CN106268052B - 一种径向旋流除雾除尘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型径向旋流除雾除尘装置，包括多个除雾除尘单元，所述除尘除雾单元包括中空的过流外筒体，外筒体内下部设有径向旋流叶栅，所述的径向旋流叶栅下部连接有烟气导流装置，烟气导流装置与过流筒体固定连接，烟气导流装置与过流筒之间的连接板上设有出水孔，过流筒体内壁上部出口设有挡水板；而本发明将径向的涡轮叶栅应用到旋流除雾除尘装置中，烟气经过径向叶栅后，所有烟气以相同的流速在过流筒体内高速旋转，烟气离心的区域为一个圆环形通道，烟气中所有的小液滴以相同的转速离心。因此本发明能够克服轴流叶栅所存在的缺陷，大幅提高旋流除雾除尘装置的脱除效率。
Description
技术领域
本发明属于烟气的净化设备领域，具体涉及一种旋流除雾板除尘装置。
背景技术
目前石灰石湿法脱硫后，湿烟气二次携带较多的不溶性石膏及石灰石颗粒，并且常规除雾器出口液滴浓度为75mg/Nm3左右，加上烟气中未除尽的烟尘，造成脱硫塔出口烟气中的烟尘浓度，远高于现阶段环保法规对于重点地区燃煤机组烟尘排放浓度不高于20mg/m3的要求，更无法满足现阶段关于超净排放法规对于烟尘含量≤5mg/Nm3的要求。
目前国内现有大型燃煤机组大多采用石灰石-石膏法脱硫工艺，目前常采用的湿法脱硫净烟气的除尘除雾工艺路线为“除雾器+湿式静电”， 采用该工艺路线，可以达到脱硫塔出口烟气烟尘含量≤5mg/Nm3的效果，但是，湿式静电除尘器造价高昂，运行电耗巨大，运行维护复杂。本体单独布置时，独立于湿法脱硫塔体之外，需要现场提供一定的场地，因此对于空间有限或布置紧凑的电厂，安装、布置、维护具有较大的困难。
中国专利CN204208428U公开了一种深度脱尘除雾装置，其中的旋流子采用轴向旋流叶片，由于越靠近中心部位的气流距离外筒壁面越远，气流中的液滴及细尘越不易到达壁面被捕集下来，导致单级旋流子除雾效率低，实际应用常采用多级，使除雾装置高度增加，投资增大。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种径向叶片使气流产生旋转，气流场均匀稳定，同时进入旋流叶栅前的气流先经历一个90度转向，迫使气流中的较大液滴在旋流叶栅上部富集，而较小的液滴在叶栅下部，离开叶栅后气流呈旋转状态向上流动，在离心力的作用下，下部的细液滴将有更多的机会被分离出来，到达过流筒体内壁面，从而提高雾滴及微尘的分离效果。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种径向旋流除雾除尘装置，包括至少一个除雾除尘单元，所述除尘除雾单元包括中空的过流筒体，在所述过流筒体的内下部设有顶部封闭且底部连通烟气导流装置的径向旋流叶栅装置，所述的径向旋流叶栅装置一方面使气流产生旋转，另一方面使烟气90度转向后沿水平方向与过流筒体内壁成一定角度流出；所述烟气导流装置与过流筒体内壁之间通过一个挡气板相连，在所述的挡气板上设有出水孔；所述过流筒体内壁上部出口设有挡水板。
进一步的，所述径向旋流叶栅装置包括上固定导流筒和导流叶片，所述的导流叶片安装在挡气板、上固定导流筒形成的环形区域内。
进一步的，所述导流叶片为具有一定叶片数量和仰角的涡轮叶栅，涡轮叶栅按照设定角度径向垂直分布于下固定安装板、上固定导流筒之间的环形区域。烟气经过旋流叶栅后，沿水平方向流出，气流与过流筒体内壁成一定角度。
所述下固定安装板为一中空的圆环。
所述上固定导流筒为一上部封闭且内部中空的圆柱形筒体。
进一步的，所述烟气导流装置为截面积连续性变化的变截面圆台形中空筒体，圆台形中空筒体的上端面与径向旋流叶栅装置的底部连接，下端面通过环状的档气板与过流筒体内壁连接。
所述烟气导流装置的下端面筒体直径尺寸比过流筒体的内径小20-150mm，在烟气导流装置根部与过流筒体之间形成一个20-150mm的环形槽，环形槽底部安装有档气板；
所述的挡气板和过流筒体内壁留有3-10mm缝隙，在过流筒体内壁形成的液膜通过重力作用流到环形槽内通过出水孔排出，保持了液膜厚度的稳定性。
所述烟气导流装置下端连接有导流装置连接法兰，通过导流装置连接法兰与过流筒体焊接在一起；
所述出水孔的开孔设于烟气导流装置根部与过流筒体之间的挡气板上，出水孔垂直于过流筒筒壁，过流筒体内壁上形成的液膜通过出水孔持续排出。
所述出水孔沿过流筒体的圆周方向均匀布置。
其作用是防止或减少已经被脱除聚集于内壁的水被气流带走离开或脱离过流筒体，所述挡水板为截面是弧形的凹槽。
本发明径向旋流板除尘除雾装置的工作原理为：
饱和湿烟气经过导流装置沿竖直方向通入径向涡轮叶栅，叶栅顶部封闭，因此烟气90度转向，沿水平方向与过流筒体内壁成一定角度流出，原先垂直运动的饱和湿烟气转变为高速水平旋转状态，在离心作用下，细小的液滴逐渐向过流筒体内壁聚集，在湍流碰撞过程中团聚长成为较大的液滴。由于烟气中携带的液滴、烟尘的分离惯性不同，长大的液滴与烟气中的粉尘颗粒会被甩到过流筒体内壁的液膜上，实现对液滴和烟尘的捕集。
本发明的有益效果为：
1.传统的轴流叶栅会使得烟气流速不均匀，在靠近筒壁的部分烟气高速旋转离心，但是在筒体中心附近的区域，烟气几乎没有水平旋转。因此这一区域内的液滴无法完全脱除。而本发明将轴流叶栅换成了径向的涡轮叶栅，烟气经过径向叶栅后，所有烟气以相同的流速在过流筒体内高速旋转，烟气离心的区域为一个圆环形通道，烟气中所有的小液滴以相同的转速离心。因此本发明能够克服轴流叶栅所存在的缺陷，大幅提高旋流除雾除尘装置的脱除效率。
2.烟气旋转速度比轴流叶片大，对液滴和烟尘的脱除效果更好
3.烟气在固定的空间内离心，区域集中，对除雾器的高度要求降低，减小了除雾器体积。
4.导流叶片的通流面积大，阻力相比轴流叶片要小。
5.无额外安装空间要求，可以拆除除雾器后直接进行安装。
6.投资费用低、运行稳定性好、在较低的投资成本与运行成本下实现对脱硫后饱和湿烟气的深度除尘除雾。
附图说明
图1为本发明径向旋流板除尘除雾装置的结构示意图；
图2为图1中A-A向剖视图；
图中，1为出水孔，2为挡气板，3为烟气导流装置，4为过流筒体，5为径向旋流叶栅装置，6为上固定导流筒，7为挡水板，8为法兰。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明的径向旋流板除尘除雾装置安装于脱硫吸收塔内喷淋层上方，含有大量液滴的脱硫后饱和湿烟气经过导流装置沿竖直方向通入径向旋流叶栅装置，径向涡轮叶栅装置顶部封闭，因此烟气90度转向，沿水平方向与过流筒体内壁成一定角度流出，原先垂直运动的饱和湿烟气转变为高速水平旋转状态，在离心作用下，细小的液滴逐渐向过流筒体内壁聚集，在湍流碰撞过程中团聚长成为较大的液滴。由于烟气中携带的液滴、烟尘的分离惯性不同，长大的液滴与烟气中的粉尘颗粒会被甩到过流筒体内壁的液膜上，实现对液滴和烟尘的捕集。
本发明装置的过流筒体为除尘除雾装置的烟气过流部件，是非金属圆柱形空心筒体，沿烟气流动方向放置的壁面光滑两端无封闭。
本发明的烟气导流装置是设置在径向涡轮叶栅装置下部的导流装置，用以维持合适的气流分布状态，实现气流运动状态的平稳过渡。
本发明的径向旋流叶栅装置是将烟气流的垂直运动转变为高速旋转运动的气流导向部件。径向旋流叶栅装置由上固定导流筒6、导流叶片、外部包围板组成。旋流子中的导流叶片为涡轮叶片的形式，其构造如图2所示，叶片数量和角度由烟气参数，除尘除雾效率确定。叶片可以垂直与水平面，也可与水平面形成一定的夹角，角度的大小由烟气参数确定。烟气经过导流叶片后，运动方向由垂直转为水平旋转。
如图1，图2所示，旋流板除尘除雾装置，包括一个过流筒体4、一个径向旋流叶栅装置5、一个烟气导流装置3、一个上安装固定筒、一层挡水板7以及8个出水孔1。
在所述过流筒体4的内下部设有顶部封闭且底部连通烟气导流装置的径向旋流叶栅装置，所述的径向旋流叶栅装置一方面使气流产生旋转，另一方面使烟气90度转向后沿水平方向与过流筒体内壁成一定角度流出；所述烟气导流装置与过流筒体内壁之间通过一个挡气板2相连，在所述的挡气板2上设有出水孔11；
过流筒体上设置挡水板7，挡水板7能够防止气流二次带水，是有一弧形的凹槽状装置，其形状大小根据烟气流量、流速来确定。
在径向旋流叶栅装置5下部设置了一层烟气导流装置3，烟气导流装置3上部与径向旋流叶栅装置5的外部包围板11焊接连接。烟气导流装置3下端连接有导流装置连接法兰，通过导流装置连接法兰与过流筒体1焊接在一起；烟气导流装置3的高度根据系统的阻力要求进行确定，烟气导流装置3顶部端面尺寸根据旋流叶栅的尺寸进行确定。
传统的轴流叶栅会使得烟气流速不均匀，在靠近筒壁的部分烟气高速旋转离心，但是在筒体中心附近的区域，烟气几乎没有水平旋转。因此这一区域内的液滴无法完全脱除。而本发明将轴流叶栅换成了径向的涡轮叶栅，烟气经过径向叶栅后，所有烟气以相同的流速在过流筒体内高速旋转，烟气离心的区域为一个圆环形通道，烟气中所有的小液滴以相同的转速离心。因此本发明能够克服轴流叶栅所存在的缺陷，大幅提高旋流除雾除尘装置的脱除效率。
烟气导流装置的底端圆柱面直径比过流筒体的内径小20-150mm，在烟气导流装置根部与过流筒体之间形成一个20-150mm的环形槽，在过流筒体内壁形成的液膜通过重力作用，流到环形槽内通过出水孔排出。出水孔共有8个，均匀的分布在环形槽内，液体通过出水孔稳定的流出，是的内壁水膜高度保持稳定。
本发明的工作原理如下：
饱和湿烟气经过导流装置沿竖直方向通入径向涡轮叶栅，叶栅顶部封闭，因此烟气90度转向，沿水平方向与过流筒体内壁成一定角度流出，原先垂直运动的饱和湿烟气转变为高速水平旋转状态，在离心作用下，细小的液滴逐渐向过流筒体内壁聚集，在湍流碰撞过程中团聚长成为较大的液滴。由于烟气中携带的液滴、烟尘的分离惯性不同，长大的液滴与烟气中的粉尘颗粒会被甩到过流筒体内壁的液膜上，实现对液滴和烟尘的捕集。
除上述附图对本发明的具体实施方式进行的描述外，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种径向旋流除雾除尘装置，包括至少一个除雾除尘单元，其特征在于：所述除尘除雾单元包括中空的过流筒体，在所述过流筒体的内下部设有顶部封闭且底部连通烟气导流装置的径向旋流叶栅装置，所述的径向旋流叶栅装置一方面使气流产生旋转，另一方面使烟气90度转向后沿水平方向与过流筒体内壁成一定角度流出；所述烟气导流装置与过流筒体内壁之间通过一个挡气板相连，在所述的挡气板上设有出水孔；所述过流筒体内壁上部出口设有挡水板；
所述径向旋流叶栅装置包括上固定导流筒和导流叶片，所述的导流叶片安装在挡气板、上固定导流筒形成的环形区域内；
所述导流叶片为具有一定叶片数量和仰角的涡轮叶栅，所述的涡轮叶栅按照设定角度径向垂直分布于下固定安装板、上固定导流筒之间的环形区域；
所述下固定安装板为一中空的圆环；
所述上固定导流筒为一上部封闭且内部中空的圆柱形筒体。
2.如权利要求1所述的径向旋流除雾除尘装置，其特征在于：所述烟气导流装置为截面积连续性变化的变截面圆台形中空筒体，圆台形中空筒体的上端面与径向旋流叶栅装置的底部连接，下端面通过环状的挡气板与过流筒体内壁连接。
3.如权利要求1所述的径向旋流除雾除尘装置，其特征在于：所述的挡气板和过流筒体内壁留有缝隙，在过流筒体内壁形成的液膜通过重力作用流到环形槽内通过出水孔排出。
4.如权利要求1所述的径向旋流除雾除尘装置，其特征在于：所述的出水孔垂直于挡气板，过流筒体内壁上形成的液膜通过出水孔持续排出。
5.如权利要求1所述的径向旋流除雾除尘装置，其特征在于：所述出水孔包括多个，多个出水孔沿过流筒体的圆周方向均匀布置。
6.如权利要求1所述的径向旋流除雾除尘装置，其特征在于：所述过流筒体内壁上部出口设有挡水板；所述挡水板为截面是弧形的凹槽。
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