CN107224828A - 高速烟尘处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明主要用于除去气体中烟尘，属于环保设备领域，具体涉及一种高速烟尘处理系统，其包括依次设置的集气装置、烟尘捕捉阱和二次吸附阱。本发明结构较为简单、占地面积小且适用性强，通过烟尘捕捉阱实现气固分离的初步除尘，之后基于利用尘粒在运动气流中具有的惯性力，在二次吸附阱的进气口处通过突然改变含尘气流的流动方向达到二次分离的目的，利用气体流经截面积改变加强重力沉降，并通过烟尘分离器进行第三次辅助分离，最后在过滤单元通过压缩过滤颗粒进行精滤，对难去除颗粒进行进一步精处理，通过多级过滤提高整个系统的除尘效果。

Description

高速烟尘处理系统

技术领域

本发明涉及一种高速烟尘处理系统，属于环保设备领域。

背景技术

目前，随着我国经济的快速发展，烟尘和扬尘污染已严重影响我国居民的生活质量，是大气污染的主要成分，我国对空气中PM10、PM2.5都有严格限制，甚至锅炉烟尘都限制在5mg/L以下。

目前，常用的除尘措施主要有静电除尘、布袋除尘、机械除尘、湿式除尘等。

静电除尘器的基本原理是通过电晕放电建立一个高压电场，当气流从高压电场中通过时，颗粒物(包括焦油雾滴)与正负离子碰撞带电，并在电场力的作用下定向移动，在集尘极放电聚集，最后达到烟气除尘的效果。这种静电除尘器的初期除尘效率高，能捕集1μm以下的细微粉尘，但设备庞大，耗钢多，而且需要高压变电和整流设备，通常高压供电设备的输出峰值电压为70～100KV，因此投资相对较高。

布袋除尘器的基本原理是利用多孔过滤介质(滤袋)捕捉并分离颗粒物进行除尘的技术，其除尘效率高，相比静电除尘器，附属设备少，投资省，但过滤速度低，压力损失大，而且在应用时具有局限性(适于捕集细微而干燥的粉尘)：在处理湿度相对较高的含尘气体时，容易结露造成“糊袋”(尤其是冬季，更容易出现该问题)；在用于净化有腐蚀性气体时，需要采用适宜的耐腐蚀滤料；在用于处理高温烟气时，还需要采用耐高温的滤料。

机械式除尘器是依靠机械力(重力、惯性力、离心力等)将尘粒从气流中去除的装置，这类除尘器又可分为重力除尘设施(如重力沉降室)、惯性力除尘设施(如惯性除尘器)、离心力除尘设施(如旋风除尘器，又称离心分离器)。这类除尘器结构简单、投资少、易维护，但占地大，除尘效率低，对于除尘要求较高的场合不适用。

湿式除尘器(又称湿式洗涤器)是一类以水或其它液体作为捕集粉尘粒子介质的除尘设施，按耗能的高低分为低能湿式除尘器(如喷雾塔、水膜除尘器等)、高能湿式除尘器(如文丘里除尘器)。湿式除尘器可同时除尘和有害气体，结构简单，造价低，能处理湿度大温度高气体，但是其能耗大、水耗大，冬天还易结冻，因此应用时也具有一定的局限性。

目前，各类除尘器在实际应用过程中都存在一定的缺陷，国内外对除尘器的研发一直没有间断过，但依然没有研发出应用不受局限且占地小、能耗低、除尘效率高的除尘器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种主要用于除去气体中烟尘的除尘效率高且占地面积小、能耗低、适用性强的高速烟尘处理系统。

本发明所述的高速烟尘处理系统，包括依次设置的集气装置、烟尘捕捉阱和二次吸附阱。其中，烟尘捕捉阱包括捕捉筒、轨道和抛球器；抛球器和轨道均为圆环形结构，抛球器安装在轨道外周，抛球器的内周具有内凹的环形储球槽，环形储球槽中均布有数个径向隔板，抛球器内两相邻的径向隔板与轨道之间形成独立的过滤球储球空间，抛球器的外壁上设有啮合齿，其与驱动电机输出轴上的齿轮相啮合，并在驱动电机的带动下绕轨道周向旋转；捕捉筒固定在轨道的圆环形空间内，其内腔通过两片过滤球隔离网分隔成三个腔室，位于中间位置的腔室为过滤球通道，轨道的上部、下部分别开有过滤球出口、过滤球入口，过滤球出口通过上进球通道与过滤球通道连通；过滤球通道的正下方设有与其相通的倒锥形的烟尘收集器，对应过滤球入口在烟尘收集器的侧壁上开口，该口通过下出球通道与过滤球入口连通，在烟尘收集器内，从其顶部至其侧壁开口位置处安装一斜向过滤网，斜向过滤网上方设有冲洗装置，烟尘收集器的底部连接排尘管。二次吸附阱包括二次吸附筒，二次吸附筒的进气口处装有倒L型分离挡板，分离挡板的下端固定有向下倾斜的导灰板，二次吸附筒上端设有出气口，底部设有排污口，在二次吸附筒中横向设置有导风板，导风板上开有若干导风孔，导风板的位置高于进气口，导风板上方装有过滤单元。捕捉筒的烟气进口连接集气装置，烟气出口通过管路连接二次吸附筒的进气口。

本发明的工作原理及过程如下：

工作时，气体流经集气装置、烟尘捕捉阱和二次吸附阱进行净化除尘，净化后的气体最后从出气口排出。开始阶段，气体由集气装置吸入捕捉筒内，捕捉筒内的两块过滤球隔离网之间的过滤球通道内遍布有过滤球，这些过滤球通过旋转的抛球器(抛球器的旋转通过外部驱动电机的驱动实现)抛撒，并依次经轨道的过滤球出口、上进球通道进入到捕捉筒的过滤球通道内。正常工作时，捕捉筒内基本填满过滤球通道，抛球器通过缓慢转动来维持过滤球的进出平衡。气体中的烟尘进入捕捉筒中碰触过滤球时会被过滤球过滤，并随过滤球落到烟尘收集器的斜向过滤网上，进行过滤球和烟尘分离，烟尘收集器中的冲洗装置会定期对过滤球进行冲洗，附着在过滤球表面的烟尘颗粒随冲洗介质从排尘管中流出，与烟尘分离的过滤球沿斜向过滤网进入下出球通道，并通过轨道的过滤球入口进入抛球器内部的过滤球储球空间内，然后随抛球器的旋转到达轨道的过滤球出口，实现过滤球的循环利用，而气体也在烟尘捕捉阱的捕捉筒内实现了初级过滤，循环的过滤球可防止大量烟尘堵塞过滤球间隙，增强过滤效果，适应高含量、高温、高湿烟尘处理。之后气体沿管道进入二次吸附阱中，在二次吸附阱的进气口处，气体发生折向流动，而气体中的烟尘则由于惯性撞击到分离挡板上，随后在导灰板的作用下导入二次吸附筒底部，实现二级过滤。气体在二次吸附筒内继续上行，已除去大部分烟尘的气体流经导风板上的导风口进入上方的过滤单元，并通过过滤单元实现精细过滤。最终，洁净的气体从二次吸附筒上方的出气口排出。

优选的，所述的过滤球通道的宽度与抛球器的宽度相同。

优选的，所述的烟尘收集器的上方设有两相对的抑尘板，两抑尘板向内且向下倾斜，抑尘板的下端安装有抑尘喷头，通过抑尘板以及抑尘喷头能够防止烟尘颗粒逃逸。

优选的，所述的冲洗装置采用冲洗喷头，通过冲洗喷头可以定期对过滤球进行清洗，从而将过滤球上附着的烟尘颗粒清除，使过滤球能够长期循环使用。

优选的，所述的集气装置包括吸风罩、吸风机和吸风管道，吸风罩安装在吸风管道的一端，吸风管道的另一端与捕捉筒的烟气进口连接，吸风机安装在吸风管道上。在吸风机的负压作用下，含有烟尘的气体经吸风罩、吸风管道进入烟尘捕捉阱的捕捉筒中进行一级过滤除尘。

优选的，所述的过滤单元包括上窄下宽的锥形外壳，锥形外壳的上、下端分别装有上过滤网、下过滤网，在锥形外壳的内部装有过滤颗粒。烟气经过滤单元时，因烟气向上流动，会将过滤颗粒压实，剩余的少量烟尘被过滤颗粒过滤掉。进一步优选的，所述的过滤颗粒可采用活性炭颗粒或者陶瓷颗粒，通过活性炭颗粒可以去除烟尘中的有机物。

对应过滤单元设有冲洗结构，具体优选方案如下：在锥形外壳的上边缘设有环形水管，沿环形水管一周分布有喷水孔，必要时，打开环形水管对过滤颗粒进行冲洗形成水膜，进行进一步精过滤。

优选的，所述的导风板的下方连接烟尘分离器，烟尘分离器呈上宽下窄的倒锥形，其下端封闭，烟尘分离器的侧壁上均布有进风口，各进风口呈长条状且斜向贯穿烟尘分离器的侧壁。气体经二次吸附阱的分离挡板后向上运行，并沿倒锥形烟尘分离器侧壁上的进风口切向进入烟尘分离器内部，形成旋转，将气体中的烟尘颗粒沉降，实现辅助过滤。进一步优选的，烟尘分离器的底部连接排污管，排污管接入排污口，这样烟尘分离器中沉降的烟尘颗粒直接沿排污管进入排污口并通过管路排出。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明主要用于除去气体中烟尘，其结构较为简单、占地面积小且适用性强，通过烟尘捕捉阱实现气固分离的初步过滤除尘，之后基于利用尘粒在运动气流中具有的惯性力，在二次吸附阱的进气口处通过突然改变含尘气流的流动方向达到二次分离的目的，利用气体流经截面积改变加强重力沉降，并通过烟尘分离器进行第三次辅助分离，最后在过滤单元通过压缩过滤颗粒进行精滤，对难去除颗粒进行进一步精处理，通过多级过滤提高整个系统的除尘效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中的A-A剖面图；

图3是图1中烟尘捕捉阱的剖面图；

图4是图3中I部位的局部放大图；

图5是过滤单元的结构示意图。

图中：1、吸风罩；2、吸风管道；3、吸风机；4、抛球器；5、捕捉筒；6、导灰板；7、分离挡板；8、出气口；9、二次吸附筒；10、过滤单元；11、导风板；12、烟尘分离器；13、进风口；14、排污管；15、排污口；16、驱动电机；17、输出轴；18、齿轮；19、排尘管；20、烟尘收集器；21、啮合齿；22、径向隔板；23、轨道；24、下出球通道；25、过滤球入口；26、过滤球出口；27、上进球通道；28、抑尘喷头；29、抑尘板；30、冲洗喷头；31、斜向过滤网；32、过滤球隔离网；33、挡板；34、滚轮；35、上过滤网；36、下过滤网；37、过滤颗粒；38、喷水孔；39、环形水管；40、锥形外壳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

如图1～5所示，本发明所述的高速烟尘处理系统，包括依次设置的集气装置、烟尘捕捉阱和二次吸附阱。其中：

烟尘捕捉阱包括捕捉筒5、轨道23和抛球器4；抛球器4和轨道23均为圆环形结构，抛球器4安装在轨道23外周，抛球器4的内周具有内凹的环形储球槽，环形储球槽中均布有数个径向隔板22，抛球器4内两相邻的径向隔板22与轨道23之间形成独立的过滤球储球空间，抛球器4的外壁上设有啮合齿21，其与驱动电机16输出轴17上的齿轮18相啮合，并在驱动电机16的带动下绕轨道23周向旋转；捕捉筒5横向贯穿轨道23的圆环形空间并与轨道23固定，其内腔通过两片过滤球隔离网32分隔成三个腔室，位于中间位置的腔室为过滤球通道，轨道23的上部、下部分别开有过滤球出口26、过滤球入口25，过滤球出口26通过上进球通道27与过滤球通道连通；过滤球通道的正下方设有与其相通的倒锥形的烟尘收集器20，对应过滤球入口25在烟尘收集器20的侧壁上开口(可在烟尘收集器20的二分之一高度位置处开口)，该口通过下出球通道24与过滤球入口25连通，在烟尘收集器20内，从其顶部至其侧壁开口位置处安装一斜向过滤网31(朝下出球通道24的方向倾斜)，斜向过滤网31上方设有冲洗装置，烟尘收集器20的底部连接排尘管19；为了防止抛球器4在旋转过程中与捕捉筒5发生硬性摩擦，本实施例在抛球器4的内周上设置有滚轮34，使抛球器4绕轨道23的圆周转动，同时为了避免过滤球与滚轮34接触，在抛球器4中设置挡板33，将滚轮34与抛球器4中的过滤球隔开(如图4所示)。

二次吸附阱包括二次吸附筒9，二次吸附筒9的进气口处装有倒L型分离挡板7，分离挡板7的下端固定有向下倾斜的导灰板6，该导灰板6与垂直面呈30度夹角，其长度为倒L型分离挡板7中竖直边长度的1/3，二次吸附筒9上端设有出气口8，底部设有排污口15，在二次吸附筒9中横向设置有导风板11；导风板11的下方连接烟尘分离器12，烟尘分离器12呈上宽下窄的倒锥形，其下端封闭，烟尘分离器12上均布有进风口，各进风口呈长条状且斜向贯穿烟尘分离器12的侧壁，烟尘分离器12的底部连接排污管14，排污管14接入排污口15；导风板11上开有若干导风孔，导风板11的位置高于进气口，导风板11上方装有过滤单元10。集气装置包括吸风罩1、吸风机3和吸风管道2，吸风罩1安装在吸风管道2的一端，吸风管道2的另一端与捕捉筒5的烟气进口连接，吸风机3安装在吸风管道2上，捕捉筒5的烟气出口通过管路连接二次吸附筒9的进气口。

本实施例中，过滤球通道的宽度与抛球器4的宽度相同；在烟尘收集器20的上方设有两相对的抑尘板29，两抑尘板29向内且向下倾斜，抑尘板29的下端安装有抑尘喷头28；冲洗装置采用冲洗喷头30，其安装在抑尘板29的下板面上；过滤单元10包括上窄下宽的锥形外壳40，锥形外壳40的上、下端分别装有上过滤网35、下过滤网36，在锥形外壳40的内部装有过滤颗粒37(可采用活性炭颗粒或者陶瓷颗粒)，在锥形外壳40的上边缘设有环形水管39，沿环形水管39一周分布有喷水孔38，二次吸附筒9的底部设有排污口15。

本发明所述高速烟尘处理系统的工作原理过程如下：

工作时，气体流经集气装置、烟尘捕捉阱和二次吸附阱进行净化除尘，净化后的气体最后从出气口8排出。开始阶段，气体因吸风机3产生的负压从吸风罩1被吸入，流经吸风管道2进入捕捉筒5内。捕捉筒5内的两块过滤球隔离网32之间的过滤球通道内遍布有过滤球，这些过滤球通过旋转的抛球器4(抛球器4的旋转通过外部驱动电机16的驱动实现)抛撒，并依次经过滤球出口26和上进球通道27进入到捕捉筒5的过滤球通道内。正常工作时，捕捉筒5内基本填满过滤球通道，抛球器4通过缓慢转动来维持过滤球的进出平衡。气体中的烟尘进入捕捉筒5中碰触过滤球时会被过滤球过滤，并随过滤球经过烟尘收集器20中抑尘板29的缓冲作用，落到斜向过滤网31上，进行过滤球和烟尘分离，烟尘收集器中的冲洗喷头30会定期对过滤球进行冲洗，附着在过滤球表面的烟尘颗粒则随冲洗介质从排尘管19中流出。与烟尘分离的过滤球经过斜向过滤网31进入下出球通道24，并通过轨道23的过滤球入口25进入抛球器4内部的过滤球储球空间内，然后随抛球器4的旋转到达轨道23的过滤球出口26，实现过滤球的循环利用，循环的过滤球可防止大量烟尘堵塞过滤球间隙，增强过滤效果，适应高含量、高温、高湿烟尘处理。必要时，可以打开抑尘板29上的抑尘喷头28，防止烟尘向上逃逸。经初步过滤的气体流经管道进入二次吸附阱的入口，由于气体到此发生折向流动，而气体中的烟尘则由于惯性撞击到分离挡板7上，随后在导灰板6的作用下导入二次吸附筒9底部的排污口15并通过管路排出。气体在二次吸附筒9内继续上行，到达倒锥形的烟尘分离器12，并沿其侧壁上的进风口13切向进入烟尘分离器12内部，形成旋转，将气体中的烟尘颗粒沉降，实现辅助过滤，沉降的烟尘颗粒直接沿排污管14进入排污口15。之后，已除去大部分烟尘的气体流经导风板11上的导风口进入导风板11上方的过滤单元10，由于烟气向上流动，因此能够将过滤颗粒37压实，剩余的少量烟尘被过滤颗粒37过滤掉，洁净的气体从二次吸附筒9上方的出气口8排出，必要时可打开环形水管39对过滤颗粒进行冲洗形成水膜，进行进一步精处理。当烟尘处理要求高时，可设置多组过滤单元10，对烟尘进行多次精处理。由此过程实现对含烟尘气体的多级过滤。

Claims (10)

1.一种高速烟尘处理系统，其特征在于：包括依次设置的集气装置、烟尘捕捉阱和二次吸附阱；

烟尘捕捉阱包括捕捉筒(5)、轨道(23)和抛球器(4)；抛球器(4)和轨道(23)均为圆环形结构，抛球器(4)安装在轨道(23)外周，抛球器(4)的内周具有内凹的环形储球槽，环形储球槽中均布有数个径向隔板(22)，抛球器(4)内两相邻的径向隔板(22)与轨道(23)之间形成独立的过滤球储球空间，抛球器(4)的外壁上设有啮合齿(21)，其与驱动电机(16)输出轴(17)上的齿轮(18)相啮合，并在驱动电机(16)的带动下绕轨道(23)周向旋转；捕捉筒(5)固定在轨道(23)的圆环形空间内，其内腔通过两片过滤球隔离网(32)分隔成三个腔室，位于中间位置的腔室为过滤球通道，轨道(23)的上部、下部分别开有过滤球出口(26)、过滤球入口(25)，过滤球出口(26)通过上进球通道(27)与过滤球通道连通；过滤球通道的正下方设有与其相通的倒锥形的烟尘收集器(20)，对应过滤球入口(25)在烟尘收集器(20)的侧壁上开口，该口通过下出球通道(24)与过滤球入口(25)连通，在烟尘收集器(20)内，从其顶部至其侧壁开口位置处安装一斜向过滤网(31)，斜向过滤网(31)上方设有冲洗装置，烟尘收集器(20)的底部连接排尘管(19)；

二次吸附阱包括二次吸附筒(9)，二次吸附筒(9)的进气口处装有倒L型分离挡板(7)，分离挡板(7)的下端固定有向下倾斜的导灰板(6)，二次吸附筒(9)上端设有出气口(8)，底部设有排污口(15)，在二次吸附筒(9)中横向设置有导风板(11)，导风板(11)上开有若干导风孔，导风板(11)的位置高于进气口，导风板(11)上方装有过滤单元(10)；

捕捉筒(5)的烟气进口连接集气装置，烟气出口通过管路连接二次吸附筒(9)的进气口。

2.根据权利要求1所述的高速烟尘处理系统，其特征在于：所述的过滤球通道的宽度与抛球器(4)的宽度相同。

3.根据权利要求1或2所述的高速烟尘处理系统，其特征在于：所述的烟尘收集器(20)的内部上方设有两相对的抑尘板(29)，两抑尘板(29)向内且向下倾斜，抑尘板(29)的下端安装有抑尘喷头(28)。

4.根据权利要求1所述的高速烟尘处理系统，其特征在于：所述的冲洗装置采用冲洗喷头(30)。

5.根据权利要求1所述的高速烟尘处理系统，其特征在于：所述的集气装置包括吸风罩(1)、吸风机(3)和吸风管道(2)，吸风罩(1)安装在吸风管道(2)的一端，吸风管道(2)的另一端与捕捉筒(5)的烟气进口连接，吸风机(3)安装在吸风管道(2)上。

6.根据权利要求1所述的高速烟尘处理系统，其特征在于：所述的过滤单元(10)包括上窄下宽的锥形外壳(40)，锥形外壳(40)的上、下端分别装有上过滤网(35)、下过滤网(36)，在锥形外壳(40)的内部装有过滤颗粒(37)。

7.根据权利要求6所述的高速烟尘处理系统，其特征在于：所述的过滤颗粒(37)采用活性炭颗粒或者陶瓷颗粒。

8.根据权利要求6所述的高速烟尘处理系统，其特征在于：所述的锥形外壳(40)的上边缘设有环形水管(39)，沿环形水管(39)一周分布有喷水孔(38)。

9.根据权利要求1、2、4、5、6、7或8所述的高速烟尘处理系统，其特征在于：所述的导风板(11)的下方连接烟尘分离器(12)，烟尘分离器(12)呈上宽下窄的倒锥形，其下端封闭，烟尘分离器(12)上均布有进风口(13)，各进风口(13)呈长条状且斜向贯穿烟尘分离器(12)的侧壁。

10.根据权利要求9所述的高速烟尘处理系统，其特征在于：所述的烟尘分离器(12)的底部连接排污管(14)，排污管(14)接入排污口(15)。