CN105289117A - 新型除雾器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型除雾器，包括一个以上的除雾单元，其特征在于，所述除雾单元包括导流筒、安装在导流筒进气口的旋流叶片组和设置在导流筒外的集液筒，一个集液筒内设有至少一个导流筒，所述导流筒的侧壁设有透水结构，导流筒外壁面与集液筒内壁面之间留有间隙，形成夹层容腔。本发明除雾器安装在气体处理设备中用于气液分离，进入除雾器的气体经过旋流叶片组后形成旋转流态，气体中夹带的雾滴被甩向导流筒壁，通过导流筒壁上的透水结构进入导流筒与集液筒的夹层容腔中，从容腔中排出，将除雾过程的气液通道分开，可有效减少气体对雾滴的二次夹带，显著提高除雾效率。

Description

新型除雾器

技术领域

本发明涉及工业领域使用的一种气液分离装置，具体为一种适用于工业应用的新型除雾器。

背景技术

气液分离是工业领域中常见的一项工艺流程，在湿法脱硫过程中，较小的浆液粒径有助于气液反应的快速进行，然而，脱硫后的烟气会因此饱含浆液雾滴，小粒径的雾滴易被气流携带排出，造成风机、热交换器及烟道的玷污和严重腐蚀，因此净化烟气在离开吸收塔之前需要经过除雾。现有的大部分除雾器对20微米的雾滴去除效率可达70％以上，但对粒径为10微米的雾滴去除效率仅为30％左右，脱硫塔出口颗粒物超标的主要原因是雾滴带出的颗粒物造成的，有效的解决方法就是减少雾滴或者减少雾滴颗粒物的排放，即提高净化后烟气的气液分离效率。

发明内容

为了解决现有净化设备对于小粒径雾滴去除效率较低，排气口雾滴和颗粒物浓度较难达标的问题，本发明提供了一种除雾效率高的新型除雾器。

本发明公开的技术方案为：

一种新型除雾器，包括一个以上的除雾单元，其特征在于，所述除雾单元包括导流筒、安装在导流筒内进气口的初级旋流叶片组和设置在导流筒外的集液筒,一个集液筒内设有至少一个导流筒，所述导流筒的侧壁设有透水结构，导流筒外壁面与集液筒内壁面之间留有间隙，形成夹层容腔。

在上述方案的基础上,进一步的改进或优选的技术方案还包括:

所述夹层容腔的下方设有底板，对应底板最低处的位置，集液筒筒壁设有凹部，所述凹部位于底板最低处的下方，且与夹层容腔连通，使夹层容腔内的积液可从凹部流出集液筒外排。

为了使导流筒内收集的雾滴能够更高效地排入夹层容腔，所述夹层容腔可与外部设备连接，形成相对于导流筒内气压的负压，同时，当除雾器用于气体中洁净雾滴的分离时，还可在夹层容腔中加入吸水材料。

除雾器用于分离粒径极小的雾滴时，如几十至几百纳米的雾滴，可在所述导流筒内初级旋流叶片组的后段增加若干次级叶片组，为了避免叶片组层数增加导致除雾器压力损失增大，次级旋流叶片组的中心件设为中空的筒体，但相较于次级旋流叶片组叶片进气口的位置，所述中心件在迎气流一侧要长出一段。相对应的，所述夹层容腔也分隔出单独的容腔单元，每个容腔单元收集由对应的每层旋流叶片组分离的液滴，上方容腔单元的排水口与下方容腔单元连通，或与外部排水机构连接。相邻除雾单元的集液筒之间通过夹持件连接，所述夹持件设有基座、固定在基座上方的卡爪和连接在基座下方的排水管，固定相邻除雾单元时，所述夹持件卡夹在集液筒设置所述凹部的位置，使凹部与排水管连通。

所述集液筒的筒壁由若干块壁板顺次连接构成，相邻壁板的夹角为120°，所述凹部设置在集液筒的拐角处。

所述导流筒的透水结构可采用以下形式中的任一种：

a)导流筒在筒壁上环向开设由多个槽形成所述透水结构；

b)所述导流筒整体或局部筒体由多块挡板合围构成，各挡板之间留有间隙形成透水结构，所述挡板为直板或曲面板；

c)所述导流筒的筒壁设有透水的网、膜或滤布。

作为优选,所述曲面板的横截面设为曲率递增的弧形曲线。

所述旋流板包括叶片组和固定叶片的支撑构件，所述叶片组内的叶片呈环形排布，相邻叶片之间形成斜向的流道，所述叶片包括一段曲面板，所述曲面板的横截面为渐变的弧形曲线，其曲率随气流走向递增。

所述叶片在曲面段的渐缩端可进一步延伸出直板。

作为优选,所述(导流筒、叶片)弧形曲线采用修正后的渐开线，其曲线方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=k\×r\×(\cos \mathrm{\φ}+\mathrm{\φ}\×\sin \mathrm{\φ})\\ y=r\×(\sin \mathrm{\φ}-\mathrm{\φ}\×\cos \mathrm{\φ})\\ k=0.3~3\end{array}\right.$

上式中，φ为展角，r为基圆半径，k为修正系数。

有益效果：

本发明除雾器安装在气体处理设备中使用，进入除雾装置的气体经过初级旋流叶片组后形成以导流筒中轴线为中心的旋转流态，烟气中夹带的雾滴被甩向导流筒壁，通过导流筒壁上的透水结构进入导流筒与集液筒的夹层容腔中，从容腔中排出，将除雾过程的气液通道分开，可减少气体对雾滴的二次夹带，显著提高除雾效率。在进一步结合优选的除雾叶片后，使气体在通过旋流叶片组的过程中，叶片渐变的弧形曲线促使液滴或粉尘在持续变化的惯性力作用下，被叶片曲面捕集，去除率高。本发明除雾器结构设计新颖，易于加工制造。除雾单元的设计也便于生产、运输、拆装和维修，除雾单元可以拼装组合成不同直径、不同层数的除雾器组，阻力可通层级的设置调整，使用方式灵活。

附图说明

图1为除雾器实施例一的俯视立体结构示意图；

图2为图1除雾器的仰视立体结构示意图；

图3为图1除雾器的仰视结构示意图；

图4为除雾器实施例二的结构示意图；

图5为除雾器实施例二集液筒的结构示意图；

图6为除雾单元的局部剖面结构示意图一；

图7为集液筒上凹部的结构示意图；

图8为除雾单元的局部剖面结构示意图二；

图9为除雾单元的局部剖面结构示意图三；

图10为导流筒实施例一的结构示意图；

图11为导流筒实施例二的结构示意图；

图12为导流筒实施例三的结构示意图；

图13为夹持件一实施例的立体结构示意图；

图14为图13夹持件的侧视结构示意图；

图15为图13夹持件的俯视结构示意图；

图16为旋流板一实施例的结构示意图；

图17为叶片实施例一的结构示意图；

图18为叶片实施例二的结构示意图；

图19为次级叶片组的结构示意图；

图20为除雾器实施例三的结构示意图

具体实施方式

为了进一步阐明本发明的技术方案和设计原理，下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的介绍。

实施例一：

如图1、图2、图3、图6一种新型除雾器，包括多个拼接成蜂窝状的除雾单元1，所述除雾单元1包括集液筒11、导流筒12和旋流叶片组13，集液筒11设置在导流筒12的外围，一个集液筒11内设有至少一个导流筒12。初级旋流叶片组13安装在导流筒12内，位于其进气口端。所述导流筒12的侧壁设有透水结构，导流筒12外壁面与集液筒11内壁面之间留有间隙，形成过水的夹层容腔14，所述夹层容腔14底部与外部排水机构连通。

所述集液筒11筒体优选采用正六边形，便于实现相邻除雾单元的无缝拼接。所述夹层容腔14的下方设有蝶形底板，底板的最低处设置在集液筒11的拐角处。对应底板最低处的位置，集液筒11筒壁设有一倒角短切面111，形成一凹部，如图1、图7所示，所述凹部位于夹层容腔14底板最低处的下方，通过透水孔112且与夹层容腔14连通，使夹层容腔14内的积液可从凹部流出集液筒11，便于外排。所述导流筒12可设置为圆柱形或正六边形。

相邻除雾单元集液筒11通过夹持件3连接，如图13、14、15所示，所述夹持件3设有三角形的基座32、固定在基座上方的三个卡爪31和连接在基座下方的排水管33。固定相邻除雾单元时，所述夹持件3卡在三个相邻除雾单元对接的位置，集液筒的倒角短切面111上设有对应的卡口。三个相邻除雾单元对接后，三个集液筒11在对接处的凹部拼接成一三棱柱腔，夹持件3的基座32从底部堵住所述三棱柱腔，使从夹层容腔14流出的积液通过凹部被收集到夹持件2的排水管33中，通过排水管33直接排下或使排水管33与架住除雾器的横担管道2连接，通过横担管道2排出净化系统外。

所述初级旋流叶片组13包括多片叶片和固定叶片的支撑构件，所述支撑构件包括外部框架131和中心件134，叶片环形排布在框架131内，相邻叶片之间形成斜向的流道。所述叶片组内的叶片包括长叶片132和若干长短不一的短叶片133，所述长叶片的内端固定在中心件134上，外端与框架131连接；短叶片插在两长叶片132之间，其外端固定在框架131上，内端与中心件134不接触，通过上述布置避免叶片在中心件处排列过于密集，产生较大阻力，造成气体压力损失。为了增强短叶片的固定强度，可在叶片上下增加支撑环17，使各叶片的中部与支撑环17连接。

上述叶片包括一段曲面板，所述曲面板的横截面为渐变的弧形曲线，其曲率设为随气流走向递增，如图18所示，根据实际使用需求，也可采用直板与曲面板结合的方式，在叶片曲面段的渐屈端延伸出一段直板，与单纯采用曲面板相比可降低阻力，如图17所示。

实施例二：

在实施例一的基础上，可进一步简化集液筒11的蜂窝结构，将集液筒11设为如图4、图5所示的结构形式，每个集液筒11内可配置多个导流筒12，集液筒11的筒壁由若干块等宽壁板顺次连接构成，相邻壁板的夹角为120°，将所述凹部设置在集液筒11的拐角处，使每个导流筒12至少与一面集液筒壁板相对。

实施例三：

除雾器用于分离粒径极小的雾滴时，如几十至几百纳米的雾滴，可在所述导流筒内初级旋流叶片组13的后段增加若干次级旋流叶片组15，为了避免叶片组层数增加导致除雾器压力损失增大，次级旋流叶片组15的中心件151设为中空的筒体，但相较于次级旋流叶片组叶片进气口的位置，所述中心件151在迎气流一侧要长出一段。相对应的，所述夹层容腔也分隔出单独的容腔单元，每个容腔单元收集由对应的每层旋流叶片组分离的液滴，上方容腔单元的排水口与下方容腔单元连通，或与外部排水机构连接。

如图19、20所示，导流筒进气口一侧设有初级旋流叶片组13，其后段和设有一层次级旋流叶片组15，对应两叶片组的容腔单元互不连通，分别排水。

本发明中：

所述导流筒12的形状设计包括但不限于以下几种形式：1)直筒，2)锥形筒，3)直筒与锥形筒的组合。所述锥形筒为顺气流方向直径递减。

所述导流筒12上透水结构的形成可采用以下方式中的任一种：

a)在导流筒12的筒壁上沿环向开设多个倾斜槽，形成所述透水结构，如图12所示；

b)所述导流筒12整体筒体由多块挡板合围构成，各挡板之间留有间隙形成透水结构，所述挡板为直板或曲面板，如图10所示；

或者，将所述导流筒12分为上、下段，如图11所示，下段筒体为直筒、或锥形筒，上段筒体由多块挡板合围构成，各挡板之间留有间隙形成所述透水结构，下段筒体上可选择性开槽做透水结构，所述挡板优选采用曲面板，尤其是曲率变化的曲面板。所述锥筒为自下向上(顺气流方向)直径递减；

c)所述导流筒12的筒壁由透水的网、膜或滤布和固定网、膜或滤布的支撑构件组成。

导流筒12上形成透水结构的挡板和叶片上的曲面板，其横截面弧形曲线形状优选采用经过修正的渐开线，其具体的曲线方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=k\×r\×(\cos \mathrm{\φ}+\mathrm{\φ}\×\sin \mathrm{\φ})\\ y=r\×(\sin \mathrm{\φ}-\mathrm{\φ}\×\cos \mathrm{\φ})\\ \mathrm{\φ}=0~\mathrm{\π}/2;r0.5~10mm,k=0.3~3\end{array}\right.$

上式中，φ为展角，r为基圆半径，k为修正系数。

上述实施例中，进入除雾器的气体中携带的雾滴经过旋流叶片组时，被叶片捕集，形成有助于后续雾滴捕集的液膜，从而可去除大部分雾滴，液膜到一定厚度后一部分形成液滴从叶片上剥落，一部分被气流带入到导流筒腔体内。通过曲面旋流除雾板的气体形成了旋转流态，剩余的雾滴及部分液膜被甩向导流筒筒壁后，通过导流筒壁上的透水结构进入导流筒与集液筒之间的夹层容腔中被排出。

本发明除雾器由于结合了渐屈曲面分离、惯性分离等不同处理方式对气体进行多次处理，同时将已经除下的雾滴通过集液筒排出，分级除雾效率针对10纳米的雾滴除雾效率也达到90％以上，而阻力只有数百帕(气流速度5m/s时)。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (12)

1.一种新型除雾器，包括一个以上的除雾单元，其特征在于，所述除雾单元包括导流筒(12)、安装在导流筒(12)进气口的初级旋流叶片组(13)和设置在导流筒(12)外的集液筒(11),一个集液筒(11)内设有至少一个导流筒(12)，所述导流筒(12)的侧壁设有透水结构，导流筒(12)外壁面与集液筒(11)内壁面之间留有间隙，形成夹层容腔。

2.根据权利要求1所述的一种新型除雾器，其特征在于，所述夹层容腔的下方设有底板，对应底板最低处的位置，集液筒(11)筒壁设有凹部，所述凹部位于底板最低处的下方，且与夹层容腔连通，使夹层容腔内的积液可从凹部流出集液筒(11)。

3.根据权利要求2所述的一种新型除雾器，其特征在于，所述夹层容腔相对导流筒(12)内部为负压。

4.根据权利要求2所述的一种新型除雾器，其特征在于，所述夹层容腔内设有吸水材料。

5.根据权利要求1所述的一种新型除雾器，其特征在于，导流筒(12)内在进气口初级旋流叶片组(13)的后段还设有一层以上的次级旋流叶片组(15)，所述次级旋流叶片组(15)的中心件(151)设为中空的筒体，且相较于次级旋流叶片组(15)叶片进气口的位置，所述中心件(151)在迎气流一侧要长出一段；所述夹层容腔对应每层旋流叶片组分隔出单独的容腔单元，上方容腔单元的排水口与下方容腔单元连通，或与外部排水机构连接。

6.根据权利要求2所述的一种新型除雾器，其特征在于，相邻除雾单元集液筒(11)之间通过夹持件(3)连接，所述夹持件(3)设有基座(32)、固定在基座上方的卡爪(31)和连接在基座下方的排水管(33)，固定相邻除雾单元时，所述夹持件(3)卡夹在集液筒(11)设置所述凹部的位置，使凹部与排水管(33)连通。

7.根据权利要求6所述的一种新型除雾器，其特征在于，所述集液筒(11)的筒壁由若干块壁板顺次连接构成，相邻壁板的夹角为120°，所述凹部设置在集液筒(11)的拐角处。

8.根据权利要求1所述的一种新型除雾器，其特征在于，所述导流筒(12)的透水结构为以下形式中的任一种：

a)导流筒(12)在筒壁上环向开设由多个槽形成所述透水结构；

b)所述导流筒(12)整体或局部筒体由多块挡板合围构成，各挡板之间留有间隙形成透水结构，所述挡板为直板或曲面板；

c)所述导流筒(12)的筒壁设有透水的网、膜或滤布。

9.根据权利要求8所述的一种新型除雾器，其特征在于，所述曲面板的横截面为曲率递增的弧形曲线。

10.根据权利要求1所述的一种新型除雾器，其特征在于，所述旋流叶片组包括呈环形排布的多个叶片和固定叶片的支撑构件，相邻叶片之间形成斜向的流道，所述叶片包括一段曲面板，所述曲面板的横截面为渐变的弧形曲线，其曲率随气流走向递增。

11.根据权利要求10所述的一种新型除雾器，其特征在于，所述叶片在曲面段的渐屈端延伸出一段直板。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的一种新型除雾器，其特征在于，所述弧形曲线的为经过修正的渐开线，其曲线方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=k\×r\×(cos\mathrm{\φ}+\mathrm{\φ}\×\sin \mathrm{\φ})\\ y=r\×(\sin \mathrm{\φ}-\mathrm{\φ}\×\cos \mathrm{\φ})\\ k=0.3~3\end{array}\right.$

上式中，φ为展角，r为基圆半径，k为修正系数。