CN105289181B - 一种低阻风冷滴型管式除雾器及其除雾方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低阻风冷滴型管式除雾器及其除雾方法，包括设置在脱硫塔顶部的滴型管束除雾系统、用于将冷风引入滴型管束内的冷却风自动导流系统。滴型管束除雾系统包括多层点阵错列布置的截面呈水滴形的管排阵列；分级定向冲洗水系统由分层、阵列布置在水滴形管束间的多个向上和向下喷射水流的喷嘴构成；冷却风自动导流系统包括分别设置在管排阵列迎风端和背风端常年风方向的多个风向导流器。本除雾器将惯性分离和冷凝分离相结合，具有除雾除尘效率高、阻力小、能耗省、不易结垢堵塞、节水等特点，能有效的减少烟气脱硫后产生的“石膏雨”。
Description
技术领域
本发明涉及湿法烟气脱硫装置中的烟气除雾，尤其涉及一种低阻风冷滴型管式除雾器及其除雾方法。
背景技术
电力、冶金、水泥、石化等行业的生产过程中所产生的大量SO2带来了严重的酸雨危害和雾霾天气，也造成了极大的治理压力。目前，国内广泛采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术。但经脱硫塔处理后的烟气夹带了一定的雾滴，不仅含有水分，还溶有硫酸、硫酸盐、SO2及其它微细颗粒。如果不设法除去，这些雾滴颗粒便会沉积在脱硫塔的出口烟道内表面，导致设备的腐蚀和堵塞；或随烟气排到烟囱，进入大气时在烟囱附近沉降产生“石膏雨”。因此，配套建设脱硫装置，完善脱硫技术，采取相应措施来治理“石膏雨”对燃煤企业的可持续发展具有重要意义。
目前，工程上大多采用单一类型的除雾器并将除雾器设置在脱硫塔顶或者净烟气出口烟道内。常见的折流板式除雾器难以除去烟气中的小粒径雾滴和微细颗粒，常规管式除雾器对粒径超过400μm的大雾滴除去效果显著，但对小雾滴的除去效果依然较差。另外，除雾器主要靠固定的管网上的喷嘴定期地通过管网直接冲洗除雾器上粘附的浆体。这种冲洗形式存在一定的冲洗盲区，容易导致除雾器的结垢堵塞，堵塞严重时甚至影响整个机组的运行。因此，如何在小阻力下发展高效、不易堵塞的除雾器是当今除雾器发展的一个重要方向。
发明内容
本发明的目的在于解决传统除雾器除雾除尘效率低、烟气流动的阻力较大以及冲洗不充分的问题，提供一种低阻风冷滴型管式除雾器及其除雾方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种低阻风冷滴型管式除雾器，包括设置在脱硫塔顶部的风冷滴型管束除雾系统，和用于将冷风引入风冷滴型管束除雾系统内的冷却风自动导流系统；
所述风冷滴型管束除雾系统由多层点阵错列排布的截面呈水滴形管束1构成的管排阵列，管排阵列的两端分别支撑在管板2上。
所述水滴形管束1横截面的长轴B是短轴A的2～3.5倍；烟气流从管排阵列的底部进入，再由管排阵列的顶部排出。
所述冷却风自动导流系统，包括分别设置在管排阵列迎风端11和背风端12的多个风向导流器4构成；
各风向导流器4包括支撑杆10、安装在支撑杆10上的带有传动装置的导流板9、安装在支撑杆10端部的水平旋转杆6、安装在水平旋转杆6端部的锥形杆头5、安装在水平旋转杆6尾部的尾翼8和安装在水平旋转杆6上的平衡板7；
风向导流器4在尾翼8与冷风气流之间的相互作用下，使水平旋转杆6自由转动至与冷风风向一致的方向，冷风气流在导流板9的引流作用下，由管排阵列的迎风端11流入水滴形管束1内，再由管排阵列的背风端12流出水滴形管束1。
所述尾翼8由左右对称的两块梯形板组成，两块梯形板呈“V”字形组合。
所述风冷滴型管束除雾系统还包括一个用于对管排阵列进行冲洗的分级定向冲洗水系统。
所述分级定向冲洗水系统由多个以分层、并阵列排布在管排阵列中的多个向上和向下喷射水流的喷嘴3阵列构成。
一种低阻风冷滴型管式除雾方法如下：
风向导流器4利用尾翼与冷风气流之间的相互作用，使水平旋转杆6自由转动至与冷风风向一致的方向；冷风气流在导流板9的引流作用下，由管排阵列的迎风端11流入水滴形管束1内，烟气从管排阵列的底部进入，并在各水滴形管束1的外壁面绕流，流动轨迹不断偏折，烟气中所携带的部分颗粒在惯性力的作用下不断撞击水滴形管束1的外壁面，同烟气分离；烟气与水滴形管束1内流动的冷风存在温差，所携带的饱和蒸汽在水滴形管束1的外壁面产生冷凝，部分颗粒随蒸汽一起发生凝并，同烟气分离；
参与换热后的烟气从管排阵列的顶部排出，冷风则由管排阵列的背风端12流出水滴形管束1，顺着风向排放至大气中。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
(1)高效除尘除雾：水滴形管束为分层、点阵错列布置，对烟气的扰流产生一定的作用。烟气在水滴形管束间交替收缩和扩张的曲折通道内流动时形成涡流，烟气不断偏转上升，细小微粒在惯性力的作用下不断撞击水滴形管束的管壁，有效增加了撞击率，除雾除尘效率更高。
(2)高效冷凝换热：水滴形管束内引入低温冷却空气，增大了水滴形管束与烟气接触的比表面积，实现了饱和湿烟气中微细颗粒物的高效凝并。
(3)烟气流动均匀、阻力小：水滴形管束具有均布烟气的作用，使得烟气进入管排阵列时流场分布更加均匀，有效减少了烟气的局部二次携带和局部分离作用差的现象。水滴形管束还能减少迎风面的阻力，降低烟气绕过水滴形管束两侧时的分离损失和阻力损失。
(4)节约能耗：风冷滴型管束除雾系统设置有冷却风自动导流系统，借助水平旋转杆的灵活转动以及气流对尾翼的推力，能自动调整导流角度，高效的引入低温冷却空气。冷却风自动导流系统不存在额外的能量输入，大大节省了运行成本。常年风方向
(5)不易堵塞结垢：水滴形管束具有更加平缓的弧度，具备良好的自洁功能。风冷滴型管束除雾系统设置了多级全方位冲洗的喷嘴，上层水滴形管束的冲洗水向下继续冲洗下层的水滴形管束，各水滴形管束间的多股冲洗水不断汇聚，有效的解决了传统管式除雾器易堵塞、存在冲洗死区的问题。具有除雾除尘效率高、阻力小、能耗省、不易结垢堵塞等特点，能有效的减少烟气脱硫后产生的“石膏雨”现象。
附图说明
图1为本发明风冷滴型管束除雾系统结构剖视图。
图2为本发明水滴形管束的横截面示意图。
图3为本发明多个风向导流器结构示意图。
图4为本发明低阻风冷滴型管式除雾器的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至4所示。本发明公开了一种低阻风冷滴型管式除雾器，包括设置在脱硫塔顶部的风冷滴型管束除雾系统，和用于将冷风引入风冷滴型管束除雾系统内的冷却风自动导流系统；
所述风冷滴型管束除雾系统由多层点阵错列排布的截面呈水滴形管束1构成的管排阵列，管排阵列的两端分别支撑在管板2上。
所述水滴形管束1横截面的长轴B是短轴A的2～3.5倍；烟气流从管排阵列的底部进入，再由管排阵列的顶部排出。
所述冷却风自动导流系统，包括分别设置在管排阵列迎风端11和背风端12的多个风向导流器4构成；
各风向导流器4包括支撑杆10、安装在支撑杆10上的带有传动装置的导流板9、安装在支撑杆10端部的水平旋转杆6、安装在水平旋转杆6端部的锥形杆头5、安装在水平旋转杆6尾部的尾翼8和安装在水平旋转杆6上的平衡板7；
风向导流器4在尾翼8与冷风气流之间的相互作用下，使水平旋转杆6自由转动至与冷风风向一致的方向，冷风气流在导流板9的引流作用下，由管排阵列的迎风端11流入水滴形管束1内，再由管排阵列的背风端12流出水滴形管束1。
所述尾翼8由左右对称的两块梯形板组成，两块梯形板呈“V”字形组合。
所述风冷滴型管束除雾系统还包括一个用于对管排阵列进行冲洗的分级定向冲洗水系统。
所述分级定向冲洗水系统由多个以分层、并阵列排布在管排阵列中的多个向上和向下喷射水流的喷嘴3阵列构成。
本发明将惯性分离、相变分离原理相结合，在水滴形管束1内引入低温的冷却空气，以实现高效除雾。当烟气以一定流速经过管排阵列时，由于水滴形管束1的平行错列布置构成了狭窄、曲折的烟气通道，使得烟气的流速和流向发生改变，流动轨迹不断偏折和急转。雾滴和微细颗粒由于密度大，对烟气的跟随性较差，在惯性力的作用下撞击水滴形管束1的外壁面并与烟气分离；温度较高的烟气与水滴形管束1内部不断流动的冷却空气存在着一定的温差，烟气在水滴形管束1的外壁面进行凝结传热，携带能力降低。部分饱和蒸汽释放潜热，不断冷凝聚集成饱和液滴，并与烟气中携带的微细颗粒在水滴形管束1的外壁面发生凝并，有效的实现了气液分离。
本发明采用分级定向冲洗水系统，垂直向下喷射的冲洗水冲击至水滴形管束1顶部时左右分流并沿着光滑弧形表面向下冲洗，垂直向上喷射的冲洗水冲洗水滴形管束1弧形表面后在重力作用下继续向下冲洗。不断汇聚的冲洗水能有效去除残留在水滴形管束1上的尘垢和浆液，提高了水滴形管束1表面的清洁度。
本发明利用力矩平衡的原理，设计了风向导流器4。尾翼8由两块左右对称呈“V”字形的梯形板组成，由于夹角的存在，减小了水平旋转杆6因自身惯性转动所带来的不稳定引风现象。当自然风流向风向导流器4时，尾翼8与气流之间相互作用产生旋转转矩，使水平旋转杆6自由转动至与冷风风向一致的方向。风向导流器4具有高度的自适应性且无电能以及其它能耗，在风速较小或风向改变不大的情况下，始终能够快速跟随风向，有效提高了冷却空气的导入率。
低阻风冷滴型管式除雾方法如下：
风向导流器4利用尾翼与冷风气流之间的相互作用，使水平旋转杆6自由转动至与冷风风向一致的方向；冷风气流在导流板9的引流作用下，由管排阵列的迎风端11流入水滴形管束1内，烟气从管排阵列的底部进入，并在各水滴形管束1的外壁面绕流，流动轨迹不断偏折，烟气中所携带的部分颗粒在惯性力的作用下不断撞击水滴形管束1的外壁面，同烟气分离；烟气与水滴形管束1内流动的冷风存在温差，所携带的饱和蒸汽在水滴形管束1的外壁面产生冷凝，部分颗粒随蒸汽一起发生凝并，同烟气分离；
参与换热后的烟气从管排阵列的顶部排出，冷风则由管排阵列的背风端12流出水滴形管束1，顺着风向排放至大气中。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种低阻风冷滴型管式除雾器，其特征在于，包括设置在脱硫塔顶部的风冷滴型管束除雾系统，和用于将冷风引入风冷滴型管束除雾系统内的冷却风自动导流系统；
所述风冷滴型管束除雾系统由多层点阵错列排布的截面呈水滴形管束(1)构成的管排阵列，管排阵列的两端分别支撑在管板(2)上；
所述水滴形管束(1)横截面的长轴B是短轴A的2～3.5倍；烟气流从管排阵列的底部进入，再由管排阵列的顶部排出；
所述冷却风自动导流系统，包括分别设置在管排阵列迎风端(11)和背风端(12)的多个风向导流器(4)构成；
各风向导流器(4)包括支撑杆(10)、安装在支撑杆(10)上的带有传动装置的导流板(9)、安装在支撑杆(10)端部的水平旋转杆(6)、安装在水平旋转杆(6)端部的锥形杆头(5)、安装在水平旋转杆(6)尾部的尾翼(8)和安装在水平旋转杆(6)上的平衡板(7)；
风向导流器(4)在尾翼(8)与冷风气流之间的相互作用下，使水平旋转杆(6)自由转动至与冷风风向一致的方向，冷风气流在导流板(9)的引流作用下，由管排阵列的迎风端(11)流入水滴形管束(1)内，再由管排阵列的背风端(12)流出水滴形管束(1)。
2.根据权利要求1所述低阻风冷滴型管式除雾器，其特征在于，所述尾翼(8)由左右对称的两块梯形板组成，两块梯形板呈“V”字形组合。
3.根据权利要求1至2中任一项所述低阻风冷滴型管式除雾器，其特征在于，所述风冷滴型管束除雾系统还包括一个用于对管排阵列进行冲洗的分级定向冲洗水系统。
4.根据权利要求3所述低阻风冷滴型管式除雾器，其特征在于，所述分级定向冲洗水系统由多个以分层、并阵列排布在管排阵列中的多个向上和向下喷射水流的喷嘴(3)阵列构成。
5.一种低阻风冷滴型管式除雾方法，其特征在于采用权利要求1至4中任一项所述低阻风冷滴型管式除雾器实现，具体步骤如下：
风向导流器(4)利用尾翼与冷风气流之间的相互作用，使水平旋转杆(6)自由转动至与冷风风向一致的方向；冷风气流在导流板(9)的引流作用下，由管排阵列的迎风端(11)流入水滴形管束(1)内，烟气从管排阵列的底部进入，并在各水滴形管束(1)的外壁面绕流，流动轨迹不断偏折，烟气中所携带的部分颗粒在惯性力的作用下不断撞击水滴形管束(1)的外壁面，同烟气分离；烟气与水滴形管束(1)内流动的冷风存在温差，所携带的饱和蒸汽在水滴形管束(1)的外壁面产生冷凝，部分颗粒随蒸汽一起发生凝并，同烟气分离；
参与换热后的烟气从管排阵列的顶部排出，冷风则由管排阵列的背风端(12)流出水滴形管束(1)，顺着风向排放至大气中。
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