CN108261840B - 一种多孔泡沫表面强化的除雾器叶片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气液分离技术领域，尤其是一种用于包括但不限于湿法脱硫系统中的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，包括截面基本形状为折线形的叶片本体，以及位于叶片本体集液面表面处的作为增强结构的多孔泡沫层；每个叶片本体的截面由至少相邻的两段折线段组成一个单元，并且至少具有一个单元。本发明除了具有一般除雾器叶片的除雾能力外，所述的多孔泡沫层作为增强结构，其泡沫筋可进一步提高对液滴的捕获能力，特别是对微小液滴的捕获能力。
Description
技术领域
本发明涉及气液分离技术领域，尤其是一种用于包括但不限于湿法脱硫系统中的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片。
背景技术
除雾器被广泛用于分离塔中气体夹带的液滴，可有效降低分离塔出口处雾气中的微小液滴含量。其原理为雾气在相邻叶片间通道中行进时方向发生剧烈改变，液滴碰撞到叶片表面而被叶片捕集，从而实现液滴的脱除。在火电厂湿法脱硫系统中，除雾器在脱除气流中液滴的过程中同时起到脱除固体颗粒物(如煤灰、石灰石或石膏颗粒)的作用。目前，在我国火电厂湿法脱硫系统吸收塔中所采用的除雾器有多种，包括平面式折板除雾器、屋脊式折板除雾器等，其中常规除雾器所采用的叶片有折板型、正弦波型、带勾正弦波型等，而带勾正弦波型可在一定程度进一步降低出口处液滴及固体颗粒物的浓度。
当前环保要求日趋严格，国家标准GB13223-2011中规定燃煤锅炉烟尘排放限值不得高于30mg/m3，现有的除雾器及其叶片结构仍然存在对微小液滴脱除效率不高的问题，难以满足环保要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，其结构简单、稳定，除雾效率高，且具有良好的排液能力。
本发明的技术方案是：
一种多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，包括截面基本形状为折线形的叶片本体，以及位于叶片本体集液面表面处的作为增强结构的多孔泡沫层；每个叶片本体的截面由至少相邻的两段折线段组成一个单元，并且至少具有一个单元。
所述的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，多孔泡沫层的孔隙率范围ε＝75～99％，平均孔径范围为dp＝0.6mm～3.5mm，泡沫筋直径范围ds＝0.1mm～0.45mm。
所述的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，叶片本体相邻折线段之间由直线或弧线过渡。
所述的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，叶片本体的间距范围S＝25mm～50mm，多孔泡沫层厚度与叶片本体的间距比值范围N＝0.1～0.5，多孔泡沫层宽度与叶片本体的宽度比值范围M＝0.1～1。
所述的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，多孔泡沫层采用无机非金属材料或金属材料。
所述的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，无机非金属材料包括但不仅限于碳化硅、氧化铝或氧化硅，金属材料包括但不仅限于泡沫铜或泡沫铝。
本发明具有如下优点及有益效果：
除了具有一般除雾器叶片的除雾能力外，所述的多孔泡沫层作为增强结构，其泡沫筋可进一步提高对液滴的捕获能力，特别是对微小液滴的捕获能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；其中，(A)相邻折线段之间由直线过渡；(B)相邻折线段之间由弧线过渡。
图2为本发明的尺寸标注图；其中，(A)相邻折线段之间由直线过渡；(B)相邻折线段之间由弧线过渡。
图3为本发明的使用状态图(3片组合时)；其中，(A)相邻折线段之间由直线过渡；(B)相邻折线段之间由弧线过渡。
图4为本发明多孔泡沫层实物图。
图5为本发明多孔泡沫层孔结构细节特征图。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明用于除雾器的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，由叶片本体和位于叶片本体集液面的多孔泡沫层共同组成。叶片本体截面由多段折线段组成，每个叶片本体的截面由至少相邻的两段折线段组成一个单元，并且至少具有一个单元，相邻的折线段间由直线或弧线过渡。多孔泡沫层为平板状，通过粘接或固定件连接的方式与叶片本体相结合，自每个叶片本体集液面表面顶端处开始设置多孔泡沫层。
将本发明应用于脱硫塔的除雾器中时，叶片本体排列方向为在竖直风道内水平放置，或在水平风道内竖直放置。设备运行时，湿烟气携带大量微小液滴进入除雾器叶片间通道中，由于湿烟气运动方向改变，而液滴具有惯性，可与叶片表面的多孔泡沫层进行碰撞而被脱除。在湿烟气与第一集液面作用后，气流继续运动到达第二集液面，进一步脱除剩余的微小液滴，以保证出口处尽可能低的液滴浓度。对于具有多个单元的除雾器叶片，后续的集液面具有相同的作用原理。微小液滴被所述的除雾器叶片及表面多孔泡沫层捕获后，汇聚成大液滴，在重力作用下沿泡沫筋表面向下方运动，最终回流回分离塔内。
为进一步说明本发明，下面配合附图详细描述具体实施方式。
实施例1：
如图1(A)所示，本实施例中，具有一个单元的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，包括一个叶片本体和位于叶片本体上的多孔泡沫层。
所述的叶片本体断面由多段折线段1A、1B、1C、1D组成，相邻的折线段间由直线过渡，其中折线段1A为入口导流段，折线段1B为第一集液面，折线段1C为第二集液面，折线段1D为出口导流段。其尺寸标注如图2(A)所示，叶片本体厚度为2mm，总跨度L为140.7mm；入口导流段长度LA为20mm，与第一集液面夹角为135度；出口导流段长度LD为15mm，与第二集液面夹角为135度；第一集液面长度LB为83.5mm，第二集液面长度LC为66mm，两集液面夹角α为90度。
所述的多孔泡沫层2A位于折线段1B上，多孔泡沫层2B位于折线段1C上，多孔泡沫层形状为厚度均匀的平板状多孔泡沫层，如图4所示。所述的多孔泡沫层泡沫孔和泡沫筋细节特征如图5所示。所述的多孔泡沫层其材料为多孔泡沫碳化硅，制备方法基于申请号为CN03134039.3(公开号CN1600742A)的发明专利中描述的制备方法，平均孔径大小为dp＝1.1mm，泡沫筋直径为ds＝0.42mm，孔隙率ε＝75％，多孔泡沫层的泡沫层宽度与叶片本体对应折线段宽度比M＝1。
当相邻两叶片间距为S＝45mm时，多孔泡沫层厚度为n＝8.5mm，此时所述的多孔泡沫层厚度与叶片本体的间距比值N＝0.189。
本发明在使用时将数个叶片平行地放置组成除雾器，放置于竖直风道上部。图3(A)为所述的除雾器叶片工作时排列的示意图，湿烟气首先进入除雾器底端的入口，在与叶片本体的第一集液面(折线段1B)及其表面的多孔泡沫层2A作用后，除掉烟气中的部分液滴，此时烟气中的液滴浓度已经有所降低，再利用第二集液面(折线段1C)和其表面的多孔泡沫层2B进一步出去烟气中剩余的液滴，此时烟气中的液滴处于微量状态，烟气携带残余液滴由除雾器顶端的出口处离开。所拦截的液滴在多孔泡沫层增强结构或叶片本体表汇集，在重力作用下回流至风道底部的水池中。
将本实施例所述的除雾器叶片组合成除雾器，安装于风道内。取操作条件为：气速3m/s，液气比0.496L/m3，喷射粒径范围5～150μm，平均粒径60μm的精细液滴。
本实施例用于含微小液滴气液两相流的分离除雾性能指标是：除雾效率为84.7％。本发明的效果在于，除了叶片本体所起到的除雾效果外，所述的多孔泡沫层2A、2B中的网状泡沫筋起到对微小液滴附加的高效拦截的作用。
实施例2
与实施例1不同之处在于，操作条件为：气速4m/s，液气比0.372L/m3。
本实施例用于含微小液滴气液两相流的分离除雾性能指标是：除雾效率为86.9％。
实施例3
与实施例1不同之处在于，操作条件为：气速5m/s，液气比0.298L/m3。
本实施例用于含微小液滴气液两相流的分离除雾性能指标是：除雾效率为88.2％。
实施例4
与实施例1不同之处在于，所述的多孔泡沫层厚度为n＝6.5mm，多孔泡沫层厚度与叶片本体的间距比值N＝0.144。
本实施例用于含微小液滴气液两相流的气液分离性能指标是：除雾效率为84.0％。
实施例5
与实施例4不同之处在于，操作条件为：气速4m/s，液气比0.372L/m3。
本实施例用于含微小液滴气液两相流的分离除雾性能指标是：除雾效率为86.6％。
实施例6
与实施例4不同之处在于，操作条件为：气速5m/s，液气比0.298L/m3。
本实施例用于含微小液滴气液两相流的分离除雾性能指标是：除雾效率为86.4％。
实施例7
与实施例1不同之处在于，所述的多孔泡沫层泡沫筋直径为ds＝0.36mm，孔隙率ε＝90％。
本实施例用于含微小液滴气液两相流的分离除雾性能指标是：除雾效率为85.9％。
实施例8
与实施例7不同之处在于，操作条件为：气速4m/s，液气比0.372L/m3。
本实施例用于含微小液滴气液两相流的分离除雾性能指标是：除雾效率为87.8％。
实施例9
与实施例7不同之处在于，操作条件为：气速5m/s，液气比0.298L/m3。
本实施例用于含微小液滴气液两相流的分离除雾性能指标是：除雾效率为88.1％。
实施例10：
如图1(B)所示，本实施例中，具有一个单元的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，包括一个叶片本体和位于叶片本体上的多孔泡沫层。
所述的叶片本体断面由多段折线段1A、1B、1C、1D组成，相邻的折线段间分别由弧线1E、1F、1G过渡，其中折线段1A为入口导流段，折线段1B为第一集液面，折线段1C为第二集液面，折线段1D为出口导流段。其尺寸标注如图2(B)所示，叶片本体厚度为2mm，总跨度L为126.2mm；入口导流段长度LA为10mm，与第一集液面夹角为135度；出口导流段长度LD为5mm，与第二集液面夹角为135度；第一集液面、第二集液面长度LB、LC为32mm，两集液面夹角αF为90度。弧线过渡段1E、1G的半径RE、RG均为52mm，弧线过渡段1E、1G的角度αE、αG为40度。弧线过渡段1F的半径RF为23mm，弧线过渡段1F的角度αF为90度。
所述的多孔泡沫层2A位于折线段1B上，多孔泡沫层2B位于折线段1C上，其基本形状为的平板状多孔泡沫层。泡沫层上端添加向本体弧线段以切线形式进行过渡的过渡段，且其厚度逐渐减小。当相邻两叶片间距为S＝30mm时，多孔泡沫层厚度为n＝6.5mm，此时所述的多孔泡沫层厚度与叶片本体的间距比值N＝0.217。
其使用方式与实施例1相同，如图3(B)所示。
以上内容是结合本发明的优选实施方式所提供技术方案所做的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述说明，对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，其特征在于，具有一个单元的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，包括一个叶片本体和位于叶片本体上的多孔泡沫层；
所述的叶片本体断面由多段折线段1A、1B、1C、1D组成，相邻的折线段间由直线过渡，其中折线段1A为入口导流段，折线段1B为第一集液面，折线段1C为第二集液面，折线段1D为出口导流段；叶片本体厚度为2mm，总跨度L为140.7mm；入口导流段长度LA为20mm，与第一集液面夹角为135度；出口导流段长度LD为15mm，与第二集液面夹角为135度；第一集液面长度LB为83.5mm，第二集液面长度LC为66mm，两集液面夹角α为90度；
所述的多孔泡沫层2A位于折线段1B上，多孔泡沫层2B位于折线段1C上，多孔泡沫层形状为厚度均匀的平板状多孔泡沫层；所述的多孔泡沫层其材料为多孔泡沫碳化硅，平均孔径大小为dp=1.1mm，泡沫筋直径为ds=0.42mm，孔隙率ε=75%，多孔泡沫层的泡沫层宽度与叶片本体对应折线段宽度比M=1；
当相邻两叶片间距为S=45mm时，多孔泡沫层厚度为n=8.5mm，此时所述的多孔泡沫层厚度与叶片本体的间距比值N=0.189；
在使用时将数个叶片平行地放置组成除雾器，放置于竖直风道上部；湿烟气首先进入除雾器底端的入口，在与叶片本体的第一集液面折线段1B及其表面的多孔泡沫层2A作用后，除掉烟气中的部分液滴，此时烟气中的液滴浓度已经有所降低，再利用第二集液面折线段1C和其表面的多孔泡沫层2B进一步出去烟气中剩余的液滴，此时烟气中的液滴处于微量状态，烟气携带残余液滴由除雾器顶端的出口处离开；所拦截的液滴在多孔泡沫层增强结构或叶片本体表汇集，在重力作用下回流至风道底部的水池中。
2.一种多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，其特征在于，具有一个单元的多孔泡沫表面强化的除雾器叶片，包括一个叶片本体和位于叶片本体上的多孔泡沫层；
所述的叶片本体断面由多段折线段1A、1B、1C、1D组成，相邻的折线段间分别由弧线1E、1F、1G过渡，其中折线段1A为入口导流段，折线段1B为第一集液面，折线段1C为第二集液面，折线段1D为出口导流段；叶片本体厚度为2mm，总跨度L为126.2mm；入口导流段长度LA为10mm，与第一集液面夹角为135度；出口导流段长度LD为5mm，与第二集液面夹角为135度；第一集液面、第二集液面长度LB、LC为32mm，两集液面夹角α F为90度；弧线过渡段1E、1G的半径RE、RG均为52mm，弧线过渡段1E、1G的角度α E、α G为40度；弧线过渡段1F的半径RF为23mm，弧线过渡段1F的角度α F为90度；
所述的多孔泡沫层2A位于折线段1B上，多孔泡沫层2B位于折线段1C上，其基本形状为的平板状多孔泡沫层；泡沫层上端添加向本体弧线段以切线形式进行过渡的过渡段，且其厚度逐渐减小；当相邻两叶片间距为S=30mm时，多孔泡沫层厚度为n=6.5mm，此时所述的多孔泡沫层厚度与叶片本体的间距比值N=0.217。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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