CN104801134B - 一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，包括一惯性除尘装置、一仿生叶片装置以及一喷雾湿式除尘装置；所述惯性除尘装置与仿生叶片装置贯通连接，所述仿生叶片装置与所述喷雾湿式除尘装置贯通连接。本发明通过将普通的惯性除尘器与仿生叶片、干式及喷雾湿式除尘效果巧妙地结合为一体，形成的多级除尘器不仅能对各类生活、工业浓度超标的粉尘进行处理，且具有重量轻、结构简单、价格便宜、易于维护、运行管理操作便捷等优点。

Description

一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器

技术领域

本发明涉及环境保护领域的烟气除尘技术，特别指一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器。

背景技术

在采矿、选煤等工业领域的含尘气体净化中，常会遇到浓度高、硬度大、粒径范围宽的粉尘污染物，随着空气质量标准的日益严格，对烟尘排放浓度的要求也愈来愈严格，因此对烟气净化设备也提出了更高的要求。作为控制固体颗粒物对大气污染的主要设备除尘器则面临着巨大的发展机遇。惯性除尘器一般多用于密度大、颗粒粗的金属或矿物性粉尘的处理，对密度小、颗粒细的粉尘或纤维性的粉尘不宜采集，因此是常用的前置除尘设备；湿式除尘器的理论除尘效率高达100％，但是会消耗大量的水，造成资源浪费，若处理不当还易造成水污染、二次污染等问题；电除尘器和布袋除尘器除尘效率高，也存在占地面积和占用空间体积较大，造价维护费用相对较高等缺点。为提高除尘效率，降低投资成本，现在多采用多级除尘系统。

基于此，国内外的科研工作者亦作了很多前期研究工作，申请日：2014.03.20，申请号：201420127244.1的中国实用新型专利公开了一种水雾多级除尘装置，该装置包括前喷淋室和后喷淋室，前喷淋室和后喷淋室并排设置，具有双重除尘效果，设置有前沉淀池和后沉淀池双重沉淀装置，使得工业用水可以回收利用，但是存在沉淀池中的污泥量太大需要二次处理等问题；申请日：2014.03.10，申请号：201420105399.5的中国实用新型专利公开了一种多级除尘器，包括除尘塔体、文丘里紊流系统、冲击式水浴装置，各级除尘有机结合而又互相辅助，使的除尘效率提高、安装简单且维护成本低，但是气流比较大时，塔体可造成二次扬尘使其在湿式除尘中用水量增大；申请日：2014.03.05，申请号：201410076985.6的中国发明专利公开了一种横向极板双极静电凝并除尘装置及其方法，解决了现有除尘装置结构复杂、除尘效果较差的问题，但是使用电除尘对设备要求高，成本增加；申请日：2013.11.26，申请号：201320752634.3的中国实用新型专利公开了一种多级多管复合式旋风除尘装置，包括具有引风口、排风口和卸料阀的除尘箱体以及沿竖直方向依次设置在所述除尘箱体内的多个除尘机构，具有多级除尘、占地面积小、气压损失少等优点，在处理高浓度或磨损性大的粉尘时，入口处和锥体部位都容易磨坏。

森林或道路两旁的泡桐，因其独特的构造而具有高效的滞尘作用，电镜观察发现，叶表皮具沟状组织、密集纤毛的树种滞尘能力强，叶表皮具有瘤状或疣状突起的树种滞尘能力差。多茸毛和可湿性(蜡质层)能分泌粘性油脂和汁浆，滞尘能力强；但叶表面无毛的树种，通过电镜观察发现若具有沟状组织，其滞尘能力很强。泡桐叶大多毛，分泌粘液，叶面有沟状组织，能吸附粉尘，净化空气，并能对二氧化硫、氯气、氟化氢、硝酸雾等有毒气体有较强的抗性，被称为天然吸尘器。

综上所述，已公开的多级除尘器都存在适用除尘范围小，成本高，对器壁磨损严重等问题，由此增加了除尘的动力消耗和维护成本。因此急需一种能耗更低，且结构简单，价格便宜，便于推广使用的除尘设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，通过将普通的惯性除尘器与仿生叶片、干式及喷雾湿式除尘效果巧妙地结合为一体，形成的多级除尘器不仅能对各类生活、工业浓度超标的粉尘进行处理，且具有重量轻、结构简单、价格便宜、易于维护、运行管理操作便捷等优点。

本发明是这样实现的：一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，包括一惯性除尘装置、一仿生叶片装置以及一喷雾湿式除尘装置；所述惯性除尘装置与仿生叶片装置贯通连接，所述仿生叶片装置与所述喷雾湿式除尘装置贯通连接；

所述仿生叶片装置包括一仿生室主体、一气流分配器、一弯曲管道、一仿生叶片集层以及一振荡器；所述仿生室主体的底部通过所述气流分配器连接所述惯性除尘装置，所述仿生室主体的顶部通过所述弯曲管道连接所述喷雾湿式除尘装置，所述仿生叶片集层设在所述仿生室主体的内部，所述振荡器设在所述仿生室主体的内壁。

进一步地，所述惯性除尘装置包括一惯性除尘室主体、一干式集尘槽以及至少一除尘挡板；所述惯性除尘室主体的顶部通过所述气流分配器与所述仿生室主体连接，所述惯性除尘室主体上设有一进气管道，所述干式集尘槽设置在所述惯性除尘室主体的底部，所述除尘挡板设置在所述惯性除尘室主体的内部，并对准所述进气管道设置。

进一步地，所述喷雾湿式除尘装置包括一喷雾除尘室主体、至少一雾气喷头、至少一湿式集尘槽以及一除雾器；所述喷雾除尘室主体的前端通过所述弯曲管道与所述仿生室主体连接，所述喷雾除尘室主体的末端设有一气流输出管，所述雾气喷头设在所述喷雾除尘室主体的顶部，所述湿式集尘槽设置在所述喷雾除尘室主体的底部，所述除雾器设置在所述气流输出管内。

进一步地，所述仿生叶片装置在与所述惯性除尘装置的连接断面处设有一内径渐扩结构，且该内径渐扩结构的上下直径之比为1:1.1～3。

进一步地，所述内径渐扩结构的壁面相对水平面倾斜30～80°，该内径渐扩结构的铅垂高度为200～700mm，该内径渐扩结构的上沿内径为2000～5000mm。

进一步地，所述进气管道的内径为960～2992mm，外径为1000～3000mm。

进一步地，所述弯曲管道包括直管部分和弯管部分，该弯曲管道的内径为500～800mm，所述直管部分的高度为200～900mm，所述直管部分与弯管部分之间的夹角为50～87°。

进一步地，所述仿生叶片集层包括复数片仿生叶片，每所述仿生叶片均模仿泡桐叶状制作，其上表面具有沟状结构，下表面多毛。

进一步地，所述仿生叶片与仿生叶片之间通过钢丝连接，且每所述仿生叶片均为玻璃纤维仿生叶片。

进一步地，所述惯性除尘室主体、仿生室主体、喷雾除尘室主体、弯曲管道、干式集尘槽以及湿式集尘槽均采用Q235钢板制成。

本发明的有益效果在于：

1、此多级除尘器设备的制作费用不高，加上是分段处理，虽然湿式喷雾除尘的运行费用比挡板和仿生叶片除尘的运行费用高，但其负荷并不大，且相对单一的湿式除尘器而言，运行费用也将降低，因此综合性价比高；

2、在此多级除尘器中，仿生叶片均模仿泡桐叶状制作，其上表面具有沟状结构，有利于集尘，下表面多毛，有利于粉尘颗粒的捕集；而对于泡桐叶粘液的仿造，则通过喷雾湿式除尘装置来实现。因此该多级除尘器通过将普通的惯性除尘器与仿生叶片、干式及喷雾湿式除尘效果巧妙地结合为一体，从而大大提高了除尘效率。

3、此多级除尘器的集尘槽为凹状集尘槽，可以有效避免扬尘现象的发生，而惯性除尘装置与仿生叶片装置的连接断面处设有一内径渐扩结构，用于降低气流速度，使粉尘颗粒更好地被仿生叶片下表面的毛状体捕集，达到更好的去除效果；

4、此多级除尘器对各类生活、工业浓度超标的粉尘均可进行处理，使除尘效率得到了有效的提高，应用范围更广，且出气口的烟气含尘量大为降低，更加有利于减少烟气粉尘污染，更好地保护环境。

5、在此多级除尘器中，除尘挡板、集尘槽、雾气喷头、气流分配器、除雾器等安装技术已相当成熟，而仿生叶片的制作和安装也较为简单，因此结构并不复杂，易于制作，且运行维护管理也较为方便。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中内径渐扩结构的剖视图。

图3为本发明中仿生叶片的示意图。

具体实施方式

请参照图1所示，一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，包括一惯性除尘装置1、一仿生叶片装置2以及一喷雾湿式除尘装置3；所述惯性除尘装置1与仿生叶片装置2贯通连接，所述仿生叶片装置2与所述喷雾湿式除尘装置3贯通连接；

所述仿生叶片装置2包括一仿生室主体21、一气流分配器22、一弯曲管道23、一仿生叶片集层24以及一振荡器25；所述仿生室主体21的底部通过所述气流分配器22连接所述惯性除尘装置1，所述仿生室主体21的顶部通过所述弯曲管道23连接所述喷雾湿式除尘装置3，所述仿生叶片集层24设在所述仿生室主体21的内部，所述振荡器25设在所述仿生室主体21的内壁，用于使仿生叶片241产生间歇振动，以达到清理灰尘的效果。所述弯曲管道23包括直管部分231和弯管部分232，该弯曲管道23的内径为500～800mm，所述直管部分231的高度为200～900mm，所述直管部分231与弯管部分232之间的夹角β为50～87°。

所述惯性除尘装置1包括一惯性除尘室主体11、一干式集尘槽13以及至少一除尘挡板12；所述惯性除尘室主体11的顶部通过所述气流分配器22与所述仿生室主体21连接，所述惯性除尘室主体11上设有一进气管道14，所述干式集尘槽13设置在所述惯性除尘室主体11的底部，用于收集粉尘颗粒，且该干式集尘槽13为凹状集尘槽，可以有效避免扬尘现象的发生；所述除尘挡板12设置在所述惯性除尘室主体11的内部，并对准所述进气管道14设置(所述除尘挡板12垂直或倾斜设置)。所述进气管道14的内径为960～2992mm，外径为1000～3000mm，即管壁厚为4～20mm。

所述喷雾湿式除尘装置3包括一喷雾除尘室主体31、至少一雾气喷头32、至少一湿式集尘槽33以及一除雾器34；所述喷雾除尘室主体31的前端通过所述弯曲管道23与所述仿生室主体21连接，所述喷雾除尘室主体31的末端设有一气流输出管35，所述雾气喷头32设在所述喷雾除尘室主体31的顶部，所述湿式集尘槽33设置在所述喷雾除尘室主体31的底部，用于收集掉落的粉尘，所述除雾器34设置在所述气流输出管35内。

请参照图2所示，所述仿生叶片装置2在与所述惯性除尘装置1的连接断面处设有一内径渐扩结构4，用于降低气流速度，使粉尘颗粒更好地被仿生叶片下表面的毛状体捕集，达到更好的去除效果；且所述内径渐扩结构4的上下直径之比D/d为1:1.1～3。所述内径渐扩结构4的壁面相对水平面倾斜的角度α为30～80°，该内径渐扩结构4的铅垂高度h为200～700mm，该内径渐扩结构4的上沿内径D为2000～5000mm。

请参照图3所示，所述仿生叶片集层24包括复数片仿生叶片241，每所述仿生叶片241均模仿泡桐叶状制作，其上表面具有沟状结构，有利于集尘，下表面多毛，有利于集尘。所述仿生叶片241与仿生叶片241之间通过钢丝(未图示)连接，且每所述仿生叶片241均为玻璃纤维仿生叶片。

所述惯性除尘室主体11、仿生室主体21、喷雾除尘室主体31、弯曲管道23、干式集尘槽13以及湿式集尘槽33均采用Q235钢板制成，Q235钢板具有坚固、耐用、造价低、易于制作安装等优点。

在具体实施例一中：

所述弯曲管道23的内径为500mm,所述直管部分231的高度为200mm，所述直管部分231与弯管部分232之间的夹角β为50°。所述进气管道14的内径为960mm，外径为1000mm，即管壁厚为20mm。

所述内径渐扩结构4的上下直径之比D/d为1:1.1，所述内径渐扩结构4的壁面相对水平面倾斜的角度α为30°，该内径渐扩结构4的铅垂高度h为200mm，该内径渐扩结构4的上沿内径D为2000mm。其余部分与上述具体实施方式的内容一致，这里就不再重复描述。

在具体实施例二中：

所述弯曲管道23的内径为800mm,所述直管部分231的高度为900mm，所述直管部分231与弯管部分232之间的夹角β为87°。所述进气管道14的内径为2992mm，外径为3000mm，即管壁厚为4mm。

所述内径渐扩结构4的上下直径之比D/d为1:3，所述内径渐扩结构4的壁面相对水平面倾斜的角度α为80°，该内径渐扩结构4的铅垂高度h为700mm，该内径渐扩结构4的上沿内径D为5000mm。其余部分与上述具体实施方式的内容一致，这里就不再重复描述。

在具体实施例三中：

所述弯曲管道23的内径为600mm,所述直管部分321的高度为500mm，所述直管部分231与弯管部分232之间的夹角β为75°。所述进气管道14的内径为2000mm，外径为2020mm，即管壁厚为10mm。

所述内径渐扩结构4的上下直径之比D/d为1:2，所述内径渐扩结构4的壁面相对水平面倾斜的角度α为60°，该内径渐扩结构4的铅垂高度h为500mm，该内径渐扩结构4的上沿内径D为4000mm。其余部分与上述具体实施方式的内容一致，这里就不再重复描述。

本发明的除尘原理如下：

在工作时，含尘气流通过进气管道14进入设有除尘挡板12的惯性除尘装置1中进行第一阶段处理，在此过程中，部分粉尘颗粒在碰到除尘挡板12后将与气流分离，并落入干式集尘槽13中；剩余的含尘气流则经过气流分配器22向上进入仿生叶片装置2，在经过仿生叶片集层24后，大量粉尘颗粒在仿生叶片241的阻挡及仿生叶片241下表面的毛状体的捕集下将被去除，在仿生叶片装置2内壁还设有振动机器25，能使仿生叶片间歇振动而达到清理灰尘的效果；剩余的含尘气流又会通过喷雾湿式除尘装置3，此时雾气喷头32将喷出雾气，使产生的污泥落入湿式集尘槽33并排出，剩余的清洁气体在通过除雾器34除去雾气后，由气流输出管35排出。

本发明的有益效果在于：

1、此多级除尘器设备的制作费用不高，加上是分段处理，虽然湿式喷雾除尘的运行费用比挡板和仿生叶片除尘的运行费用高，但其负荷并不大，且相对单一的湿式除尘器而言，运行费用也将降低，因此综合性价比高；

2、在此多级除尘器中，仿生叶片均模仿泡桐叶状制作，其上表面具有沟状结构，有利于集尘，下表面多毛，有利于粉尘颗粒的捕集；而对于泡桐叶粘液的仿造，则通过喷雾湿式除尘装置来实现。因此该多级除尘器通过将普通的惯性除尘器与仿生叶片、干式及喷雾湿式除尘效果巧妙地结合为一体，从而大大提高了除尘效率。

3、此多级除尘器的集尘槽均为凹状集尘槽，可以有效避免扬尘现象的发生，而惯性除尘主体与仿生室主体的连接处设有一断面的渐扩结构，用于降低气流速度，使粉尘颗粒更好地被仿生叶片下表面的毛状体捕集，达到更好的去除效果；

4、此多级除尘器对各类生活、工业浓度超标的粉尘均可进行处理，使除尘效率得到了有效的提高，应用范围更广，且出气口的烟气含尘量大为降低，更加有利于减少烟气粉尘污染，更好地保护环境。

5、在此多级除尘器中，除尘挡板、集尘槽、雾气喷头、气流分配器、除雾器等安装技术已相当成熟，而仿生叶片的制作和安装也较为简单，因此结构并不复杂，易于制作，且维护也较为方便。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，其特征在于：包括一惯性除尘装置、一仿生叶片装置以及一喷雾湿式除尘装置；所述惯性除尘装置与仿生叶片装置贯通连接，所述仿生叶片装置与所述喷雾湿式除尘装置贯通连接；

所述仿生叶片装置包括一仿生室主体、一气流分配器、一弯曲管道、一仿生叶片集层以及一振荡器；所述仿生室主体的底部通过所述气流分配器连接所述惯性除尘装置，所述仿生室主体的顶部通过所述弯曲管道连接所述喷雾湿式除尘装置，所述仿生叶片集层设在所述仿生室主体的内部，所述振荡器设在所述仿生室主体的内壁。

2.如权利要求1所述的一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，其特征在于：所述惯性除尘装置包括一惯性除尘室主体、一干式集尘槽以及至少一除尘挡板；所述惯性除尘室主体的顶部通过所述气流分配器与所述仿生室主体连接，所述惯性除尘室主体上设有一进气管道，所述干式集尘槽设置在所述惯性除尘室主体的底部，所述除尘挡板设置在所述惯性除尘室主体的内部，并对准所述进气管道设置。

3.如权利要求2所述的一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，其特征在于：所述喷雾湿式除尘装置包括一喷雾除尘室主体、至少一雾气喷头、至少一湿式集尘槽以及一除雾器；所述喷雾除尘室主体的前端通过所述弯曲管道与所述仿生室主体连接，所述喷雾除尘室主体的末端设有一气流输出管，所述雾气喷头设在所述喷雾除尘室主体的顶部，所述湿式集尘槽设置在所述喷雾除尘室主体的底部，所述除雾器设置在所述气流输出管内。

4.如权利要求1所述的一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，其特征在于：所述仿生叶片装置在与所述惯性除尘装置的连接断面处设有一内径渐扩结构，且该内径渐扩结构的上下直径之比为1:1.1～3。

5.如权利要求4所述的一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，其特征在于：所述内径渐扩结构的壁面相对水平面倾斜30～80°，该内径渐扩结构的铅垂高度为200～700mm，该内径渐扩结构的上沿内径为2000～5000mm。

6.如权利要求2所述的一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，其特征在于：所述进气管道的内径为960～2992mm，外径为1000～3000mm。

7.如权利要求1所述的一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，其特征在于：所述弯曲管道包括直管部分和弯管部分，该弯曲管道的内径为500～800mm，所述直管部分的高度为200～900mm，所述直管部分与弯管部分之间的夹角为50～87°。

8.如权利要求1所述的一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，其特征在于：所述仿生叶片集层包括复数片仿生叶片，每所述仿生叶片均模仿泡桐叶状制作，其上表面具有沟状结构，下表面多毛。

9.如权利要求8所述的一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，其特征在于：所述仿生叶片与仿生叶片之间通过钢丝连接，且每所述仿生叶片均为玻璃纤维仿生叶片。

10.如权利要求3所述的一种利用仿生叶片提高除尘效率的多级除尘器，其特征在于：所述惯性除尘室主体、仿生室主体、喷雾除尘室主体、弯曲管道、干式集尘槽以及湿式集尘槽均采用Q235钢板制成。