CN108295596A - 一种文丘里湿法除尘装置及燃煤锅炉烟气净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明一种文丘里湿法除尘装置及燃煤锅炉烟气净化系统，结构简单，设计合理，高效低阻地实现了除尘工质和含尘气流的均匀混合，实施方便易行，成本低廉，社会效益显著，可广泛推广应用。所述装置包括依次连接的文丘里管和除雾器，以及从文丘里管喉部之前的收缩段中间位置插入并横穿文丘里管的除尘工质引入管；所述的除尘工质引入管插入文丘里管内的部分上下两侧对称设置有均压结构；除尘工质引入管沿含尘气体流动方向的横截面为流线型，均压结构设置在背向含尘气流来流方向；均压结构用于使除尘工质沿文丘里管宽度方向均匀喷入。
Description
技术领域
本发明涉及除尘环保设备，具体为一种文丘里湿法除尘装置及燃煤锅炉烟气净化系统。
背景技术
燃煤工业锅炉及窑炉排放的尾气中含有大量粉尘，直接排放会造成严重的环境污染。随着国内环保标准的日益严格，烟气必须经过除尘装置才能排放。
文丘里湿法除尘装置是一种高效湿式除尘装置，即可用于高温烟气降温，也可净化含有极细粉尘粒子及易于洗涤吸收的有毒有害气体，具有投资少、结构简单、操作维护方便、占地面积小等特点，在我国大容量工业锅炉、工业炉窑和部分电站锅炉烟气净化设备中占有相当的数量。
但是现有的文丘里湿法除尘装置主要从文丘里管喉部外侧或沿文丘里管轴向引入除尘工质，含尘气体和除尘工质流速差太大，造成除尘工质贴壁流动，含尘气体和除尘工质混合不充分，喉部除尘工质分布不均匀，除尘效果下降，装置耗水量增大，含尘气流流动阻力增大。研究表明，除尘工质喷入均匀性对文丘里除尘装置效率有显著影响，在不降低除尘效果且不显著增加能耗的情况下，提高除尘工质和含尘气流混合均匀性具有显著意义，对传统文丘里湿法除尘装置进行改进已迫在眉睫。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种文丘里湿法除尘装置及燃煤锅炉烟气净化系统，结构简单，设计合理，高效低阻地实现了除尘工质和含尘气流的均匀混合，实施方便易行，成本低廉，社会效益显著，可广泛推广应用。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种文丘里湿法除尘装置，包括依次连接的文丘里管和除雾器，以及从文丘里管喉部之前的收缩段中间位置插入并横穿文丘里管的除尘工质引入管；
所述的除尘工质引入管插入文丘里管内的部分上下两侧对称设置有均压结构；除尘工质引入管沿含尘气体流动方向的横截面为流线型，均压结构设置在背向含尘气流来流方向；均压结构用于使除尘工质沿文丘里管宽度方向均匀喷入。
优选的，所述均压结构为通过均压理论计算得到沿除尘工质引入管除尘工质流向设置的一排直径减缩的变径圆孔或一条宽度减缩的梯形缝隙。
优选的，除尘工质从均压结构中以与含尘气流来流小于90°的方向喷入文丘里管中。
优选的，除尘工质引入管从文丘里管喉部之前收缩段的中间位置呈单侧插入设置或两侧对称插入并在含尘气体通道内共线设置。
优选的，除尘工质引入管沿含尘气体通道呈单根布置或多根依次布置。
优选的，除尘工质引入管引入除尘工质为脱硫浆液。
一种燃煤锅炉烟气净化系统，采用上述任意一文丘里湿法除尘装置进行烟气除尘。
进一步，还包括依次连接在文丘里湿法除尘装置输出端的脱硫装置和烟囱。
进一步，还包括依次连接在文丘里湿法除尘装置输出端的烟囱，除尘工质引入管引入除尘工质为脱硫浆液，在除尘的同时进行脱硫。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过利用除尘工质引入管，将除尘工质在文丘里管内是从喉部之前收缩段中间位置引入，中间进气方式使得除尘工质从中间向外部扩散，含尘工质扰流除尘工质引入管产生的尾流中有大量的小漩涡，并且尾流中心为低压区，有利于含尘气体和除尘工质混合。考虑除尘工质引入造成的喷雾不均匀性，除尘工质引入管出口采用对称的均压结构，能够均匀喷入除尘工质，这种结构使得除尘工质能均匀喷入含尘气流通道，对均匀混合非常有利，强化含尘气体和除尘工质的混合，在较短时间和距离内实现二者的均匀混合。通过除尘工质引入管的流线型设置，减小除尘工质的引入阻力和文丘里管内含尘气体流动阻力。最后通过除雾器可以显著降低烟气含水量。制造和安装方便，且效率高，系统阻力小。
进一步的，将除尘工质通过均压结构从引入管背向与含尘气体来流小于90°方向均匀喷入含尘气流中，保证喷入均匀，混合充分。
进一步的，两个呈对称插入设置在文丘里管中的除尘工质引入管，能适应现场环境，保证除尘工质更加均匀的喷入和结构的稳定性。
附图说明
图1是本发明实例中所述文丘里湿法除尘装置的结构示意图。
图2a是除尘工质引入管的俯视图。
图2b为本发明实例中所述均压结构的变径圆孔直径示意图。
图2c为本发明实例中所述均压结构的梯形缝隙直径示意图。中缝隙初始段长度b、缝隙末端长度a、缝隙长度L、缝隙初始位置与烟道壁间距L0等参数可通过均压理论计算得到。
图3为本发明实例1中所述燃煤锅炉烟气净化系统结构示意图。
图4为本发明实例2中所述燃煤锅炉烟气净化系统结构示意图。
图中：除尘工质引入管1、文丘里管2、均压结构3、除雾器4、除尘工质输送泵5、文丘里湿法除尘装置6、风机7、脱硫装置8、烟囱9。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种文丘里湿法除尘装置，如图1所示，其包括除尘工质引入管1，文丘里管2，均压结构3和除雾器4。其中除尘工质引入管1从文丘里管2喉部之前的收缩段中间位置插入并横穿文丘里管2，且除尘工质引入管1沿含尘气流流动方向的截面为流线型，除尘工质引入管1插入文丘里管2内的部分上下两侧对称位置设置有均压结构3，除尘工质从均压结构3中以与含尘气流来流小于90°的方向喷入文丘里管2中，实现除尘工质与含尘气流快速均匀混合，混合气流通过除雾器4之后排放。本发明采用均压结构3实现了除尘工质均匀喷入到含尘气流中，保证除尘工质和含尘气流混合的均匀性。除尘工质引入管1流线型设计减小了文丘里管2内的阻力。本发明所提出的方法可应用在工业含尘废气和含尘含硫废气的净化中。
除尘工质通过除尘工质引入管1从文丘里管2喉部之前收缩段的中间引入，再通过均压结构3均匀喷入含尘气体通道，与含尘气体快速均匀混合。为降低文丘里除尘设备的阻力，除尘工质引入管1在文丘里管2内部分沿着气流流动方向截面形状为流线型；均压结构3设置在除尘工质引入管1插入文丘里管2内部分的上下对称位置；混合气流通过除雾器4之后排放。
其中，均压结构3为根据均压理论计算得到的一排变径圆孔或梯形缝隙。其俯视图如图2a所示；其沿除尘工质引入管1除尘工质流向设置的一排直径减缩的变径圆孔如图2b所示，各个圆孔依次均匀设置，且直径逐渐减小，均能够通过均压理论计算得到；或者为一条宽度减缩的梯形缝隙如图2c所示，缝隙初始段长度b、缝隙末端长度a、缝隙长度L、缝隙初始位置与烟道壁间距L0均能够通过均压理论计算得到。
除尘工质引入管1从文丘里管2喉部之前收缩段的中间位置从单侧或两侧插入并横穿含尘气体通道，即在中间位置的横截面内，采用一根除尘工质引入管1从任意一侧呈单侧插入，或者采用两根呈对称且共线设置的除尘工质引入管1沿径向插入对接接触，除尘工质引入管1沿含尘气体通道可单根或多根布置。除尘工质引入管1引入除尘工质为脱硫浆液时，该装置可同时实现除尘脱硫两种功能。
本发明一种文丘里湿法除尘装置，使用时，除尘工质从文丘里管2喉部收缩段之前单侧或两侧引入含尘气体通道，再通过含尘工质引入管上的均压结构3均匀喷入文丘里管内，与含尘气体快速均匀混合。方案中除尘工质引入管插入并横穿含尘气体通道，除尘工质射流以与含尘气体主流方向小于90°的夹角从均压结构处均匀喷入含尘气流中。除尘工质引入管可以在文丘里管内布置多根，也可以只布置单根。
该装置在应用时，除尘工质引入管1从文丘里管单侧或两侧中间位置插入并横穿文丘里管，这种引入方式属于中间进气方式，不同于从文丘里管喉部周边直接喷入方式。除尘工质引入管1的上下对称位置设置有均压结构3，可以根据均压理论求出均压结构的具体参数，这种均压结构3能够使得除尘工质沿文丘里管2宽度方向均匀喷入。中间进气方式使得除尘工质从中间向外部扩散，混合效果好，除尘效率高。含尘气体绕除尘工质引入管1的钝体流动，在钝体后方发生边界层分离并形成尾迹，在尾迹中形成很多漩涡，漩涡的存在加剧了流体扰动，而且尾部漩涡的中心区是低压区，低压区的存在有利于周围气体的流入，加快混合气体向中心扩散，提高混合效率。
该装置在应用时，将除尘工质引入管1采用流线型设计并对均压结构3的大小进行控制，使得引入除尘工质的阻力和含尘气流通过文丘里管的流动阻力降到系统允许范围内，降低额外功耗。引入管在含尘气流流动方向的截面呈流线型设计，增大引入管在含尘气体流向上的尺寸，减小高度方向的尺寸。为了减小引入管均压结构3的局部阻力，均压结构3处除尘工质的出口速度不宜过大。经验证，含尘气体和除尘工质能够在较短的时间和较小的距离内混合均匀，同时引入除尘工质的阻力很小。引入管的上下对称位置均压结构3布置在背向含尘气流来流侧，除尘工质射流方向与含尘气流流向之间存在一个小于90°的夹角，这有利于减小含尘气体流动阻力。该装置在应用时，文丘里管内可以布置多根除尘工质引入管，也可以只布置一根除尘工质引入管。
实施例1：
如图3所示，一种燃煤锅炉烟气系统，其包括依次连接的除尘工质输送泵5、文丘里湿法除尘装置6、风机7、脱硫装置8和烟囱9。如图3所示，文丘里湿法除尘装置安装在引风机7之前，再通过脱硫装置8脱硫后经过烟囱排放。
实施例2：
如图4所示，一种燃煤锅炉烟气系统，在实施例1的基础上，无需单独的脱硫装置，其除尘工质使用脱硫浆液时，该装置便可同时实现除尘和脱硫两种功能。使用浆液循环泵10从除尘工质引入管输送脱硫浆液，脱硫浆液通过均压结构喷入烟气中，经过除尘脱硫后，由引风机7将干净烟气送入烟囱9排放。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (9)
1.一种文丘里湿法除尘装置，其特征在于，包括依次连接的文丘里管(2)和除雾器(4)，以及从文丘里管(2)喉部之前的收缩段中间位置插入并横穿文丘里管(2)的除尘工质引入管(1)；
所述的除尘工质引入管(1)插入文丘里管(2)内的部分上下两侧对称设置有均压结构(3)；除尘工质引入管(1)沿含尘气体流动方向的横截面为流线型，均压结构(3)设置在背向含尘气流来流方向；均压结构(3)用于使除尘工质沿文丘里管(2)宽度方向均匀喷入。
2.根据权利要求1所述的一种文丘里湿法除尘装置，其特征在于，所述均压结构(3)为通过均压理论计算得到沿除尘工质引入管(1)除尘工质流向设置的一排直径减缩的变径圆孔或一条宽度减缩的梯形缝隙。
3.根据权利要求1所述的一种文丘里湿法除尘装置，其特征在于，除尘工质从均压结构(3)中以与含尘气流来流小于90°的方向喷入文丘里管(2)中。
4.根据权利要求1所述的一种文丘里湿法除尘装置，其特征在于，除尘工质引入管(1)从文丘里管(2)喉部之前收缩段的中间位置呈单侧插入设置或两侧对称插入并在含尘气体通道内共线设置。
5.根据权利要求1所述的一种文丘里湿法除尘装置，其特征在于，除尘工质引入管(1)沿含尘气体通道呈单根布置或多根依次布置。
6.根据权利要求1所述的一种文丘里湿法除尘装置，其特征在于，除尘工质引入管(1)引入除尘工质为脱硫浆液。
7.一种燃煤锅炉烟气净化系统，其特征在于，采用如权利要求1-5中任意一项所述的文丘里湿法除尘装置进行烟气除尘。
8.根据权利要求7所述的一种燃煤锅炉烟气净化系统，其特征在于，还包括依次连接在文丘里湿法除尘装置输出端的脱硫装置和烟囱。
9.根据权利要求7所述的一种燃煤锅炉烟气净化系统，其特征在于，还包括依次连接在文丘里湿法除尘装置输出端的烟囱，除尘工质引入管(1)引入除尘工质为脱硫浆液，在除尘的同时进行脱硫。
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