CN104941347A - 一种具有自清理功能的填料吸收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火力发电、燃煤锅炉、铁矿石烧结等烟气脱硫领域的除雾器，或者用来处理具有黏性粉尘除尘用的一种特殊除尘器，或者作为化学反应的填料吸收塔内“填料吸收层”，或者作为气液两相进行热交换的填料换热层，具体为一种具有自清理功能的填料吸收装置。本发明的目的在于克服现有技术中填料吸收装置循环处理难度大的不足，提供了一种具有自清理功能的填料吸收装置，采用本发明的技术方案，能够实现填料层的自清理。本发明解决了目前火力发电、燃煤锅炉、铁矿石烧结等烟气脱硫后的酸雾量排放造成的污染，解决了诸如使用石灰的物质过程产生的含有粘性粉尘的污染，提供了一种新型的具有自我清淤功能的高效的填料吸收塔降低运行成本。

Description

一种具有自清理功能的填料吸收装置

技术领域

本发明涉及火力发电、燃煤锅炉、冶金行业烧结等烟气脱硫领域的除雾器，或者用来处理具有黏性粉尘除尘用的一种特殊除尘器，或者作为化学反应的填料吸收塔内“填料吸收层”，或者作为气液两相进行热交换的填料换热层，具体为一种具有自清理功能的填料吸收装置。

背景技术

除雾器布置在吸收塔的上部，是湿法烟气脱硫系统中非常重要的核心装置，除雾器除雾效率的高低和压降的大小直接影响到脱硫后烟气的“干净”程度。含硫烟气经过反应区时与石灰石浆液进行中和反应后形成雾滴，当含有雾滴的烟气流经除雾器通道时，在雾滴的撞击作用、惯性作用、转向离心力及其与波形板的摩擦作用、吸附作用使得雾滴被捕集。

(1)当前火力发电、燃煤锅炉、冶金行业烧结等烟气脱硫领域，目前普遍使用屋脊式除雾器。事实证明，屋脊式除雾器除雾效果不佳，脱硫塔烟囱排出的烟气是水雾弥漫，造成二次污染和水资源的浪费，也给周边的公共财产或私有财产造成污损或腐蚀，因而社会反映较为强烈，周边居民投诉不断，迫切需要开发一种高效的除雾器取而代之。

(2)在火力发电、燃煤锅炉、冶金行业烧结等烟气脱硫领域过程或其他类似场合，由于生成固体或者烟气里本身含有粉尘，采用常规的填料吸收塔容易堵塞填料层，无法满足大工业生产要求，因此尽管连料吸收塔具有较高的脱硫效果，仍然没用使用的工业生产例子。

(3)钢铁行业烧结厂使用石灰过程或其他类似场合，由于产生大量的含有Ca(OH)₂粉尘的潮湿气体：布袋除尘和电除尘器无法处理；水幕式除尘器则除尘效率不高；有的企业干脆使用排气筒，将粉尘从岗位引到附近厂区。

(4)另外，本发明可以用于物料浓缩，利用物质的蒸发性差异进行分离。如脱硫副产品稀硫酸、硫酸铵溶液、硫酸镁溶液的浓缩，或其他行业类似场合。

中国专利申请号201010268746.2，申请日：2010-08-30，发明创造名称为：料帘式高温烟气处理装置及其使用方法，该申请案涉及一种料帘式高温烟气处理装置，包括导风墙单元，导风墙单元包括导风墙和外壳，外壳为上下开口内部贯通的壳体结构，外壳的侧面分别开有进气口和出气口，导风墙设于外壳的内部，还包括布料设备和排料设备，导风墙单元还包括料帘，布料设备的出口和外壳的上端开口连接，排料设备的进口和外壳的下端开口连接，料帘为耐高温颗粒，耐高温颗粒用布料设布入导风墙之间的空间，在重力作用下向下移动进入排料设备再被排出，耐高温颗粒在导风墙之间的空间向下移动形成料帘。该申请案中的料帘需要通过排料设备向外排出，料帘通过清理尘雾后方可循环使用，其中料帘的清理过程复杂，料帘不具有自清理的功能。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中填料吸收装置循环处理难度大的不足，提供了一种具有自清理功能的填料吸收装置，采用本发明的技术方案，能够实现填料层的自清理。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种具有自清理功能的填料吸收装置，包括填料层(4)，其特征在于：还包括搅拌机构(5)和填料清洗机构(9)，所述的搅拌机构(5)作用于填料层(4)，用于搅动填料层(4)中的填料；所述的填料清洗机构(9)作用于填料层(4)，用于完成填料层(4)的清洗。

所述的搅拌机构(5)位于填料层(4)中，搅拌机构(5)通过回转运动搅动填料。

所述的搅拌机构(5)安装于第一回转机构(2)上，搅拌机构(5)伸入填料层(4)中，第一回转机构(2)回转运动带动搅拌机构(5)搅动填料。

还包括第一回转机构(2)，填料清洗机构(9)安装于第一回转机构(2)上，第一回转机构(2)回转运动带动填料清洗机构(9)运动。

所述的填料层(4)位于托盘(6)的上方，该托盘(6)用于支撑填料层(4)，托盘(6)上开设有透气孔。

所述的填料层(4)位于两托盘(6)之间的夹持空间，该托盘(6)用于夹持填料层(4)，托盘(6)上开设有透气孔。

还包括托盘清洗机构(7)，该托盘清洗机构(7)作用于托盘(6)，完成托盘(6)的清洗动作。

所述的第一回转机构(2)上安装有刮料耙(3)。

本发明主要属于环保领域，也可以用于类似场合，如“背景技术”所述。

(1)为了去除烟气脱硫吸收塔烟囱外排的酸雾，本发明提供一种“具有自清理功能的填料层除雾装置”；

(2)为了改善诸如使用石灰的物质过程产尘的含有粘性粉尘的环境污染，本发明提供一种“具有自清理功能的填料层除尘装置”；

(3)为了提高烟气脱硫过程或其他化学反应效率，本发明提供一种“具有自清理功能的填料层填料吸收装置”。

(4)为了提高一些液体的浓缩效率，本发明提供一种“具有自清理功能的填料层填料浓缩装置”。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明解决了目前火力发电、燃煤锅炉、冶金行业烧结等烟气脱硫后的酸雾大量排放造成的二次污染，改善厂区环境，保护工厂周边公共财产和私有财产，提高水资源利用率，符合国家环保政策；

(2)本发明解决了诸如使用石灰的物质过程产生的含有粘性粉尘的环境污染，改善岗位作业环境或厂区环境，保护作业人员身心健康；

(3)本发明提供了一种新型的具有自我清淤功能的高效的填料吸收塔，可以有效地满足诸如目前火力发电、燃煤锅炉、冶金行业烧结等烟气脱硫过程或其他类似场合的化学反应需要，降低运行成本。

附图说明

图1为本发明的一种具有自清理功能的填料吸收装置的结构示意图之一；

图2为本发明的一种具有自清理功能的填料吸收装置的结构示意图之二；

图3为图2的俯视结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、驱动装置；2、第一回转机构；3、刮料耙；4、填料层；5、搅拌机构；6、托盘；7、托盘清洗机构；8、第二回转机构；9、填料清洗机构；10、进水口；11、回转轴。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

本发明的一种“具有自清理功能的填料吸收装置”，应用范围涉及火力发电、燃煤锅炉、冶金行业烧结等烟气脱硫领域的除雾器，或者用来处理具有黏性粉尘除尘用的一种特殊除尘器，也可以作为气体与液体之间的“化学反应填料吸收层”或“填料热交换装置”，这里称为“具有自清理功能的填料吸收装置”。

本发明的“具有自清理功能的填料吸收装置”是利用是利用物理和化学性质稳定的固体颗粒组成填料层，过滤含尘雾气体，或者吸收气体物质，或者使气液两相实现热交换。通过搅拌和清洗，使填料层保持应有的透气性。具有持久性好、设备作业率高等特点。

(1)其除雾、除尘机理如下：

(a)当含尘雾流体流经填料层过滤器时，流线发生偏折，此时，较大的含尘粒由于惯性作用偏离流线撞到捕集体上，称为“惯性碰撞”效应；

(b)有些细尘粒则仍然随流线而运动，若此时尘粒的半径大于流线到过滤介质颗粒表面的距离时，尘粒会被“直接拦截”；

(c)更细微的尘粒虽远离捕集体，但在“布朗扩散”作用下，也可能撞到过滤颗粒。

(d)若有外力场存在时，尘粒还会因“重力沉降”、“静电吸引”等作用而沉积；

(e)还有“热迁移”、“伦敦一范德华引力沉积”等效应。作用力较小，可以忽略；

(f)对于液雾来说，液滴沉降下来后，借助于其粘结作用，可以粘结在颗粒上，进而又粘结一些粉尘，这些粘结物不能像布袋除尘器一样用反吹方法清理、或使用电除尘器振打的方法处理，因此使用搅拌和清洗的方法处理粘结物质。

(2)“化学反应填料吸收层”或“填料热交换装置”机理就是填料吸收塔的机理，区别于一般填料吸收塔的特点是使用搅拌和清洗的方法处理粘结物质，所以即使是具有粘结性尘雾附积在料层中也能顺利地排除，从而保障了设备的可靠性。

一种“具有自清理功能的填料吸收装置”的使用方法：

(1)其除尘除雾特征是利用固体颗粒组成过滤层，实现对含尘雾气体的过滤，过滤效率可以达到90％以上。

(2)“化学反应填料吸收层”或“填料热交换装置”机理是利用填料层分散含有被处理的气体与脱硫吸收浆液，使两者充分接触，达到高效脱硫的目的。

(3)通过除尘、除雾、或“化学反应填料吸收”、或“填料热交换”机理，积聚在填料层内的固体颗粒，可通过搅拌机构5搅拌，和填料清洗机构9通水清洗，得到排除。

(4)为了杜绝托盘6堵塞，用托盘清洗机构7清洗托盘6，使其保持畅通，从而保证了使用效果。

本装置可以有效地除去烟气脱硫以后的尘雾，去除效率在90％以上，大大减少脱硫塔排出的各种残余酸雨污染，如“石膏雨”、“硫酸铵雨”、“硫酸镁雨”等对于环境的污染，以及酸雨对公私财产的损害，同时回收的酸雾也节约了水资源的消耗。

本装置可以有效地治理粘性粉尘污染，如钢铁行业烧结生产过程的配料室石灰消化过程的含有Ca(OH)₂的水汽，一次混合过程的含有Ca(OH)₂的水汽，而这两个岗位正好是烧结厂粉尘污染较严重的区域。

本装置可以作为填料吸收塔的填料层，用于为火力发电、燃煤锅炉、冶金行业烧结等烟气脱硫领域或其他化学反应。

本装置可以作为“填料热交换装置”，可用于脱硫反应后的稀硫酸、硫酸铵、硫酸镁等溶液的浓缩结晶，也可以用于其他溶液的浓缩结晶。

实施例1

一种“具有自清理功能的填料层除雾装置”，包括驱动装置(1)，第一回转机构(2)，刮料耙(3)，填料层(4)，搅拌机构(5)，托盘(6)，托盘清洗机构(7)，第二回转机构(8)，填料清洗机构(9)，进水口(10)，回转轴(11)。如图1所示，具体结构是：

托盘(6)为开孔的透气板，通过支撑装置固定在脱硫塔筒壁上。

填料层(4)平铺在托盘(6)上。

驱动装置(1)通常是电机与减速机，也通过支撑装置固定在脱硫塔筒壁上。

回转轴(11)与驱动装置(1)通过适当的方式联结，为了给托盘清洗机构(7)和填料清洗机构(9)提供水，回转轴(11)设计成中控轴。

第一回转机构(2)，刮料耙(3)，搅拌机构(5)，托盘清洗机构(7)，第二回转机构(8)，填料清洗机构(9)，都设计安装在回转轴(11)上，与回转轴(11)同步旋转。

第一回转机构(2)用于固定刮料耙(3)和填料清洗机构(9)，第二回转机构(8)用于固定托盘清洗机构(7)。

刮料耙(3)用于刮平填料层(4)，填料清洗机构(9)用于清洗填料层(4)，搅拌机构(5)用于翻动填料层(4)，它们共同完成填料层的清理作业，保持填料层(4)的透气性及其除尘除雾效果。

托盘清洗机构(7)用于清洗托盘(6)，保持托盘(6)的透气性。

进水口(10)与回转轴(11)之间采用动态密封，回转轴(11)回转时，进水口(10)不会漏水。

本实施例使用时，按如下步骤依次进行：

(1)过滤：潮湿烟气通过填料层(4)，潮湿烟气中的液态水雾和尘泥被填料层(4)过滤，完成净化过程；

(2)进水：从进水口(10)，通过回转轴(11)，将水送到填料清洗机构(9)和托盘清洗机构(7)。

(3)填料层(4)清理：

(a)驱动装置(1)通过带动第一回转机构(2)，带动刮料耙(3)和填料清洗机构(9)旋转，填料清洗机构(9)喷出冲洗水，完成填料层(4)的清洗与平整作业。

(b)驱动装置(1)直接带动搅拌机构(5)旋转，完成填料层(4)的活动作业。

(c)驱动装置(1)通过带动第二回转机构(8)，带动托盘清洗机构(7)旋转，托盘清洗机构(7)喷出冲洗水，完成托盘(6)的清洗作业。

实施例2

一种“具有自清理功能的填料层除尘装置”，包括驱动装置(1)，第一回转机构(2)，刮料耙(3)，填料层(4)，搅拌机构(5)，托盘(6)，托盘清洗机构(7)，第二回转机构(8)，填料清洗机构(9)，进水口(10)，回转轴(11)。如图1所示，具体结构是：

托盘(6)为开孔的透气板，通过支撑装置固定在脱硫塔筒壁上。

填料层(4)平铺在托盘(6)上。

驱动装置(1)通常是电机与减速机，也通过支撑装置固定在脱硫塔筒壁上。

回转轴(11)与驱动装置(1)通过适当的方式联结，为了给托盘清洗机构(7)和填料清洗机构(9)提供水，回转轴(11)设计成中空轴。

第一回转机构(2)，刮料耙(3)，搅拌机构(5)，托盘清洗机构(7)，第二回转机构(8)，填料清洗机构(9)，都设计安装在回转轴(11)上，与回转轴(11)同步旋转。

第一回转机构(2)用于固定刮料耙(3)和填料清洗机构(9)，第二回转机构(8)用于固定托盘清洗机构(7)。

刮料耙(3)用于刮平填料层(4)，填料清洗机构(9)用于清洗填料层(4)，搅拌机构(5)用于翻动填料层(4)，它们共同完成填料层的清理作业，保持填料层(4)的透气性及其除尘除雾效果。

托盘清洗机构(7)用于清洗托盘(6)，保持托盘(6)的透气性。

进水口(10)与回转轴(11)之间采用动态密封，回转轴(11)回转时，进水口(10)不会漏水。

本实施例使用时，按如下步骤依次进行：

(1)过滤：潮湿烟气通过填料层(4)，潮湿烟气中的液态水雾和尘泥被填料层(4)过滤，完成净化过程；

(2)进水：从进水口(10)，通过回转轴(11)，将水送到填料清洗机构(9)和托盘清洗机构(7)。

(3)填料层(4)清理：

(a)驱动装置(1)通过带动第一回转机构(2)，带动刮料耙(3)和填料清洗机构(9)旋转，填料清洗机构(9)喷出冲洗水，完成填料层(4)的清洗与平整作业。

(b)驱动装置(1)直接带动搅拌机构(5)旋转，完成填料层(4)的活动作业。

(c)驱动装置(1)通过带动第二回转机构(8)，带动托盘清洗机构(7)旋转，托盘清洗机构(7)喷出冲洗水，完成托盘(6)的清洗作业。

实施例3

一种“具有自清理功能的填料层填料吸收装置”，包括驱动装置(1)，第一回转机构(2)，刮料耙(3)，填料层(4)，搅拌机构(5)，托盘(6)，托盘清洗机构(7)，第二回转机构(8)，填料清洗机构(9)，进水口(10)，回转轴(11)，喷淋层(12)，如图2所示，具体结构是：

托盘(6)为开孔的透气板，通过支撑装置固定在脱硫塔筒壁上。

喷淋层(12)直接固定在脱硫塔简壁上。

填料层(4)平铺在托盘(6)上。

驱动装置(1)通常是电机与减速机，也通过支撑装置固定在脱硫塔筒壁上。

回转轴(11)与驱动装置(1)通过适当的方式联结，为了给托盘清洗机构(7)和填料清洗机构(9)提供水，回转轴(11)设计成中控轴。

第一回转机构(2)，刮料耙(3)，搅拌机构(5)，托盘清洗机构(7)，第二回转机构(8)，填料清洗机构(9)，都设计安装在回转轴(11)上，与回转轴(11)同步旋转。

第一回转机构(2)用于固定刮料耙(3)和填料清洗机构(9)，第二回转机构(8)用于固定托盘清洗机构(7)。

刮料耙(3)用于刮平填料层(4)，填料清洗机构(9)用于清洗填料层(4)，搅拌机构(5)用于翻动填料层(4)，它们共同完成填料层的清理作业，保持填料层(4)的透气性及其除尘除雾效果。

托盘清洗机构(7)用于清洗托盘(6)，保持托盘(6)的透气性。

进水口(10)与回转轴(11)之间采用动态密封，回转轴(11)回转时，进水口(10)不会漏水。

本实施例使用时，按如下步骤依次进行：

(1)吸收：烟气通过填料层(4)，喷淋层(12)向填料层(4)喷出吸收液，烟气中的有关物质(如二氧化硫)被充填在填料层(4)里面的吸收液所吸收，完成净化过程；

(2)进水：从进水口(10)，通过回转轴(11)，将水送到填料清洗机构(9)和托盘清洗机构(7)。

(3)填料层(4)清理：

(a)驱动装置(1)通过带动第一回转机构(2)，带动刮料耙(3)和填料清洗机构(9)旋转，填料清洗机构(9)喷出冲洗水，完成填料层(4)的清洗与平整作业。

(b)驱动装置(1)直接带动搅拌机构(5)旋转，完成填料层(4)的活动作业。

(c)驱动装置(1)通过带动第二回转机构(8)，带动托盘清洗机构(7)旋转，托盘清洗机构(7)喷出冲洗水，完成托盘(6)的清洗作业。

实施例4

一种“具有自清理功能的填料层液体浓缩装置”，包括驱动装置(1)，第一回转机构(2)，刮料耙(3)，填料层(4)，搅拌机构(5)，托盘(6)，托盘清洗机构(7)，第二回转机构(8)，填料清洗机构(9)，进水口(10)，回转轴(11)，喷淋层(12)，如图2所示，具体结构是：

托盘(6)为开孔的透气板，通过支撑装置固定在脱硫塔筒壁上。

喷淋层(12)直接固定在脱硫塔筒壁上。

填料层(4)平铺在托盘(6)上。

驱动装置(1)通常是电机与减速机，也通过支撑装置固定在脱硫塔筒壁上。

回转轴(11)与驱动装置(1)通过适当的方式联结，为了给托盘清洗机构(7)和填料清洗机构(9)提供水，回转轴(11)设计成中控轴。

第一回转机构(2)，刮料耙(3)，搅拌机构(5)，托盘清洗机构(7)，第二回转机构(8)，填料清洗机构(9)，都设计安装在回转轴(11)上，与回转轴(11)同步旋转。

第一回转机构(2)用于固定刮料耙(3)和填料清洗机构(9)，第二回转机构(8)用于固定托盘清洗机构(7)。

刮料耙(3)用于刮平填料层(4)，填料清洗机构(9)用于清洗填料层(4)，搅拌机构(5)用于翻动填料层(4)，它们共同完成填料层的清理作业，保持填料层(4)的透气性及其除尘除雾效果。

托盘清洗机构(7)用于清洗托盘(6)，保持托盘(6)的透气性。

进水口(10)与回转轴(11)之间采用动态密封，回转轴(11)回转时，进水口(10)不会漏水。

本实施例使用时，按如下步骤依次进行：

(1)浓缩：热气体通过填料层(4)，喷淋层(12)向填料层(4)喷出被浓缩液体，热气体与被浓缩液体发生热交换，被浓缩液体内的低沸点物质蒸发，被浓缩液体得到浓缩；

(2)进液：从进水口(10)，通过回转轴(11)，将被浓缩液体送到填料清洗机构(9)和托盘清洗机构(7)。

(3)填料层(4)清理：

(a)驱动装置(1)通过带动第一回转机构(2)，带动刮料耙(3)和填料清洗机构(9)旋转，填料清洗机构(9)喷出被浓缩液体，完成填料层(4)的清洗与平整作业。

(b)驱动装置(1)直接带动搅拌机构(5)旋转，完成填料层(4)的活动作业。

(c)驱动装置(1)通过带动第二回转机构(8)，带动托盘清洗机构(7)旋转，托盘清洗机构(7)喷出被浓缩液体，完成托盘(6)的清洗作业。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有自清理功能的填料吸收装置，包括填料层(4)，其特征在于：还包括搅拌机构(5)和填料清洗机构(9)，所述的搅拌机构(5)作用于填料层(4)，用于搅动填料层(4)中的填料；所述的填料清洗机构(9)作用于填料层(4)，用于完成填料层(4)的清洗。

2.根据权利要求1所述的一种具有自清理功能的填料吸收装置，其特征在于：所述的搅拌机构(5)位于填料层(4)中，搅拌机构(5)通过回转运动搅动填料。

3.根据权利要求1所述的一种具有自清理功能的填料吸收装置，其特征在于：所述的搅拌机构(5)安装于第一回转机构(2)上，搅拌机构(5)伸入填料层(4)中，第一回转机构(2)回转运动带动搅拌机构(5)搅动填料。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种具有自清理功能的填料吸收装置，其特征在于：还包括第一回转机构(2)，填料清洗机构(9)安装于第一回转机构(2)上，第一回转机构(2)回转运动带动填料清洗机构(9)运动。

5.根据权利要求4所述的一种具有自清理功能的填料吸收装置，其特征在于：所述的填料层(4)位于托盘(6)的上方，该托盘(6)用于支撑填料层(4)，托盘(6)上开设有透气孔。

6.根据权利要求4所述的一种具有自清理功能的填料吸收装置，其特征在于：所述的填料层(4)位于两托盘(6)之间的夹持空间，该托盘(6)用于夹持填料层(4)，托盘(6)上开设有透气孔。

7.根据权利要求5所述的一种具有自清理功能的填料吸收装置，其特征在于：还包括托盘清洗机构(7)，该托盘清洗机构(7)作用于托盘(6)，完成托盘(6)的清洗动作。

8.根据权利要求6所述的一种具有自清理功能的填料吸收装置，其特征在于：还包括托盘清洗机构(7)，该托盘清洗机构(7)作用于托盘(6)，完成托盘(6)的清洗动作。

9.根据权利要求4所述的一种具有自清理功能的填料吸收装置，其特征在于：所述的第一回转机构(2)上安装有刮料耙(3)。