CN106621577A - 用于排烟管末端的烟尘消除器 - Google Patents

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王屹
武震华
高华
张慧芳
辛顺
高鹏
惠宁
张海云
王凤辉
李东芳
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Offshore Oil Engineering Co Ltd
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Offshore Oil Engineering Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
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Abstract

一种用于排烟管末端的烟尘消除器，包括：安装在排烟管的最末端的筒体、分别安装在筒体上的上挡板、下挡板，其中，上挡板、下挡板将筒体分隔成后腔室、中腔室、前腔室；筒体的底部设有数个烟气的排烟孔，筒体的入口端外侧安装有与内燃机组的排烟管相匹配的安装法兰。本发明利用物理分离法，不仅能够有效防止雨水或异物进入到排烟管中；而且，其结构简单，易于维护，解决了占用空间较大的问题，大大降低了制造成本。

Description

用于排烟管末端的烟尘消除器
技术领域
本发明涉及烟尘消除器，尤其涉及一种用于排烟管末端的烟尘消除器。
背景技术
针对内燃机组在运转时，由于受燃油(柴油、重油)的品质以及在燃烧不充分的限制，其在燃烧时会排放出大量的烟尘颗粒物，并随机组排烟管扩散到大气中，给周围环境及人员健康带来一定影响。随着人们对环境保护的日益关注，相应的环保法规日益严格，降低内燃机组烟尘颗粒物的影响变得尤为重要。
目前，消除内燃机组烟尘颗粒物的方法有很多，如：废气循环，增压中冷，微粒过滤，电离吸附等技术。但是，由于这些方法都比较复杂、占用空间较大，且雨水或异物容易进入到排烟管中。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种用于排烟管末端的烟尘消除器，其利用物理分离法，不仅能够有效防止雨水或异物进入到排烟管中；而且，其结构简单，易于维护，解决了占用空间较大的问题，大大降低了制造成本。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种用于排烟管末端的烟尘消除器，其特征在于：包括：安装在排烟管的最末端的筒体、分别安装在筒体上的上挡板、下挡板，其中，上挡板、下挡板将筒体分隔成后腔室、中腔室、前腔室；筒体的底部设有数个烟气的排烟孔，筒体的入口端外侧安装有与内燃机组的排烟管相匹配的安装法兰。
所述后腔室、中腔室、前腔室分为封闭式和非封闭式两种，其中，封闭式是利用惯性力机理，将含有颗粒物的烟气流冲击在上挡板、下挡板上，气流方向发生急剧转变，借助烟尘颗粒本身的惯性力作用，使烟尘颗粒与气流分离；非封闭腔室是利用重力沉降机理，烟气流通过上挡板、下挡板进入到非封闭腔室，由于流动截面积的扩大，而使气体流速大大降低，经过上挡板、下挡板惯性分离的烟尘颗粒逐渐聚结，在重力的作用下向装置底部沉降，并通过排烟孔排出。
所述上挡板、下挡板分别安装在筒体两端的1/3处。
所述数个排烟孔的大小是由后腔室、中腔室、前腔室逐渐变小。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其利用物理分离法，不仅能够有效防止雨水或异物进入到排烟管中；而且，其结构简单，易于维护，解决了占用空间较大的问题，大大降低了制造成本。
附图说明
图1为本发明结构与内燃机组连接示意图。
图2为本发明整体结构示意图。
图3为本发明整体结构剖面图。
图4为本发明封闭式腔室原理示意图。
图5为本发明非封闭式腔室原理示意图。
图中主要标号说明：
1.筒体、2.上挡板、3.安装法兰、4.下挡板、5.第一烟孔、6.第二烟孔、7.第三烟孔、8.排烟管、9.后腔室、10.中腔室、11.前腔室。
具体实施方式
如图1-图3所示，本发明包括：安装在排烟管的最末端的筒体1、采用焊接方式分别安装在筒体1上的上挡板2、下挡板4，其中，上挡板2、下挡板4将筒体1分隔成后腔室9、中腔室10、前腔室11；筒体1的底部设有数个烟气的排烟孔，本实施例按烟孔的大小分为：第一烟孔5、第二烟孔6、第三烟孔7；筒体1的入口端外侧采用焊接方式安装有与内燃机组的排烟管8相匹配的安装法兰3。
上述后腔室9、中腔室10、前腔室11分为封闭式和非封闭式两种，其中，封闭式是利用惯性力机理，将含有颗粒物的烟气流冲击在上挡板2、下挡板4上，气流方向发生急剧转变，借助烟尘颗粒本身的惯性力作用，使其与气流分离。
如图4所示，当含尘气流冲击到挡板B1上时，惯性大的粗尘粒(d1)首先被分离下来。被气流带走的尘粒(d2，且d2＜d1)，由于挡板B2使气流方向转变，借助离心力作用也被分离下来。若设该点气流的旋转半径为R2，切向速度为ut，则尘粒d2所受离心力与d2 2*ut 2/R2成正比。回旋气流的曲率半径愈小，愈能分离捕集细小的粒子。
如图5所示，非封闭腔室是利用重力沉降机理，烟气流通过上挡板2、下挡板4进入到非封闭腔室，由于流动截面积的扩大，而使气体流速大大降低，经过上挡板2、下挡板4惯性分离的烟尘颗粒逐渐聚结，在重力的作用下向装置底部沉降，并通过排烟孔排出。
通过模拟分析，非封闭腔室内的烟气为湍流形态，在每个横断面上烟尘颗粒是完全混合的，不规则分布于烟气中。
考虑宽度为W、高度为H和长为度L的模拟装置，在一个长度为dx的单元中，假如dy代表边界层的厚度，在气体流过距离dx的时间dx/v0内，边界层内粒径为dp的粒子都将沉降至装置底部而从排烟孔中除去；被除去的粒子分数可以简单地表示为dNp/Np。在时间dx/v0内，粒径为dp的粒子以其沉降速度us沉降，在垂直方向上沉降的最大距离dy＝us·dx/v0，因此dy/us＝dx/v0。对于粒子完全混合系统，比率dy/H是进入边界层且被从气流中除去粒子所占的分数，因此，粒径为dp的粒子的分级除尘效率为：
ηi＝-Npl/Np＝-(-UsL/vH)＝-(-UsLW/Q)
烟尘颗粒的沉降符合斯托克斯定律，可认为分级效率与粒径dp成正比。所以，本发明的烟尘消除效果主要取决于烟尘颗粒物的直径。
上述上挡板2、下挡板4分别安装在筒体1两端的1/3处。
上述数个排烟孔的大小是由后腔室9、中腔室10、前腔室11逐渐变小，其目的是为了排烟、排尘以及降低本发明的背压。根据烟气在本发明内运动的流态，烟孔的直径从烟气入口方向依次增大。
本发明的工作原理：其是利用档板的分隔，改变了含尘烟气的运动状态，使气流方向发生急剧转变，烟尘颗粒相互碰撞、聚结，并形成较大的颗粒物，最终，在重力的影响下，从本发明下部的烟孔中排出；而从内燃机组的排烟管8排出的烟气，首先通过前腔室11，在上挡板2的干扰下，气流方向转为向下，一部分烟气通过前腔室11的第三烟孔7排出；剩下的烟气从本发明下侧进入到中腔室10，在下挡板4的作用下，烟气中的灰尘相互碰撞，并聚结成更大的固体颗粒，进而，从烟气中分离出来，通过中腔室10的第二烟孔6排出；余下的烟气则从本发明上侧进入到前腔室9，这个腔室设计了很多的第一烟孔9，主要起到缓冲的作用，烟气在里面运动逐渐趋于平缓，流速降低，夹杂的烟尘颗粒逐渐在重力的作用影响下下沉，并连同烟气一起从前腔室11的第三烟孔7中排出。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种用于排烟管末端的烟尘消除器，其特征在于：包括：安装在排烟管的最末端的筒体、分别安装在筒体上的上挡板、下挡板，其中，上挡板、下挡板将筒体分隔成后腔室、中腔室、前腔室；筒体的底部设有数个烟气的排烟孔，筒体的入口端外侧安装有与内燃机组的排烟管相匹配的安装法兰。
2.根据权利要求1所述的用于排烟管末端的烟尘消除器，其特征在于：所述后腔室、中腔室、前腔室分为封闭式和非封闭式两种，其中，封闭式是利用惯性力机理，将含有颗粒物的烟气流冲击在上挡板、下挡板上，气流方向发生急剧转变，借助烟尘颗粒本身的惯性力作用，使烟尘颗粒与气流分离；
非封闭腔室是利用重力沉降机理，烟气流通过上挡板、下挡板进入到非封闭腔室，由于流动截面积的扩大，而使气体流速大大降低，经过上挡板、下挡板惯性分离的烟尘颗粒逐渐聚结，在重力的作用下向装置底部沉降，并通过排烟孔排出。
3.根据权利要求1所述的用于排烟管末端的烟尘消除器，其特征在于：所述上挡板、下挡板分别安装在筒体两端的1/3处。
4.根据权利要求1所述的用于排烟管末端的烟尘消除器，其特征在于：所述数个排烟孔的大小是由后腔室、中腔室、前腔室逐渐变小。
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