CN106076044A - 烟气除尘回水分离装置及烟气除尘方法 - Google Patents

烟气除尘回水分离装置及烟气除尘方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于烟气除尘回水分离装置和除尘方法技术领域，公开了一种烟气除尘回水分离装置及烟气除尘方法。其主要技术特征为：包括侧面带有烟气进口的壳体，在所述壳体内部形成分离腔，所述壳体包括圆柱形侧挡板和斜向底板，在所述分离腔内设置有旋转内筒，在所述旋转内筒下方设置有支撑架，所述旋转内筒上方伸出所述壳体顶端，所述旋转内筒内部带有烟气通道，在所述烟气通道上端设置有烟气出口，在所述旋转内筒外侧设置有翅片，在所述壳体上端位于旋转内筒侧面设置有冷却水进口，在所述旋转内筒下方设置有旋转支架，该旋转支架与电机连接，在所述分离腔下方设置有水尘出口。通过旋转内筒转动，在分离腔中形成水雾，并在圆柱形内挡板内侧形成水膜；加大了粉尘与水接触面积，除尘效果大大增强。

Description

烟气除尘回水分离装置及烟气除尘方法
技术领域
本发明属于烟气除尘技术领域，尤其涉及一种烟气除尘回水分离装置及烟气除尘方法。
背景技术
燃煤电厂和钢铁厂是重要的烟尘排放源。根据国家最新颁发的《煤电节能减排升级与改造行动计划》，东部地区新建燃煤发电机组烟尘排放浓度不高于10毫克/立方米，中部地区新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值。因此，必须发展一种适合应用于大规模烟气除尘的高效低成本分离技术。现有的除尘技术，包括机械除尘、电除尘、过滤除尘、湿式除尘对于脱除10微米以上的大颗粒粉尘很有效，但是对于脱除PM10及以下的细颗粒物效率有限。此外，烟气中包含12%~18%的水蒸气，传统电厂和钢铁厂为了避免腐蚀问题，其排烟温度不能低于酸露点，这样这部分水分将以水蒸气的形式向外排出而无法被回收利用，从而大大提高了电厂水耗。
旋风分离器是一种应用广泛的分离设备。它采用立式圆筒结构，工作原理是烟气切向引入设备造成旋转运动，其中的固体颗粒和液滴受惯性离心力的作用被甩向壁面分离。旋风分离器只能除去大于10微米的颗粒物，而对粒径较小的粉尘脱除效果不佳。同时，现有设备均采用金属材料制作，如果将其用于脱硫塔后的烟气除尘会造成严重的腐蚀问题。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种分离粉尘效果好、耐腐蚀性能强好、可有效去除10微米以下颗粒物、使用寿命长的烟气除尘回水分离装置。
为解决上述问题，本发明烟气除尘回水分离装置采用的技术方案为：包括侧面带有烟气进口的壳体，在所述壳体内部形成分离腔，所述壳体包括圆柱形侧挡板和斜向底板，在所述分离腔内设置有旋转内筒，在所述旋转内筒下方设置有支撑架，所述旋转内筒上方伸出所述壳体顶端，所述旋转内筒内部带有烟气通道，在所述烟气通道上端设置有烟气出口，在所述旋转内筒外侧设置有翅片，在所述壳体上端位于旋转内筒侧面设置有冷却水进口，在所述旋转内筒下方设置有旋转支架，该旋转支架与电机连接，在所述分离腔下方设置有水尘出口。
其附加技术特征为：
在所述旋转内筒的内壁面上设置有螺旋凸肋；
所述斜向底板为轴向内侧向下倾斜的圆台状，在所述斜向底板下方设置有圆台状斜向挡板，所述水尘出口位于斜向底板和斜向挡板之间；
所述斜向底板为轴向内侧向上倾斜的圆台状，所述水尘出口位于斜向底板和圆柱形侧挡板之间。
本发明解决的第二个技术问题就是提供一种使用上述烟气除尘回水分离装置进行烟气除尘的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
该方法包括以下步骤：
第一步，转动旋转内筒
开启电机，电机带动旋转内筒转动；
第二步，加入冷却水并在圆柱形侧挡板内壁形成水膜
通过冷却水进口向分离腔内通入冷却水，冷却水在旋转内筒和翅片的作用下，甩向圆柱形侧挡板内侧，在分离腔中形成水雾，并在圆柱形内挡板内侧形成水膜；
第三步；通入烟气
通过烟气进口向分离腔内通入烟气；
第四步，烟尘分离
烟气中的粉尘在离心力作用下向圆柱形内挡板处流动，一部分粉尘与分离腔的水雾结合形成水尘混合物，在重力的作用下下沉至斜向底板上，另一部分粉尘与圆柱形侧挡板上的水膜形成水尘混合物，在重力的作用下下沉至斜向底板上，水尘混合物并通过水尘出口流出；
第五步，烟气排出
经过除尘后的烟气经旋转内筒下方进入旋转内筒，并经烟气出口排出。
其附加技术特征为：
在所述第五步烟气排出步骤中，在旋转内筒中设置有螺旋凸肋，在旋转内筒旋转过程中，在旋转内筒内产生对烟气向上的推力，降低了流动风阻。
本发明所提供的烟气除尘回水分离装置及烟气除尘方法与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于包括侧面带有烟气进口的壳体，在所述壳体内部形成分离腔，所述壳体包括圆柱形侧挡板和斜向底板，在所述分离腔内设置有旋转内筒，在所述旋转内筒下方设置有支撑架，所述旋转内筒上方伸出所述壳体顶端，所述旋转内筒内部带有烟气通道，在所述烟气通道上端设置有烟气出口，在所述旋转内筒外侧设置有翅片，在所述壳体上端位于旋转内筒侧面设置有冷却水进口，在所述旋转内筒下方设置有旋转支架，该旋转支架与电机连接，在所述分离腔下方设置有水尘出口，电机带动旋转内筒转动，通过冷却水进口向分离腔内通入冷却水，冷却水在旋转内筒和翅片的作用下，甩向圆柱形侧挡板内侧，在分离腔中形成水雾，并在圆柱形内挡板内侧形成水膜；通过烟气进口向分离腔内通入烟气；烟气中的粉尘在离心力作用下向圆柱形内挡板处流动，一部分粉尘与分离腔的水雾结合形成水尘混合物，在重力的作用下下沉至斜向底板上，另一部分粉尘与圆柱形侧挡板上的水膜形成水尘混合物，在重力的作用下下沉至斜向底板上，水尘混合物并通过水尘出口流出；经过除尘后的烟气经旋转内筒下方进入旋转内筒，并经烟气出口排出，旋转内筒外表面的翅片不但能够带动烟气进口处烟气流动，使烟气迅速进入，而且还能够将接触器表面的水通过离心作用甩向圆柱形侧挡板内侧形成水膜，水膜吸收烟气中的水分和粉尘，通过重力作用沉积在分离腔底部排出，加大了粉尘与水接触面积，除尘效果大大增强，尤其对于细小颗粒能够进一步吸收；在冷却水通过翅片在分离腔中形成水雾，粉尘碰到水雾后凝结成水尘混合物，该粉尘混合物一部分由于重力作用落在斜向底板上，另一部分由于离心力被甩到圆柱形侧挡板内侧，进一步增加了粉尘与水的接触面积，除尘效果大大增强；其二，由于在所述旋转内筒的内壁面上设置有螺旋凸肋，在旋转内筒旋转过程中，为烟气在旋转内筒中移动提供动力，从而降低流动风阻；其三，由于所述斜向底板为轴向内侧向下倾斜的圆台状，在所述斜向底板下方设置有圆台状斜向挡板，所述水尘出口位于斜向底板和斜向挡板之间，或者所述斜向底板为轴向内侧向上倾斜的圆台状，所述水尘出口位于斜向底板和圆柱形侧挡板之间，便于落在斜向底板上的水尘混合物的流出。
附图说明
图1为本发明烟气除尘回水分离装置的结构示意图；
图2为烟气除尘回水分离装置的俯视图；
图3为本发明烟气除尘回水分离装置的另一种设计的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明烟气除尘回水分离装置的结构和使用原理做进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明烟气除尘回水分离装置的结构示意图，本发明烟气除尘回水分离装置包括侧面带有烟气进口1的壳体2，在壳体2内部形成分离腔3，壳体2包括圆柱形侧挡板4和斜向底板5，在分离腔3内设置有旋转内筒6，在旋转内筒6的下方设置有支撑架7，旋转内筒6上方伸出壳体2的顶端，旋转内筒6内部带有烟气通道8，在烟气通道8上端设置有烟气出口9，在旋转内筒6外侧设置有翅片10，在壳体2上端位于旋转内筒6侧面设置有冷却水进口11，在旋转内筒6下方设置有旋转支架12，该旋转支架12与电机13连接，在分离腔3下方设置有水尘出口14。
电机13带动旋转内筒6转动，通过冷却水进口11向分离腔3内通入冷却水，冷却水在旋转内筒6和翅片10的作用下，甩向圆柱形侧挡板4内侧，在分离腔3中形成水雾，并在圆柱形内挡板内侧4形成水膜16；通过烟气进口1向分离腔3内通入烟气；烟气中的粉尘在离心力作用下向圆柱形内挡板8处流动，一部分粉尘与分离腔的水雾结合形成水尘混合物，在重力的作用下下沉至斜向底板5上，另一部分粉尘与圆柱形侧挡板上的水膜形成水尘混合物，在重力的作用下下沉至斜向底板5上，水尘混合物并通过水尘出口14流出；经过除尘后的烟气经旋转内筒下方进入旋转内筒6，并经烟气出口9排出，旋转内筒6外表面的翅片10不但能够带动烟气进口处烟气流动，使烟气迅速进入，而且还能够将接触器表面的水通过离心作用甩向圆柱形侧挡板8内侧形成水膜，水膜吸收烟气中的水分和粉尘，通过重力作用沉积在分离腔底部排出，加大了粉尘与水接触面积，除尘效果大大增强，尤其对于细小颗粒能够进一步吸收；在冷却水通过翅片在分离腔中形成水雾，粉尘碰到水雾后凝结成水尘混合物，该粉尘混合物一部分由于重力作用落在斜向底板上，另一部分由于离心力被甩到圆柱形侧挡板内侧，进一步增加了粉尘与水的接触面积，除尘效果大大增强。
在旋转内筒6的内壁面上设置有螺旋凸肋15，在旋转内筒6旋转过程中，为烟气在旋转内筒中移动提供动力，从而降低流动风阻。
如图1所示，斜向底板5为轴向内侧向下倾斜的圆台状，在斜向底板5下方设置有圆台状斜向挡板17，水尘出口14位于斜向底板5和斜向挡板17之间。
如图3所示，斜向底板5为轴向内侧向上倾斜的圆台状，水尘出口14位于斜向底板5和圆柱形侧挡板4之间，便于落在斜向底板上的水尘混合物的流出。
使用上述烟气除尘回水分离装置进行烟气除尘的方法采用的技术方案为：
该方法包括以下步骤：
第一步，转动旋转内筒6
开启电机13，电机13带动旋转内筒6转动；
第二步，加入冷却水并在圆柱形侧挡板内壁形成水膜
通过冷却水进口11向分离腔3内通入冷却水，冷却水在旋转内筒6和翅片10的作用下，甩向圆柱形侧挡板8内侧，在分离腔3中形成水雾，并在圆柱形内挡板8内侧形成水膜；
第三步；通入烟气
通过烟气进口1向分离腔3内通入烟气；
第四步，烟尘分离
烟气中的粉尘在离心力作用下向圆柱形内挡板8处流动，一部分粉尘与分离腔的水雾结合形成水尘混合物，在重力的作用下下沉至斜向底板5上，另一部分粉尘与圆柱形侧挡板8上的水膜形成水尘混合物，在重力的作用下下沉至斜向底板5上，水尘混合物并通过水尘出口流出；
第五步，烟气排出
经过除尘后的烟气经旋转内筒下方进入旋转内筒，并经烟气出口排出。
做为进一步优化：在第五步烟气排出步骤中，在旋转内筒6中设置有螺旋凸肋15，在旋转内筒6旋转过程中，在旋转内筒6内产生对烟气向上的推力，降低了流动风阻。
本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例，只要结构与本发明烟气除尘回水分离装置结构相同，就落在本发明保护的范围。

Claims (6)

1.烟气除尘回水分离装置，其特征在于：包括侧面带有烟气进口的壳体，在所述壳体内部形成分离腔，所述壳体包括圆柱形侧挡板和斜向底板，在所述分离腔内设置有旋转内筒，在所述旋转内筒下方设置有支撑架，所述旋转内筒上方伸出所述壳体顶端，所述旋转内筒内部带有烟气通道，在所述烟气通道上端设置有烟气出口，在所述旋转内筒外侧设置有翅片，在所述壳体上端位于旋转内筒侧面设置有冷却水进口，在所述旋转内筒下方设置有旋转支架，该旋转支架与电机连接，在所述分离腔下方设置有水尘出口。
2.根据权利要求1所述的烟气除尘回水分离装置，其特征在于：在所述旋转内筒的内壁面上设置有螺旋凸肋。
3.根据权利要求1所述的烟气除尘回水分离装置，其特征在于：所述斜向底板为轴向内侧向下倾斜的圆台状，在所述斜向底板下方设置有圆台状斜向挡板，所述水尘出口位于斜向底板和斜向挡板之间。
4.根据权利要求1所述的烟气除尘回水分离装置，其特征在于：所述斜向底板为轴向内侧向上倾斜的圆台状，所述水尘出口位于斜向底板和圆柱形侧挡板之间。
5.使用权利要求1、2、3或4所述的烟气除尘回水分离装置进行除尘的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
第一步，转动旋转内筒
开启电机，电机带动旋转内筒转动；
第二步，加入冷却水并在圆柱形侧挡板内壁形成水膜
通过冷却水进口向分离腔内通入冷却水，冷却水在旋转内筒和翅片的作用下，甩向圆柱形侧挡板内侧，在分离腔中形成水雾，并在圆柱形内挡板内侧形成水膜；
第三步；通入烟气
通过烟气进口向分离腔内通入烟气；
第四步，烟尘分离
烟气中的粉尘在离心力作用下向圆柱形内挡板处流动，一部分粉尘与分离腔的水雾结合形成水尘混合物，在重力的作用下下沉至斜向底板上，另一部分粉尘与圆柱形侧挡板上的水膜形成水尘混合物，在重力的作用下下沉至斜向底板上，水尘混合物并通过水尘出口流出；
第五步，烟气排出
经过除尘后的烟气经旋转内筒下方进入旋转内筒，并经烟气出口排出。
6.根据权利要求5所述的烟气除尘回水分离的方法，其特征在于：在所述第五步烟气排出步骤中，在旋转内筒中设置有螺旋凸肋，在旋转内筒旋转过程中，在旋转内筒内产生对烟气向上的推力，降低了流动风阻。
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