CN105363310B - 均布式兰金涡流除尘除雾装置及其控制方法 - Google Patents
均布式兰金涡流除尘除雾装置及其控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明揭示了一种均布式兰金涡流除尘除雾装置及其控制方法，喷水管由下往上依次穿过向心导向板、分散导向管、三层锥形涡流加速器、离心导向板，分散导向管设置在三层锥形涡流加速器底部，三层锥形涡流加速器由内、中、外三层下直径比上直径大的锥形加速器套合而成，呈涡流状垂直放置在筒壁内；其方法为设定每个独立的烟气处理单元处理烟气量为4800～5000m3/h，通过程控系统检测实际所需烟气处理量计算出并列烟气处理单元的数量，来开启相应的烟气处理单元。采用本结构除尘除雾装置，烟尘排放浓度含量小于5mg/Nm3，运行费用低，负荷适用性大，入口烟气浓度要求性小，生产成本低，尤其适用于脱硫处理后的大量尘雾气体处理。
Description
技术领域
本发明属于环保领域的设备，尤其涉及一种均布式兰金涡流除尘除雾装置及其控制方法。
背景技术
烟气的除尘除雾是烟气净化工序中最常见的工艺段，尤其是针对含有大量雾滴的饱和湿烟气进行除尘除雾，基本上是采用湿法脱硫工艺的净化烟气，在当今我国雾霾越来越严重，环保部门对烟气排放含尘浓度越来越严格，已对大型火电项目与新上的项目要求排放烟气含尘浓度小于5mg/Nm3，应环保部门要求，很多企业只得选用湿式电除尘器，可使得出口尘含量小于5mg/Nm3，但是目前此工艺仅应用在少数新建脱硫吸收塔上，主要原因在于湿式电除尘器设备重量、体积巨大，只有新建吸收塔按此工艺路线设计时才能实现，该种处理方式由于利用高压电场捕悉雾滴和粉尘颗粒，其设备中有很多高压电气设备，电极线均为高级合金材质构成，其建造成本高昂，运行电耗大，也是限制其应用的原因之一。
另根据中国专利公开号为CN 204208428 U的专利文献记载，公开了一种深度脱尘除雾装置，其特征在于：包括导流筒和n个设置在所述导流筒内的湍流子，其中，所述导流筒为垂直放置的，内壁光滑平整的圆形筒，所述n个湍流子均垂直于导流壁上下布置，所述湍流子包括若干表面光滑的叶片和外部光滑的中心筒，所述若干叶片以一定倾斜角度均匀分布在中心筒外壁和导流筒内壁之间的环状区域内，所述中心筒为外部光滑的顶端封闭圆形筒。其原理是利用烟气中含有的大量雾滴液滴在烟气高速的运动中实现雾滴、液滴、粉尘颗粒相互之间碰撞而凝聚成较大的颗粒后沉降下来。根据其公开技术方案实行，发现还存在诸多问题，如锅炉在低负荷运行条件下除尘效果低，达不到设计的排放指标，有结灰现象，对入口烟气含尘浓度要求较高，结构设计还有一定缺陷，系统不完善，不能满足特殊工况条件下的运行等。
发明内容
为了解决上述情况的问题，本发明提供了一种均布式兰金涡流除尘除雾装置，在解决现有技术成本高昂的同时，以解决上述烟气除尘除雾效果更高、更稳定的装置，且不会产生结灰阻塞现象。
本发明的技术方案为：一种均布式兰金涡流除尘除雾装置，架设在脱硫塔大量尘雾气体自下而上的过流断面上，由若干个独立的烟气处理单元组成，所述烟气处理单元包括筒壁、喷水管、向心导向板、离心导向板，其特征在于：还包括三层锥形涡流加速器和分散导向管，喷水管由下往上依次穿过向心导向板、分散导向管、三层锥形涡流加速器、离心导向板，所述分散导向管设置在三层锥形涡流加速器底部，所述三层锥形涡流加速器由内、中、外三层下直径比上直径大的锥形加速器套合而成，呈涡流状垂直放置在筒壁内。所述向心导向板是由一组向心旋流板与多个烟气导向件组成，其作用是使气流在旋转状态下再通过旋转烟气外部的大线速度小角速度烟气改变运行方向来冲击内部烟气来增大内部旋转烟气的角速度，从而使烟气旋转更强劲，形成类似“龙卷风”的状态，达到激烈搅拌的作用。所述分散导向管是将经向心导向板作用下集聚好的尘粒均匀的分布到三层锥形涡流加速器中，可采用一个引流分布装置的倒锥体。所述离心导向板是有多块叶片组成的旋流板，烟气通过该离心导向板后在惯性作用下组合成烟气旋转，产生离心作用。
所述三层锥形涡流加速器，其特征在于：外锥形加速器下口直径为460mm，上口直径为370mm，垂直高度为500mm，中锥形加速器下口直径为370mm，上口直径为280mm，垂直高度为440mm，内锥形加速器下口直径为280mm，上口直径为190mm，垂直高度为440mm。
所述烟气处理单元，其特征在于：所述筒壁圆筒直径为450～520mm，筒壁高度为2600～2800mm。
优选的，所述向心导向板上设有旋流叶片，所述旋流叶片以一定倾斜角度均匀分布在筒壁流断面上，并且叶片外高内低其延伸线角度为28度。
优选的，所述离心导向板设置在喷水管下部并紧挨喷水管。
进一步的，所述烟气处理单元还包括顶部止水环，其作用是防止筒壁上的水膜在风力的作用下，向上流出，再次雾化。
均布式兰金涡流除尘除雾装置的控制方法：设定每个独立的烟气处理单元处理烟气量为4800～5000m3/h，通过程控系统检测实际所需烟气处理量计算出并列烟气处理单元的数量，来开启相应的烟气处理单元；所述程控系统运行包括：先设定所述均布式兰金涡流除尘除雾装置满负荷时烟气流速，由气流测定数显仪测定脱硫塔入口烟气流速，所述气流测定数显仪与工控机信号连接，当烟气流速下降时，由工控机发出信号开启压缩空气电磁阀向气动执行机构提供关闭管路的压缩空气，来关闭相应的烟气处理单元个数来控制均布式兰金涡流除尘除雾装置中的烟气上升与涡流速度相匹配，反之，当脱硫塔入口烟气量流速加快时，由工控机发出信号开启压缩空气电磁阀向气动执行机构提供关闭管路的压缩空气，来开合相应的烟气处理单元个数来控制均布式兰金涡流除尘除雾装置中的烟气上升与涡流速度相匹配。
所述气动执行机构是依靠工控机发出信号给气动阀来控制烟气处理单元的开闭。
更进一步的，所述喷水管分别与一清水主管管道连接，清水主管与工艺水箱之间设有清水泵，为定时自动清洗，所述气动阀设置在设置在两相邻烟气处理单元上部之间，为封闭式，不与烟气接触，气动阀与工控机通过电磁阀来电连接，并且气动阀通过减压阀与一压缩空气罐管道连接。
本发明的有益效果是：采用本发明结构的除尘除雾装置，具有除尘效率高，烟尘排放浓度含量小于5mg/Nm3，且不会产生结灰阻塞现象，运行费用低，负荷适用性大，入口烟气浓度要求性小，生产成本低，有很大的市场竞争空间，尤其适用于脱硫处理后的大量尘雾气体处理。
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1是本发明安置结构示意图。
图2是本发明烟气处理单元结构示意图。
图3是本发明三层锥形涡流加速器结构示意图。
图4是本发明装置的控制系统图。
其中，图中：1-支撑粗梁，2-支撑细梁，3-脱硫塔，4-烟气处理单元，5-筒壁，6-喷水管，7-向心导向板，8-离心导向板，9-三层锥形涡流加速器，91-外锥形加速器，92中锥形加速器，93-内锥形加速器，10-分散导向管，11-止水环，12-气流测定数显仪，13-工控机，14-电磁阀，15-气动阀，16-清水主管，17-工艺水箱，18-清水泵，19-减压阀，20-压缩空气罐。
具体实施方式
本发明的一种均布式兰金涡流除尘除雾装置，其工作原理为烟气以一定流度自脱硫塔自下而上流向本均布式兰金涡流除尘除雾装置底部后，在向心导向板旋流作用下，加速至16～22m/s的流速旋转上升，由于此设计，在此段筒壁内烟气形成强劲的“龙卷风”式涡流，这时外部少量较粗颗粒与少量的较小液珠受离心力的作用向圆筒的内壁运动，被圆筒内壁上向下流的水膜黏住，被水膜带走而被除去，其他绝大部分微小尘粒与微小含尘液滴在“龙卷风”的激烈搅拌下固体与液体之间，不同粒径的固体之间，不同粒径的液滴之间产生相对运动相互碰撞，相互凝聚，粘结在一起形成凝并现象，就像滚雪球一样越来越大，这些变大的颗粒在“龙卷风”在分散导向板涡流向心力的作用下，大部分形成较大液滴与及微粒继续上升至第二阶段的三层锥形涡流加速器中，该装置特设的涡流加速器为三层锥形液膜面，气流厚度＜5cm，较大的尘粒与含尘液滴在强劲的离心力作用下与烟气一道涡流上升，即使不向外平移也会粘入锥形向下流动的液膜面上而被液流膜带下除去，剩余微小的尘粒与含尘液滴绝大部分在涡流加速运动中，再次凝并成较大颗粒，在离心力的作用下，同样被锥形液膜粘住而被除去，流向锥形涡流加速器底部，这时含尘颗粒和液流膜一部分沿筒壁排出，另一部分与“龙卷风”上部的烟气再次相互碰撞，产生凝并现象后，再重新进入三层锥形涡流加速器形成液膜，来保持筒壁内良好的兰金循环液膜状况，经过三层锥形涡流加速器除尘后的烟气虽相对洁净，但由于三层锥形涡流加速器上部流速快，还带有少量的小液滴和“漏网之鱼”的微尘会往上升，因此在三层锥形涡流加速器上部还设置有一旋转导向板，让经三层锥形涡流加速器出来的烟气高速进入带有水膜的旋转离心导向板，在冲击脱雾与强凝作用下除尘脱水。
根据以上设计原理，本发明装置结构具体如图1所示，一种均布式兰金涡流除尘除雾装置，通过支撑粗梁1、支撑细梁2架设在脱硫塔3大量尘雾气体自下而上的过流断面上，由若干个独立的烟气处理单元4组成，如图2、图3所示，所述烟气处理单元包括筒壁5、喷水管6、向心导向板7、离心导向板8，其特征在于：还包括三层锥形涡流加速器9和分散导向管10，喷水管6由下往上依次穿过向心导向板7、分散导向管10、三层锥形涡流加速器9、离心导向板8，所述分散导向管10设置在三层锥形涡流加速器9底部，所述三层锥形涡流加速器9由内、中、外三层下直径比上直径大的锥形加速器套合而成，呈涡流状垂直放置在筒壁5内。所述三层锥形涡流加速器9，外锥形加速器91下口直径为460mm，上口直径为370mm，垂直高度为500mm，中锥形加速器92下口直径为370mm，上口直径为280mm，垂直高度为440mm，内锥形加速器93下口直径为280mm，上口直径为190mm，垂直高度为440mm。
所述筒壁5圆筒直径为500mm，筒壁高度为2700mm。
所述向心导向板7上设有旋流叶片，所述旋流叶片以一定倾斜角度均匀分布在筒壁流断面上，并且叶片外高内低其延伸线角度为28度。
所述离心导向板8设置在喷水管6下部并紧挨喷水管6。
进一步的，所述烟气处理单元4还包括顶部止水环11，其作用是防止筒壁上的水膜在风力的作用下，向上流出，再次雾化。
均布式兰金涡流除尘除雾装置的控制方法：如图4所示，设定每个独立的烟气处理单元4处理烟气量为4800～5000m3/h，通过程控系统检测实际所需烟气处理量计算出并列烟气处理单元4的数量，来开启相应的烟气处理单元4；所述程控系统运行包括：先设定所述均布式兰金涡流除尘除雾装置满负荷时烟气流速，由气流测定数显仪12测定脱硫塔3入口烟气流速，所述气流测定数显仪12与工控机13信号连接，当烟气流速下降时，由工控机13发出信号开启压缩空气电磁阀14向气动执行机构提供关闭管路的压缩空气，来关闭相应的烟气处理单元4个数来控制均布式兰金涡流除尘除雾装置中的烟气上升与涡流速度相匹配，反之，当脱硫塔3入口烟气量流速加快时，由工控机13发出信号开启压缩空气电磁阀14向气动执行机构提供关闭管路的压缩空气，来开合相应的烟气处理单元4个数来控制均布式兰金涡流除尘除雾装置中的烟气上升与涡流速度相匹配。
所述气动执行机构是依靠工控机13发出信号给气动阀15来控制烟气处理单元的开闭。
更进一步的，所述喷水管6分别与一清水主管16管道连接，清水主管16与工艺水箱17之间设有清水泵18，为定时自动清洗，所述气动阀15设置在设置在两相邻烟气处理单元4上部之间，为封闭式，不与烟气接触，气动阀15与工控机13通过电磁阀14来电连接，并且气动阀15通过减压阀19与一压缩空气罐20管道连接。
本发明的有益效果是：采用本发明结构的除尘除雾装置，具有除尘效率高，烟尘排放浓度含量小于5mg/Nm3，且不会产生结灰阻塞现象，运行费用低，负荷适用性大，入口烟气浓度要求性小，生产成本低，有很大的市场竞争空间，尤其适用于脱硫处理后的大量尘雾气体处理。
显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作出的举例，而并非是对本发明的实施方式限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，例如所述向心导向板和离心导向板的结构不限于上述所述，只要能达到同等效果的构造也落在本发明内容以内，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，二这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.均布式兰金涡流除尘除雾装置，架设在脱硫塔(3)大量尘雾气体自下而上的过流断面上，由若干个独立的烟气处理单元(4)组成，所述烟气处理单元(4)包括筒壁(5)、喷水管(6)、向心导向板(7)、离心导向板(8)、顶部止水环(11)，其特征在于：还包括三层锥形涡流加速器(9)和分散导向管(10)，喷水管(6)由下往上依次穿过向心导向板(7)、分散导向管(10)、三层锥形涡流加速器(9)、离心导向板(8)，所述分散导向管(10)设置在三层锥形涡流加速器(9)底部，所述三层锥形涡流加速器(9)由内、中、外三层下直径比上直径大的锥形加速器套合而成，呈涡流状垂直放置在筒壁(5)内，所述筒壁(5)圆筒直径为450～520mm，筒壁(5)高度为2600～2800mm。
2.根据权利要求1所述的均布式兰金涡流除尘除雾装置，其特征在于：所述向心导向板(7)上设有旋流叶片，所述旋流叶片以一定倾斜角度均匀分布在筒壁(5)流断面上，并且叶片外高内低其延伸线角度为28度。
3.根据权利要求1所述的均布式兰金涡流除尘除雾装置，其特征在于：所述离心导向板(8)设置在喷水管(6)下部并紧挨喷水管(6)。
4.根据权利要求1所述的均布式兰金涡流除尘除雾装置，其特征在于：外锥形加速器(91)下口直径为460mm，上口直径为370mm，垂直高度为500mm，中锥形加速器(92)下口直径为370mm，上口直径为280mm，垂直高度为440mm，内锥形加速器(93)下口直径为280mm，上口直径为190mm，垂直高度为440mm。
5.如权利要求1所述均布式兰金涡流除尘除雾装置的控制方法：设定每个独立的烟气处理单元(4)处理烟气量为4800～5000m3/h，通过程控系统检测实际所需烟气处理量计算出并列烟气处理单元的数量，来开启相应的烟气处理单元(4)；所述程控系统运行包括：先设定所述均布式兰金涡流除尘除雾装置满负荷时烟气流速，由气流测定数显仪(12)测定脱硫塔(3)入口烟气流速，所述气流测定数显仪(12)与工控机(13)信号连接，当烟气流速下降时，由工控机(13)发出信号开启压缩空气电磁阀(14)向气动执行机构提供关闭管路的压缩空气，来关闭相应的烟气处理单元(4)个数来控制均布式兰金涡流除尘除雾装置中的烟气上升与涡流速度相匹配，反之，当脱硫塔(3)入口烟气量流速加快时，由工控机(13)发出信号开启压缩空气电磁阀(14)向气动执行机构提供关闭管路的压缩空气，来开合相应的烟气处理单元(4)个数来控制均布式兰金涡流除尘除雾装置中的烟气上升与涡流速度相匹配。
6.如权利要求5所述均布式兰金涡流除尘除雾装置的控制方法：所述气动执行机构是依靠工控机(13)发出信号给气动阀(15)来控制烟气处理单元(4)的开闭。
7.如权利要求6所述均布式兰金涡流除尘除雾装置的控制方法：所述喷水管(6)分别与一清水主管(16)连接，清水主管(16)与工艺水箱(17)之间设有清水泵(18)，所述气动阀(15)设置在两相邻烟气处理单元(4)上部之间，为封闭式，不与烟气接触，气动阀(15)与工控机(13)通过电磁阀(14)来电连接，并且气动阀(15)通过减压阀(19)与一压缩空气罐(20)连接。
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