脱塔箱体16的内壁，处理后的尾气经排气口1排出。这样经过两次洗脱、三次除尘和两次气液分离，实现尾气的排放或者进入其它处理装置除去CO、Nox等有害成分。 

本发明在蓄水箱9中产生的泥污沉淀可通过蓄水箱排污口10排出。蓄水箱9中过多的洗脱液可溢出到洗脱塔底部。洗脱塔底部也设有洗脱塔排污口13，用来排出底部沉淀。洗脱塔底部侧壁设有洗脱液循环管道口14与电解池（现有技术，图中未画出）连通，洗脱液可通过泵循环利用。当洗液PH值不符合要求时可排放掉，重新注入海水电解产生新的碱性水。为减少尾气流动的压力损失，蓄水箱9内液面15不宜过高，稳定在120mm～150mm。内螺旋叶片6的清洗可通过在罩体5上部设置喷淋装置来实现，当内螺旋叶片6灰尘较多时打开喷淋装置进行冲洗。内螺旋叶片6和外螺旋叶片4采用单头螺旋或多头螺旋，本实施例为减少气体流动阻力，采用单头螺旋。 

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种尾气高效除尘洗脱装置，包括洗脱塔箱体（16），安装在洗脱塔箱体上的上端盖（18），安装在洗脱塔箱体底部的洗脱塔排污口（13），其特征在于：还包括安装在洗脱塔箱体底部并部分位于洗脱塔箱体内的烟气进口管道（11）和蓄水箱排污口（10），与位于洗脱塔箱体外部烟气进口管道（11）进口连接的旋流除尘器（12），与位于洗脱塔箱体内部烟气进口管道上部外壁连接的内螺旋叶片（6），内螺旋叶片（6）的外边缘与罩体（5）紧密接触，罩体（5）的外侧与外螺旋叶片（4）连接，罩体（5）的上部通过轴与除雾叶轮（3）连接，罩体（5）的下端与气液混合装置（8）连接，气液混合装置（8）最下部安装在蓄水箱（9）内壁上，喷淋装置（7）安装在罩体（5）外壁上，位于蓄水箱（9）上方，蓄水箱排污口（10）位于洗脱塔箱体内部分连接在蓄水箱（9）上。

2.根据权利要求1所述的所尾气高效除尘洗脱装置，其特征在于：述上端盖（18）上设置有排气口（1）；所述旋流除尘器（12）的出口与烟气进口管道（11）连接，烟气进口管道（11）为圆柱体。

3.根据权利要求1所述的所尾气高效除尘洗脱装置，其特征在于：所述喷淋装置（7）设置四个，以罩体（5）外壁圆周均匀分布。

4.根据权利要求1所述的所尾气高效除尘洗脱装置，其特征在于：所述除雾叶轮（3）为多个以中心轴均匀分布的具有倾斜角的叶片组成，倾斜角为15-30度。

5.根据权利要求1所述的所尾气高效除尘洗脱装置，其特征在于：所述罩体（5）上部封闭，截面呈锥形，罩体（5）的上部焊接有轴，用于安装除雾叶轮（3），除雾叶轮的轮毂与轴之间安装有轴承。

6.根据权利要求1所述的所尾气高效除尘洗脱装置，其特征在于：所述气液混合装置（8）由大小不同的多个环状薄金属片通过支撑条焊接在一起，呈喇叭状，其最下部的环状薄金属片外边缘与蓄水箱（9）内壁焊接在一起。

7.根据权利要求1所述的所尾气高效除尘洗脱装置，其特征在于：所述内螺旋叶片（6）的旋向与尾气在旋流除尘器（12）中的入口旋向相同，与外螺旋叶片（4）的旋向相反。

8.根据权利要求1所述的所尾气高效除尘洗脱装置，其特征在于：所述内螺旋叶片（6）和外螺旋叶片（4）采用单头螺旋。

9.根据权利要求1所述的所尾气高效除尘洗脱装置，其特征在于：所述蓄水箱（9）内液面（15）保持在120mm～150mm。

10.根据权利要求1所述的所尾气高效除尘洗脱装置，其特征在于：所述喷淋装置（7）使用的喷淋水为循环碱性水，通过电解海水制备。