CN105344194A

CN105344194A - 一种自动化工业烟气净化系统

Info

Publication number: CN105344194A
Application number: CN201510761597.6A
Authority: CN
Inventors: 张笑多
Original assignee: Chengdu Zhongheng Zhihe Information Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Zhongheng Zhihe Information Technology Co Ltd
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2016-02-24

Abstract

本发明公开了一种自动化工业烟气净化系统，包括顶部设有洁净空气排气管道的机体，均设置在机体内部的喷淋器和过滤网，与机体侧壁连通的烟气进气管道，与机体连接并用于控制过滤网转动的传动机构，伸入至机体内并连接有PLC控制器的温压数据采集装置，均与PLC控制器连接的气体压力调节阀、液体流量控制系统和激光发射器，与液体流量控制系统连接的喷淋水箱，同时与温压数据采集装置和PLC控制器连接的激光发射器，设置在机体内部且位于过滤网下方的污水引流隔板，以及初滤装置。本发明设计合理，结构简单，有效地改善了烟气净化的效果，并提高了除尘的效率。

Description

一种自动化工业烟气净化系统

技术领域

本发明涉及一种净化系统，具体地说，是涉及一种自动化工业烟气净化系统。

背景技术

随着社会的不断发展和进步，一方面，空气污染越来越严重；另一方面，人类保护环境的意识也日益增强，对空气质量的要求也越来越高。各类工业排放的烟尘是空气污染的主要来源。目前，我国因环境问题所造成的损失已经大约占到了国民生产总值的15%，可见，污染问题已经十分严峻，烟气的清洁对环境保护有着重要的意义。

然而，现有的烟气净化设备，其过滤网均是在静止的状态中进行烟气过滤的。过滤网在过滤烟气时，其上许多通孔的孔隙处很容易堆积含尘的水滴，使得通孔被堵塞住，从而导致设备的净化效果变差。并且设备在多次使用后，工作人员需要将过滤网拆卸下来进行清洗，然后再重新安装到设备中进行使用，这在很大程度上也影响了除尘的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化工业烟气净化系统，主要解决现有的烟气净化设备净化效果差、且除尘效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种自动化工业烟气净化系统，包括顶部设有洁净空气排气管道的机体，均设置在该机体内部的喷淋器和至少为一层的过滤网，一端与机体侧壁连通的烟气进气管道，与机体连接并用于控制过滤网转动的传动机构，伸入至机体内并连接有一PLC控制器的温压数据采集装置，均与PLC控制器连接的气体压力调节阀、液体流量控制系统和激光发射器，与该液体流量控制系统连接的喷淋水箱，设置在机体内部且位于过滤网下方的污水引流隔板，以及初滤装置；所述喷淋器位于过滤网的上方；所述污水引流隔板为斜坡结构，其斜坡的底部开设有排水通道；所述激光发射器光源射向温压数据采集装置；所述喷淋器与液体流量控制系统连接；所述初滤装置包括同时与烟气进气管道另一端及气体压力调节阀连接的壳体，以及均设置在该壳体内、并且往烟气进气管道设置方向依次排列的支撑层和初滤层，其中：

支撑层，用于支撑壳体结构，并使气体往初滤层设置方向流动；

初滤层，用于初步分离气体中的颗粒，该初滤层由采用壳溶液通过静电纺丝工艺制成的微米纤维层制成。

作为优选，所述过滤网为不锈钢过滤网。

具体地说，所述静电纺丝工艺中的壳聚糖溶液浓度为10%，其壳聚糖溶液的制备过程为：将壳聚糖溶解在水与50～80%浓度的醋酸混合溶剂中，并用4%的聚氧化乙烯调节混合溶液的粘度。

具体地说，所述温压数据采集装置包括与PLC控制器连接的光电转换器，端部伸入至机体内、且内部封装有光纤光栅的包层，以及同时与包层和光电转换器连接的光纤定向耦合器；所述激光发射器光源射向光纤光栅。

具体地说，所述传动机构包括设置在机体外部的电机，与该电机连接的变频器，以及设置在机体内部且同时与电机转轴和过滤网连接的转动轴。

再进一步地，所述过滤网与水平方向之间的角度ａ的值为：0°<ａ<90°。

或者说，所述过滤网与水平方向之间的角度ａ的值为：90°<ａ<180°。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明设计合理，结构简单，操作便捷，维修方便，除尘成本低廉。

（2）本发明中，烟气进气管道通入烟气，喷淋器喷淋液体与烟气进行化学反应，清除有害气体并分离出有害颗粒物质，过滤网将除尘的气体进行过滤、净化，即可得到洁净的气体并将其排出。本发明的除尘净化方式简单、实用，净化效果好，除尘效率高。

（3）本发明将壳聚糖作为原料，并将其与水和醋酸的混合溶剂一起混合形成壳聚糖溶液，然后经由聚氧化乙烯调节粘度后，再经由静电纺丝工艺制成了用作初滤烟气的纤维层，如此一来，便可在过滤烟气中的杂质、减轻过滤网过滤压力的同时，有效地吸收烟气中的有害重金属离子，从而与后续净化工序配合，实现烟气的净化，实验表明，本发明相比现有的烟气净化设备来说，其净化效率可达到原有设备的20倍以上。

（4）本发明采用聚氧化乙烯调节壳聚糖溶液的粘度，可增强壳聚糖的成膜效果，改善其吸附微米和纳米段粉尘颗粒的力度，优化初滤装置对烟气的净化效果。

（5）由于工业排放烟气的净化是高温高压转向低温常压的过程，因而为了增强操作的安全性，提高系统处理的稳定性，本发明设置了PLC控制器、激光发射器、温压数据采集装置、液体流量控制系统和气体压力调节阀，通过控制激光发射器向温压数据采集装置发射激光，并对温压数据采集装置进行了结构设计，使其在所处环境的压力和温度两种物理量发生变化时，光纤光栅的周期和有效折射率可以发生变化，从而使反射光的中心波长发生变化，通过检测物理量变化前后反射光波长的变化量，并利用PLC控制器对检测结果进行分析就可以获得待测物理量的变化情况，然后根据机体内的实际温度和压力，PLC控制器控制气体压力调节阀调节烟气的压力，同时控制液体流量控制系统加大喷淋的流量，加强喷淋的力度，以实现对烟气的快速降温，如此便能实现整个除尘净化烟气的过程中，保持对气体压力和温度的同步控制调节，并且试验表明，本发明中的温压数据采集装置，其检测精度可达1×10^-5nm，超高精度的光源信号检测极大方便了工作人员对机体内烟气压力和温度的精确控制调节。

（6）本发明设置有传动机构，其能带动过滤网转动，并且过滤网与水平方向之间具有一定的倾斜角度，因此在过滤网转动的同时其能增大机体内气流和水流的扰动，从而令过滤网孔隙处的含尘水滴在离心力的作用下快速掉落，进而有效地避免了过滤网通孔被堵塞，使过滤网能够始终保持很好的过滤和净化性能，以便确保烟气净化的效果。

（7）本发明中的过滤网设置有多层，随着多层过滤网的转动，其能进一步增大机体内烟气与雾状水的接触几率，从而使烟尘的除尘和降温效果得到了大幅的提高。

（8）本发明设置有污水引流隔板和排水通道，斜坡结构的污水引流隔板能够使污水自然流动，并由污水引流隔板底部的排水通道将除尘产生的污水污水导流到机体外。

（9）本发明运行稳定，且不需对过滤网进行拆卸和清洗，因而使除尘效率得到了大幅的提高，并且节约了成本。

（10）本发明性价比高，针对性强，可有效处理处于高温、高湿且易燃易爆状态下的有害气体，因此，其具有广泛的应用前景，适于推广使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为温压数据采集装置的结构示意图。

图3为温压数据采集装置的工作原理图。

其中，附图标记对应的零部件名称为：

1-变频器，2-电机，3-转动轴，4-污水引流隔板，5-过滤网，6-液体流量控制系统，7-温压数据采集装置，701-光纤光栅，702-包层，703-光电转换器，704-光纤定向耦合器，8-PLC控制器，9-洁净空气排气管道，10-喷淋器，11-机体，12-烟气进气管道，13-支撑层，14-壳体，15-初滤层，16-排水通道，17-气体压力调节阀，18-激光发射器。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括机体11、喷淋器10、过滤网5、洁净空气排气管道9、烟气进气管道12、污水引流隔板4、液体流量控制系统6、喷淋水箱、温压数据采集装置7、PLC控制器8、激光发射器18、初滤装置以及传动机构。所述喷淋器10和过滤网5均设置在机体11的内部，并且喷淋器10位于过滤网5的上方。所述洁净空气排气管道9、烟气进气管道12则均与机体11连通，其中，烟气进气管道12用于通入需要除尘净化的烟气，洁净空气排气管道9用于将烟气净化后的洁净空气排出。

所述激光发射器18与PLC控制器8连接，用于在PLC控制器8的控制下发射激光；而所述温压数据采集装置7用于接收激光，并采集烟气处理过程中机体11内的温度和压力数据，然后传至PLC控制器8进行处理，其包括与PLC控制器8连接的光电转换器703，端部伸入至机体11内、且内部封装有光纤光栅701的包层702，以及同时与包层702和光电转换器703连接的光纤定向耦合器704，其结构如图2所示。温压数据采集装置7根据通入的烟气压力和温度的变化，使发射在该光温压数据采集装置7中的光源产生相对应的光信号，温压数据采集装置7将该光信号转换为电信号，如传至PLC控制器8处理，如图3所示，具体地说，该过程包括以下步骤：

（1）光源进入温压数据采集装置后，包层将外界天然气压力和温度的变化传至光纤光栅；

（2）光纤光栅感应该变化并对射入光源发生相应的反射并将反射后的光信号传输到光纤定向耦合器；

（3）光纤定向耦合器将接收到的反射光信号进行耦合并传输至光电转换器进行处理；

（3）光电转换器将接收到的光信号转换成电信号，并将该电信号传输至PLC控制器。

另外，所述的PLC控制器8还分别连接有一气体压力调节阀17和液体流量控制系统6。

所述初滤装置用于对即将进入机体11内的烟气进行初滤，其包括同时与烟气进气管道12另一端及气体压力调节阀17的壳体14，以及均设置在该壳体14内、并且往烟气进气管道设置方向依次排列的支撑层13和初滤层15，其中：支撑层用于支撑壳体结构，并使气体往初滤层设置方向流动，本实施例中，采用滤网作为壳体的支撑层；初滤层用于初步分离气体中的颗粒。本实施例中，所述的初滤层15由采用壳溶液通过静电纺丝工艺制成的微米纤维层制成，并且静电纺丝工艺中的壳聚糖溶液浓度为10%，其壳聚糖溶液的制备过程为：将壳聚糖溶解在水与50～80%浓度的醋酸混合溶剂中，并用4%的聚氧化乙烯调节混合溶液的粘度。

所述液体流量控制系统6同时与PLC控制器8、喷淋器10和喷淋水箱连接，其用于在PLC控制器8控制下，将喷淋水箱中的喷淋水抽入至喷淋器10中进行喷淋作业。并且在PLC控制器8的控制下，还能调整喷淋的流量大小。

所述传动机构用于控制过滤网5转动，以便达到除尘净化的效果，具体地说，该传动机构包括设置在机体11外部的电机2，与该电机2连接的变频器1，以及设置在机体11内部且同时与电机2转轴和过滤网5连接的转动轴3。

所述污水引流隔板4设置在机体11内，并且位于过滤网5的下方，该污水引流隔板4为斜坡结构，其斜坡的底部开设有排水通道16。污水引流隔板4和排水通道16配合，可以将掉落到污水引流隔板4上的污水导流进入排水通道，然后经由排水管道13将其排出。

进一步地，本实施例中，所述过滤网5与水平方向之间的角度ａ的值为0°<ａ<90°，或者为90°<ａ<180°，将过滤网5与水平方向按照一定的角度布置，并使其随着转动轴3一同旋转，便可以增大机体11内气流和水流之间的扰动，防止过滤网5的通孔被堵塞，并且作为优选，本实施例中，该过滤网5为不锈钢过滤网，并且其数量至少为一层。

本发明的工作过程如下：

将需要除尘净化的烟气首先进入到初滤装置中，由初滤层15进行初滤。初滤后的气体再从烟气进气管道9中通入到机体11内，同时喷淋器10开始向机体11内部喷出雾状水，该种雾状水为现有技术，其与烟气接触后，能将其中的有害气体清除，同时将有害的颗粒物质分离出来。

而后，电机2也开始运转工作，其提供动力，并在变频器1的变速控制下，带动转动轴3作垂直转动，然后通过该转动轴3的转动可以使过滤网5随其一起转动，由于过滤网5与水平方向之间具有一定的角度（本实施例中，图1中过滤网的左边与水平方向呈165°，右边与水平方向呈15°，过滤网设有六层），因此，过滤网5既能够很好地将除尘后的气体进行过滤、净化，最后形成洁净空气，由洁净空气排气管道9将其排出，又能使其孔隙处的含尘水滴在离心力的作用下快速掉落到污水引流隔板4上，避免通孔被堵塞。烟气除尘净化后产生的污水及从过滤网5孔隙处掉落下来的含尘水滴在污水引流隔板4上流动，然后经排水通道13将其导流出机体11外。

上述净化烟气的过程中，PLC控制器8控制激光发射器18发射激光，温压数据采集装置7接收激光，并实时采集机体11内的温度和压力数据，并传输至PLC控制器8处理。当机体11内压力过大时，PLC控制器8控制气体压力调节阀17调节烟气的压力；当机体11内温度过高时，则PLC控制器8控制液体流量控制系统6调整喷淋液的喷淋程度，使烟气快速冷却。如此便可保证操作的安全性。

上述实施例仅为本发明较佳的实现方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，凡在本发明的设计原理和思想下所作出的改动和润色，其所解决的技术问题实质上与本发明相同的，均应当在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种自动化工业烟气净化系统，其特征在于：包括顶部设有洁净空气排气管道（9）的机体（11），均设置在该机体（11）内部的喷淋器（10）和至少为一层的过滤网（5），一端与机体（11）侧壁连通的烟气进气管道（12），与机体（11）连接并用于控制过滤网转动的传动机构，伸入至机体（11）内并连接有一PLC控制器（8）的温压数据采集装置（7），均与PLC控制器（8）连接的气体压力调节阀（17）、液体流量控制系统（6）和激光发射器（18），与该液体流量控制系统（6）连接的喷淋水箱，设置在机体（11）内部且位于过滤网（5）下方的污水引流隔板（4），以及初滤装置；所述喷淋器（10）位于过滤网（5）的上方；所述污水引流隔板（4）为斜坡结构，其斜坡的底部开设有排水通道（16）；所述激光发射器（8）光源射向温压数据采集装置（7）；所述喷淋器（10）与液体流量控制系统（6）连接；所述初滤装置包括同时与烟气进气管道（12）另一端及气体压力调节阀（17）连接的壳体（14），以及均设置在该壳体（14）内、并且往烟气进气管道设置方向依次排列的支撑层（13）和初滤层（15），其中：

2.根据权利要求1所述的一种自动化工业烟气净化系统，其特征在于：所述过滤网（5）为不锈钢过滤网。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动化工业烟气净化系统，其特征在于：所述静电纺丝工艺中的壳聚糖溶液浓度为10%，其壳聚糖溶液的制备过程为：将壳聚糖溶解在水与50～80%浓度的醋酸混合溶剂中，并用4%的聚氧化乙烯调节混合溶液的粘度。

4.根据权利要求3所述的一种自动化工业烟气净化系统，其特征在于：所述温压数据采集装置（7）包括与PLC控制器（8）连接的光电转换器（703），端部伸入至机体（11）内、且内部封装有光纤光栅（701）的包层（702），以及同时与包层（702）和光电转换器（703）连接的光纤定向耦合器（704）；所述激光发射器（8）光源射向光纤光栅（701）。

5.根据权利要求4所述的一种自动化工业烟气净化系统，其特征在于：所述传动机构包括设置在机体（11）外部的电机（2），与该电机（2）连接的变频器（1），以及设置在机体（11）内部且同时与电机（2）转轴和过滤网（5）连接的转动轴（3）。

6.根据权利要求5所述的一种自动化工业烟气净化系统，其特征在于：所述过滤网（5）与水平方向之间的角度ａ的值为：0°<ａ<90°。

7.根据权利要求5所述的一种自动化工业烟气净化系统，其特征在于：所述过滤网（5）与水平方向之间的角度ａ的值为：90°<ａ<180°。