CN108452593B - 一种低阻高效流化除雾器装置及其除雾方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低阻高效流化除雾器装置及除雾方法。流化除雾器采用上大下小的变径管道，变径管道内设置除雾腔；气流由变径管道底部进入，在上升气流的作用下除雾腔内除雾介质呈流化状态，与此同时上升的气流遇到流化状态的除雾介质，在惯性和折流等作用下，气流方向发生偏移，气流中携带的液滴和固体颗粒不断被球状除雾介质表面吸附、凝聚、拦截，经过除雾介质去除液滴之后的气流由除雾器顶部排出。除雾介质根据不同风速和系统参数选择不同的比重和孔隙率，这种球状的设计具有不易堵塞、易清洗、工况适应性强、流化效果好的特点，能够有效提高除雾效率，且投资少、阻力小、不易堵塞、运行维护成本低，能够满足各类除雾场合的除雾要求。

Description

一种低阻高效流化除雾器装置及其除雾方法

技术领域

本发明属于除雾技术领域，特别是涉及一种低阻高效流化除雾器装置，以及利用该装置除雾的方法。

背景技术

除雾器被广泛化工、环境保护领域中，除雾器是很多工业生产系统中的关键设备,其性能直接影响到其他生产系统能否连续可靠运行。目前除雾器主要型式有折流板除雾器、旋流板分离器、旋风式除雾器、丝网除雾器、静电除雾器、纤维除雾器等。

折流板除雾器虽然运行阻力较低，但其除雾效果很难满足要求；旋流板分离器或旋风式除雾器除雾效率较高，处理量大，但运行阻力大；丝网除雾器及纤维除雾器虽然除雾效率高，但易堵塞，使用寿命短；静电除雾器虽然除雾效果好，但其投资及运行成本高。

这就要求除雾器的设计不仅要具备高除雾效率，还应具备低阻力、良好的耐腐蚀性能、方便清洗和维修、防堵塞、低能耗等。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供了一种低阻高效流化除雾器及除雾方法，具备除雾效率高、运行阻力小、耐腐蚀、防堵塞、低能耗、低成本易维护、适应性强等优良性能。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种低阻高效流化除雾器，待处理气体从竖直安装的流化除雾器一端引入，从另一端排出，所述流化除雾器包括变径管道、设置在变径管道内底部的筛板、筛板及变径管道之间围合而成的除雾腔和置于除雾腔内的除雾介质，所述变径管道入口面积小于出口面积，变径管道入口朝下用于引入待处理气体，变径管道出口向上用于排出净化气体，待处理气体中含雾化液体和/或固体颗粒。

优选地，所述变径管道上端出口面积为下端入口面积的1.1～8倍，变径管道横截面从下向上逐渐连续扩大。

优选地，所述除雾介质为球状多孔介质。

优选地，所述除雾介质包括实心小球、空心小球和多孔小球，所述除雾介质为不同比重、不同孔隙率、不同材质的混合物。

进一步地，所述除雾介质直径为10mm～100mm。

由上，所述的流化除雾器的低阻高效除雾器，至少一个所述流化除雾器安装在密闭空间内的花板的孔内，流化除雾器与花板一起将密闭空间分隔为净气室和雾气室，在净气室内位于各流化除雾器出口上方连接有延伸筒,延伸筒上方设有与液体管接通的清洗喷头，用于清洗除雾介质；在雾气室内位于各流化除雾器入口下方设有与压缩气体管接通的气体喷嘴，用于预流化除雾介质。

由上，所述的流化除雾器的流化除雾方法，包含以下步骤：

S01.让携带雾化液体和/或固体颗粒的气流由除雾腔底部以初始气流速度V₀进入除雾腔内，碰撞除雾介质，初始气流速度V₀大于除雾介质的流化速度，使除雾介质在除雾腔内处于流化运动后，从除雾腔顶部以末端气流速度V_L离开除雾腔，而除雾腔顶部末端气流速度V_L小于流化速度，以防止除雾介质被气流带走，从而使除雾腔中的除雾介质一直处于流化形态；

S02.携带雾化液体和/或固体颗粒的气流与除雾介质接触、碰撞，使雾化液体和固体颗粒在除雾介质表面吸附、凝聚，并得到净化后的除雾气体；

S03.使吸附、凝聚于除雾介质表面的液体在重力的作用下沿变径管道边壁向下汇集，从而收集下来。

优选地，在步骤S01前还包括步骤:

j.在流化除雾器使用前，让压缩气体经气体喷嘴由除雾腔下方喷入除雾腔底部，碰撞除雾介质，喷出的气流速度大于除雾介质的流化速度，使除雾介质处于流化状态，即预先使除雾介质在流化除雾器内预启动，以形成流化形态的除雾介质，流化除雾器正常运行后喷嘴停止喷吹工作。

由上，步骤S01中末端气流速度V₁为初始气流速度V₀的0.125～0.909倍。

优选地，在步骤S03后还包括步骤:

h.让液体经液体管、清洗喷头向流化除雾器上部出口喷出，清洗除雾介质。

进一步地，所述除雾方法的除雾效率为98％～99.9％。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

携带雾化液体和或固体颗粒的气流由筛板进入流化除雾器，在气流的作用下，变径管道内堆积的球状多孔介质向上方运动，到达一定高度后，由于变径管道采用上端开口大下端开口小的特殊设计，上方断面面积不断增加，上方气流速度变小，使得气流速度小于除雾介质的流化速度，从而除雾介质向变径管道边缘及下方运动，形成流化形态的除雾介质，而变径管道边壁的倾斜角使得边缘的球状多孔介质在重力的作用下沿变径管道边壁向下运动填补被气流吹起的多孔介质，继而循环往复，形成稳定的流化形态，而在非变径的除雾腔中置入除雾介质并通入气流时，除雾介质流化形态不均匀，只存在局部流化形态或除雾介质均在除雾腔顶部堆积在一起不流化，在除雾介质吸附雾化液体后容易结块。

本发明的阻力约200～800Pa，除雾效率可达到98％～99.9％,相较于折流板除雾器除雾效率高，相较于静电除雾器，其成本低、维护方便。

流化速度是指介质在流化状态下克服自身重力向上移动时所对应的风速称为流化速度。流化状态是指介质以一定速度进入容器中在容器底部提供一定风压，介质分压大于等于单位截面上介质的重量，介质即呈悬浮状态运动而不致被流体带走，其上部必须具有一个水平的界面。

携带雾化液体和/或固体颗粒的气流与除雾介质接触、碰撞，使雾化液体和/或固体颗粒在除雾介质表面吸附、凝聚，并得到净化后的除雾气体，使雾化液体和/或固体颗粒在重力的作用下沿变径管道边壁向下形成稳定层流汇集至筛板以下。

除雾介质采用球状多孔介质作为除雾媒介，但不局限于多孔介质材料，包括实心小球、空心小球和多孔小球，所述除雾介质为不同比重、不同孔隙率、不同材质的混合物。可以根据实际需要设置不同的除雾介质，这种球状多孔介质的设计不仅能够使得多孔介质流化的效果得到加强，而且球状多孔介质的压力损失小，多孔介质的表面对液滴和固体颗粒的吸附作用能够提高除雾效率，降低了系统压力损失，除雾介质使用时间过长失效后可直接拆下进行更换，操作方便快捷，大大降低了设备成本和维护费用，提高了维护检修的便捷性。

流化除雾器安装布置在花板上，结构简单，流化除雾器上部安装有与液体管接通的清洗喷头，用于清洗除雾介质，使附着在除雾介质表面的各种液体和固体，如酸雾、焦油、粉尘被清洗，恢复除雾介质的除雾能力，并有效防止除雾介质粘结成团。

流化除雾器下部安装有与压缩气体管接通的气体喷嘴，用于流化除雾器刚启动时流化除雾介质，确保流化除雾器可靠运行。

该气体喷嘴，不仅能够保障工作时多孔介质处于稳定的流化状态，而且具备一定的防堵塞作用。

每个变径管道上方连接延伸筒，延伸筒的高度大于除雾介质克服重力向上运动的距离，可有效防止一个除雾腔内的除雾介质被流化后落入另一个除雾腔，使密闭空间内各除雾腔始终保持原有的阻力，不会造成密闭空间内流化介质分布不均，导致部分除雾腔内除雾介质不流化，其他除雾腔内除雾介质跑失。

本发明具备除雾效率高、运行阻力小、耐腐蚀、防堵塞、低能耗、安全可靠、低成本、易维护、适应性强等优良性能。

附图说明

图1为实施例2中本发明提供的低阻高效流化除雾器的结构示意图，

图2为实施例3中本发明提供的低阻高效流化除雾器的结构示意图，

图3为实施例1本发明提供的低阻流化除雾器内设置单个流化除雾器单元时处于流化状态时的剖面结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步详细的说明。

实施例1如图3所示，本发明为一种低阻高效流化除雾器，待处理气体从竖直安装的流化除雾器一端引入，从另一端排出，所述流化除雾器包括变径管道3、设置在变径管道内底部的筛板5、筛板及变径管道之间围合而成的除雾腔9和置于除雾腔内的除雾介质8，所述变径管道入口31面积小于出口32面积，变径管道入口朝下用于引入待处理气体，变径管道出口向上用于排出净化气体，待处理气体中含雾化液体和/或固体颗粒。

变径管道上端出口面积为下端入口面积的1.1～8倍，变径管道横截面从下向上逐渐连续扩大，形状不局限于圆台，包括各类多边形棱台。所述除雾介质为球状多孔介质。所述筛板5为丝网、开孔板或者其他具备良好隔离和通风效果的结构。除雾介质包括实心小球、空心小球和多孔小球，除雾介质为不同比重、不同孔隙率、不同材质的混合物。除雾介质直径为10mm～100mm。

一种低阻高效流化除雾器的流化除雾方法，包含以下步骤：

S01.让携带雾化液体和/或固体颗粒的气流由除雾腔底部以初始气流速度V₀进入除雾腔内，碰撞除雾介质，初始气流速度V₀大于除雾介质的流化速度，使除雾介质在除雾腔内处于流化运动后，从除雾腔顶部以末端气流速度VL离开除雾腔，而除雾腔顶部末端气流速度V_L小于流化速度，以防止除雾介质被气流带走，从而使除雾腔中的除雾介质一直处于流化形态；

S02.携带雾化液体和/或固体颗粒的气流与除雾介质接触、碰撞，使雾化液体和固体颗粒在除雾介质表面吸附、凝聚，并得到除雾后的净化气体；

S03.使吸附、凝聚于除雾介质表面的雾化液体在重力的作用下沿变径管道边壁向下汇集，从而收集下来。

由上，步骤S01中末端气流速度V₁为初始气流速度V₀的0.125～0.909倍。

当流化除雾器内除雾介质处于流化状态，其阻力为200Pa～800Pa，所述除雾方法的除雾效率为98％～99.9％。

实施例2，如图1所示，所述的流化除雾器的低阻高效除雾器，至少一个所述流化除雾器安装在密闭空间1内的花板4的孔内，花板是布袋除尘器中常见的，分布有同样大小通孔的隔板，流化除雾器与花板一起将密闭空间分隔为净气室11和雾气室6，在净气室内位于各流化除雾器出口上方连接有延伸筒2,延伸筒的高度大于除雾介质克服重力向上运动的距离，用于防止除雾介质跑失，延伸筒2上方设有与液体管接通的清洗喷头10，用于清洗除雾介质；在雾气室内位于各流化除雾器入口下方设有与压缩气体管接通的气体喷嘴7，在引入待处理气体前，通过脉冲阀控制气体喷嘴喷出压缩气体使除雾介质运动，用于预流化除雾介质。

实验表明，当除雾介质粒径小于等于10mm时，仅从除雾腔底部通入初始在气流速度大于流化速度的待处理气体时，亦不能使除雾介质流化，需从除雾腔底部通入的压缩气体使除雾介质运动后，除雾介质才能在待处理气体的作用下保持流化状态。

当密闭空间内的流化除雾器为多个时，且密闭空间内气流分布均匀时，各除雾器内除雾介质等量，粒径一致，比重相同。

变径管道上端出口面积为下端入口面积的1.1～8倍，变径管道横截面从下向上逐渐连续扩大，形状不局限于圆台，包括各类多边形棱台。所述除雾介质为球状多孔介质。所述筛板5为丝网、开孔板或者其他具备良好隔离和通风效果的结构。除雾介质包括实心小球、空心小球和多孔小球，除雾介质为不同比重、不同孔隙率、不同材质的混合物。除雾介质直径为10mm～100mm。

一种低阻高效流化除雾器的流化除雾方法，包含以下步骤：

j.在流化除雾器使用前，让压缩气体经气体喷嘴由除雾腔下方喷入除雾腔底部，碰撞除雾介质，喷出的气流速度大于除雾介质的流化速度，使除雾介质处于流化状态，即预先使除雾介质在流化除雾器内预启动，以形成流化形态的除雾介质,流化除雾器正常运行后喷嘴停止喷吹工作；

S01.让携带雾化液体和/或固体颗粒的气流由除雾腔底部以初始气流速度V₀进入除雾腔内，碰撞除雾介质，初始气流速度V₀大于除雾介质的流化速度，使除雾介质在除雾腔内处于流化运动后，从除雾腔顶部以末端气流速度V_L离开除雾腔，而除雾腔顶部末端气流速度V_L小于流化速度，以防止除雾介质被气流带走，从而使除雾腔中的除雾介质一直处于流化形态；

S02.携带雾化液体和/或固体颗粒的气流与除雾介质接触、碰撞，使雾化液体和固体颗粒在除雾介质表面吸附、凝聚，并得到除雾后的净化气体；

S03.使吸附、凝聚于除雾介质表面的液体在重力的作用下沿变径管道边壁向下汇集，从而收集下来；

h.除雾器运行一定时间后，经液体管、清洗喷头向流化除雾器上部出口喷出，清洗除雾介质。

由上，步骤S01中末端气流速度V₁为初始气流速度V₀的0.125～0.909倍。

当流化除雾器内除雾介质处于流化状态，其阻力为200Pa～800Pa，所述除雾方法的除雾效率为98％～99.9％。

实施例3，如图2所示，所述的低阻高效流化除雾器，至少一个所述流化除雾器安装在密闭空间1内的花板4的孔内，流化除雾器与花板一起将密闭空间分隔为净气室11和雾气室6，在净气室内位于各流化除雾器出口上方连接有延伸筒2,延伸筒2上方设有与液体管接通的清洗喷头10，用于清洗除雾介质；在雾气室内位于各流化除雾器入口下方设有与压缩气体管接通的气体喷嘴7，用于预流化除雾介质。

前述低阻高效流化除雾器采用多个低阻高效流化除雾器串联组合除雾，也可根据除雾效率的要求采用单个低阻高效流化除雾器除雾。

变径管道横截面从下向上逐渐连续扩大，形状不局限于圆台，包括各类多边形棱台。所述除雾介质为球状多孔介质。所述筛板5为丝网、开孔板或者其他具备良好隔离和通风效果的结构。除雾介质包括实心小球、空心小球和多孔小球，除雾介质为不同比重、不同孔隙率、不同材质的混合物。上部的低阻高效流化除雾器中除雾介质直径为10mm～100mm，下部的低阻高效流化除雾器中除雾介质直径为10mm～100mm，下部的低阻高效流化除雾器中变径管道上端出口截面积为下端入口面积的1.1～8倍，上部的低阻高效流化除雾器中变径管道上端出口面积为下端入口面积的1.1～8倍，

一种低阻高效流化除雾器的流化除雾方法，包含以下步骤：

j.在流化除雾器使用前，让压缩气体经气体喷嘴由除雾腔下方喷入除雾腔底部，碰撞除雾介质，喷出的气流速度大于除雾介质的流化速度，使除雾介质处于流化状态，即预先使除雾介质在流化除雾器内预启动，以形成流化形态的除雾介质,流化除雾器正常运行后喷嘴停止喷吹工作；

S01.让携带雾化液体和/或固体颗粒的气流由除雾腔底部以初始气流速度V₀进入除雾腔内，碰撞除雾介质，初始气流速度V₀大于除雾介质的流化速度，使除雾介质在除雾腔内处于流化运动后，从除雾腔顶部以末端气流速度VL离开除雾腔，而除雾腔顶部末端气流速度V_L小于流化速度，以防止除雾介质被气流带走，从而使除雾腔中的除雾介质一直处于流化形态；

S02.携带雾化液体和/或固体颗粒的气流与除雾介质接触、碰撞，使雾化液体和固体颗粒在除雾介质表面吸附、凝聚，并得到除雾后的净化气体；

S03.使吸附、凝聚于除雾介质表面的液体在重力的作用下沿变径管道边壁向下汇集。

h.除雾器运行一定时间后，经液体管、清洗喷头向流化除雾器上部出口喷出，清洗除雾介质。

由上，步骤S01中末端气流速度V₁为初始气流速度V₀的0.125～0.909倍。

当流化除雾器内除雾介质处于流化状态，其阻力为200Pa～800Pa，所述除雾方法的除雾效率为98％～99.9％。

如上所述，本装置具备结构简单、成本低、除雾效率高、运行阻力小、耐腐蚀、防堵塞、维护方便、适应性强等优良性能。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低阻高效流化除雾器的流化除雾方法，其特征在于，所述流化除雾器包括变径管道(3)、设置在变径管道底部的筛板(5)、筛板及变径管道之间围合而成的除雾腔(9)和置于除雾腔内的除雾介质(8)，所述除雾介质为球状多孔介质，所述变径管道入口(31)面积小于出口(32)面积，变径管道入口朝下用于引入待处理气体，变径管道出口向上用于排出净化气体，待处理气体中含雾化液体和/或固体颗粒;

所述流化除雾方法包括以下步骤：

S01.所述待处理气体由除雾腔底部以初始气流速度V0进入除雾腔内，碰撞除雾介质，初始气流速度V0大于除雾介质的流化速度，使除雾介质在除雾腔内处于流化运动后，从除雾腔顶部以末端气流速度VL离开除雾腔，而除雾腔顶部末端气流速度VL小于流化速度，以防止除雾介质被气流带走，从而使除雾腔中的除雾介质一直处于流化形态；

S02.所述待处理气体与除雾介质接触、碰撞，使雾化液体和固体颗粒在除雾介质表面吸附、凝聚，并得到净化后的除雾气体；

S01.吸附、凝聚于除雾介质表面的液体在重力的作用下沿变径管道边壁向下汇集，从而收集下来。

2.根据权利要求1所述的流化除雾方法，其特征在于，所述变径管道上端出口面积为下端入口面积的1.1～8倍，变径管道横截面从下向上逐渐连续扩大。

3.根据权利要求1所述的流化除雾方法，其特征在于，所述除雾介质为不同比重、不同孔隙率、不同材质的混合物。

4.根据权利要求1所述的流化除雾方法，其特征在于，所述除雾介质直径为10mm～100mm。

5.根据权利要求1所述的流化除雾方法，其特征在于，至少一个所述流化除雾器安装在密闭空间(1)内的花板(4)的孔内，流化除雾器与花板一起将密闭空间分隔为净气室(11)和雾气室(6)，在净气室内位于各流化除雾器出口上方连接有延伸筒(2), 延伸筒(2)上方设有与液体管接通的清洗喷头(10)，用于清洗除雾介质；在雾气室内位于各流化除雾器入口下方设有与压缩气体管接通的气体喷嘴(7)，用于预流化除雾介质。

6.根据权利要求5所述的流化除雾方法，其特征在于，在步骤S01前还包括步骤:

j.在流化除雾器使用前，让压缩气体经气体喷嘴由除雾腔下方喷入除雾腔底部，碰撞除雾介质，喷出的气流速度大于除雾介质的流化速度，使除雾介质处于流化状态，即预先使除雾介质在流化除雾器内预启动，以形成流化形态的除雾介质，流化除雾器正常运行后喷嘴停止喷吹工作。

7.根据权利要求6所述的流化除雾方法，其特征在于，步骤S01中末端气流速度V1为初始气流速度V0的0.125～0.909倍。

8.根据权利要求6所述的流化除雾方法，其特征在于，在步骤S03后还包括步骤:

h.让液体经液体管、清洗喷头向流化除雾器上部出口喷出，清洗除雾介质。

9.根据权利要求6所述的流化除雾方法，其特征在于，所述除雾方法的除雾效率为 98%～ 99.9%。