CN108686839B - 一种高效净化旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效净化旋风分离器，包括分离器本体，在分离器本体上部一侧设有进气管，顶部设有排气管，底部设有排尘口，内壁上覆有耐高温的防火砖，并且在所述分离器本体的内腔上部设有能够有效净化烟气中的燃烧中间产物的富氧净化装置，所述富氧净化装置包括纯氧释放器和环状分离器，所述环状分离器由多个圆环组成，并且相邻两个圆环之间设有方便气流通过的间隙，在环状分离器下方设有与分离器本体内腔连通的纯氧释放器。本发明结构简单，制造成本低，经济实用性强，节能环保，不仅可以显著降低粉尘和有害气体的排放量，而且可以大大降低废气除尘、净化处理的物力和财力投入。

Description

一种高效净化旋风分离器

技术领域

本发明涉及一种高效净化旋风分离器，属于工业行业用分离设备技术领域。

背景技术

随着经济的飞速发展，环境污染越来越严重，因此环境问题一直是备受关注的重要问题之一。在工业行业中，冶金炼钢电炉和以原煤为燃料的焚烧炉增加很多，这些炉窑排放的大气污染物对周围环境造成很大危害，所以从含尘气体中去除颗粒物以减少其向大气排放的技术越来越重要，现通常使用旋风分离器进行除尘处理，其作用是尽可能除去输送气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离的目的，当含杂质气体沿轴向进入旋风分离器后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口并返回焚烧炉进行二次焚烧，旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡经分离器顶部出口流出。其结构简单、操作弹性大、效率较高、管理维修方便，价格低廉，用于捕集直径5～10μm以上的粉尘。但是，它对细尘粒(如直径<5μm)的分离效率较低，细粉分离效率仅能达到70%～90%，为了降低粉尘排放量，需要在分离器出气口处接入布袋除尘器进行二次净化，但是如果粉尘排放量太大将加大布袋除尘器的负担，大大加大了除尘设备的损耗和经济投入；另外，现有的旋风分离器功能单一，只能作除尘预处理，对有害气体的净化作用有限，为了达到废气排放的国家标准，需要增加多级净化装置，将投入大量的物力和财力，并且增大了各种工业生产的难度和强度。因此，提高分离器的分离和净化效率，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供本一种高效净化旋风分离器，可以克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种高效净化旋风分离器，包括分离器本体，在分离器本体上部一侧设有进气管，顶部设有排气管，底部设有排尘口，在整个分离器内壁上覆有耐高温的防火砖，并且在所述分离器本体的内腔上部设有富氧净化装置。

前述富氧净化装置包括设置在排气管内的环状分离器，所述环状分离器为一层以上设置，在环状分离器下方设有与分离器本体内腔连通的纯氧释放器。

前述每一层环状分离器由多个圆环组成，并且相邻两个圆环之间设有保证流经的气阻满足灰尘下落且不影响引风损耗的间隙。

前述每一层环状分离器的相邻两个圆环之间的水平间隙为1～3mm；相邻两层环状分离器的垂直间隙为100～500mm。

前述环状分离器为防火砖组成或耐高温陶瓷材料制成的槽型板。

前述纯氧释放器包括供氧站，其通过通氧管与分离器本体内腔连通。

在前述分离器本体上部的防火砖上设有一个以上通氧孔，通氧孔为纯氧释放器的穿行和固定通道，通氧孔内设有氧气喷嘴，所述通氧管一端插接在氧气喷嘴上，另一端与供氧站连接。

前述氧气喷嘴沿分离器本体内壁圆周环形多个布置，喷嘴方向正对分离器本体的中心线，并且倾斜向下设置，其与分离器本体内壁的倾斜夹角为30º～60º。

在前述防火砖上开设有环形回灰槽，所述环形回灰槽为一层以上设置，其均布在分离器本体内壁圆周和排气管外壁圆周上，并且倾斜向下设置。

均布在前述分离器本体内壁圆周的环形回灰槽为楔形耐火砖；均布在排气管外壁圆周上的环形回灰槽为耐磨耐热陶瓷或不锈钢楔形环，并且所述环形回灰槽与分离器本体内壁的夹角为30º～65º。

与现有技术比较，本发明公开了一种高效净化旋风分离器，其对现有的旋风分离器进行改进，在其内部增加了富氧净化装置，所述富氧净化装置包括在排气管内的多个圆环组成环状分离器，在环状分离器下方设有与分离器本体内腔连通的纯氧释放器，当含有粉尘的气体从进气管进入旋风分离器本体内进行分离时，纯氧释放器给分离器本体内腔供氧，使进入分离器本体内腔的高温有害排放物进行二次燃烧，可以对大量易燃颗粒和未充分燃烧产生的有害气体进行净化，再经过分离器进行分离后，密度大的尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿器壁下落流出排尘口，此时分离出的基本上是直径5～10μm以上的粉尘，大部分细尘粒(如直径<5μm的粉尘)依然和旋转的气流混合在一起上升至环状分离器，通过环状分离器对气流进行干涉，可以防止粉尘直接从环状分离器上方的排气管排出，并且大多粉尘会聚集在环状分离器上，通过纯氧释放器对聚集在环状分离器上的粉尘进一步燃烧处理，不但可以大大减少粉尘的排放量，而且经过二次燃烧净化，极大限度地减少了有害气体的排放，更加环保。

所述环状分离器为防火砖组成或耐高温陶瓷材料制成的圆环槽型板，其耐火性好，使用寿命长，并且所述环状分离器为多层布置，上升的粉尘将受到槽型板的U型边和每一层环状分离器的干涉，通过层层设阻，可以很大程度上利用粉尘的惯性达到最佳的阻隔效果，保证不增加气流阻力的情况下达到最佳的分离效果。

另外，还对防火砖结构进行改进，在其上开设有环形回灰槽，所述环形回灰槽为一层以上设置，以楔形防火砖作为分离器本体内壁环形回灰槽的主体形状，其均布在分离器本体内壁圆周上；排气管外壁圆周通过加工耐磨耐热不锈钢或陶瓷楔形环作为环形回灰槽，并且环形回灰槽倾斜向下设置，倾斜向下设置不仅是分离器的螺旋形向下气流走向，而且更加方便聚集在其表面的粉尘下落；多层设置可以更好地干涉粉尘的上升速度，保证大量粉尘聚集在环形回灰槽后，受重力作用下降从排尘口排出，并且粉尘的上升速度减缓后，可以使分离更加充分，大多提高了分离效率。

在所述分离器本体上部的防火砖上设有用于安置氧气喷嘴的通氧孔，所述通氧管插接在氧气喷嘴上，通过氧气喷嘴将氧气流喷入分离器本体的内腔，并且所述氧气喷嘴为一个以上设置，具体地，所述氧气喷嘴沿分离器本体内壁圆周环形多个布置，并且喷嘴方向正对旋风分离器的中心线，保证氧气能够与穿过中心筒的烟气充分混合同时不影响内筒的热力性能，保证通氧充足，使烟气燃烧更充分。

本发明结构简单，制造成本低，经济实用性强，具有良好的推广性：首先，其节能环保，通过富氧净化装置，不仅可以显著降低粉尘和有害气体的排放量，而且可以减少多级除尘净化设备的使用率，大大降低了废气除尘、净化处理的物力和财力投入；其次，通过对分离器内壁上设置的防火砖结构进行改进，可以更好地干涉粉尘的上升速度，使其分离更加充分，大大提高了分离器的分离效率。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是本发明实施例二的结构示意图。

图3是图2中A-A剖面局部示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

如图1和图2所示，一种高效净化旋风分离器，包括分离器本体1，在分离器本体1上部一侧设有进气管2，顶部设有排气管3，底部设有排尘口4，内壁上覆有耐高温的防火砖5，并且在所述分离器本体1的内腔上部设有富氧净化装置，所述富氧净化装置包括设置在排气管内的环状分离器6，所述环状分离器6为一层以上设置，在环状分离器6下方设有与分离器本体内腔连通的纯氧释放器7。

实施例一

如图1所示，所述环状分离器6为与排气管内筒壁相贴合的圆形板，其上开设有一个以上保证气流通过的流通小孔，当含有粉尘的气流抵达圆形板后，受到圆形板干涉，可以有效减缓粉尘直接从圆形板上方的排气管3排出；所述纯氧释放器7包括供氧站71，其通过通氧管与分离器本体1内腔接通，并且所述通氧管为一根以上，插接入分离器本体1内腔，含有粉尘的气流为高温气流，并带有未充分燃烧的易燃颗粒，通氧后立刻燃烧，将大量粉尘和有害气体进行净化。

但是，当环状分离器6附着大量的粉尘颗粒后，其流通小孔容易堵塞。另外，插接入分离器本体1内腔的通氧管受燃烧高温的影响，需要采用耐高温的材质，然而，通氧管受到加工条件的限制，采用耐高温的材质制造难度大、成本高。

实施例二

如图2和图3所示，所述环状分离器6由多个圆环组成，其相邻两个圆环之间的水平间隙为1～3mm，并且包括所述范围内的所有尺寸，间隙的距离保证流经分离器的气阻满足灰尘下落的条件并且不影响引风机的引风损耗，而且此设计间隙不容易堵塞，实用性强；所述环状分离器6为一层以上设计，相邻两层环状分离器6之间的垂直间隙为100～500mm并且包括所述范围内的所有尺寸，所述环状分离器6为耐高温的防火砖或耐高温陶瓷板，其耐火性好，使用寿命长，为了提高其阻挡效果，所述所述环状分离器6的圆环均采用槽型结构，此结构对气流的干涉阻挡效果更好，当气流抵达第一层槽型板后，受到第一层槽型板一次阻力后减速，并使气流沿槽型板的U型边移动，在通过间隙，最后抵达第二层槽型板，受到第二层槽型板的二次阻力，依次内推，使气流受到层层阻力，可以更好地减少粉尘的排放量。

在所述分离器本体1内壁上的防火砖5上开设有一个以上通氧孔，所述通氧孔为纯氧释放器7的穿行和固定通道，具体位置在所述环状分离器6下方，在通氧孔上安装有氧气喷嘴73，使所述纯氧释放器7的通氧管插接在氧气喷嘴73，所述氧气喷嘴73沿分离器本体1的内壁圆周环形多个布置，并且喷嘴方向正对分离器本体1的中心线，通过氧气喷嘴73将氧气流喷入分离器本体1内腔，保证氧气能够与穿过分离器本体1中心筒的烟气充分混合，同时不影响内筒的热力性能，为了使氧气流更好的进入环状分离器6的下方，所述氧气喷嘴73倾斜向下设置，并且氧气喷嘴73与分离器本体1的夹角为30º～60º。此设计不仅使燃烧净化更加充分，而且通氧管不用直接插入分离器本体1的内腔，可以避免高温对通氧管的损坏，使用寿命更长。另外，结合环状分离器6使气流上升速度减缓，并且粉尘排放受阻，可以使二次燃烧净化更加充分。

为了提高分离器的分离效率，进一步减少粉尘的排放量，在防火砖5上开设有环形回灰槽8，所述环形回灰槽8为一层以上设置，其均布在分离器本体1内壁圆周和排气管3外壁圆周上，具体地，均布在所述分离器本体1内壁圆周的环形回灰槽为楔形耐火砖；均布在排气管3外壁圆周上的环形回灰槽为耐磨耐热陶瓷或不锈钢楔形环，并且倾斜向下设置，倾斜角度30º～65º，其倾斜向下设置不仅是分离器的螺旋形气流走向，而且更加方便聚集在其表面的粉尘下落。当带有大量粉尘的气流上升时，气流受到环形回灰槽8的干涉，不仅减缓粉尘的上升速度，使其分离更充分，并且可以使粉尘聚集在环形回灰槽8上，受重力作用下降，从排尘口4排出。

Claims (4)

1.一种高效净化旋风分离器，包括分离器本体，在分离器本体上部一侧设有进气管，顶部设有排气管，底部设有排尘口，并且在整个分离器内壁上覆有耐高温的防火砖，其特征在于：在所述分离器本体的内腔上部设有富氧净化装置；所述富氧净化装置包括设置在排气管内的环状分离器，所述环状分离器为一层以上设置，在环状分离器下方设有与分离器本体内腔连通的纯氧释放器；每一层环状分离器由多个圆环组成，并且相邻两个圆环之间设有保证流经的气阻满足灰尘下落且不影响引风损耗的间隙；

所述每一层环状分离器的相邻两个圆环之间的水平间隙为1～3mm；相邻两层环状分离器的垂直间隙为100～500mm；

所述环状分离器为防火砖组成或耐高温陶瓷材料制成的槽型板；

在防火砖上开设有环形回灰槽，所述环形回灰槽为一层以上设置，其均布在分离器本体内壁圆周和排气管外壁圆周上，并且倾斜向下设置；

均布在所述分离器本体内壁圆周的环形回灰槽为楔形耐火砖；均布在排气管外壁圆周上的环形回灰槽为耐磨耐热陶瓷或不锈钢楔形环，并且所述环形回灰槽与分离器本体内壁的夹角为30°～65°。

2.根据权利要求1所述的高效净化旋风分离器，其特征在于：所述纯氧释放器包括供氧站，其通过通氧管与分离器本体内腔连通。

3.根据权利要求2所述的高效净化旋风分离器，其特征在于：在所述分离器本体上部的防火砖上设有一个以上通氧孔，通氧孔为纯氧释放器的穿行和固定通道，通氧孔内设有氧气喷嘴，所述通氧管一端插接在氧气喷嘴上，另一端与供氧站连接。

4.根据权利要求3所述的高效净化旋风分离器，其特征在于：所述氧气喷嘴沿分离器本体内壁圆周环形多个布置，喷嘴方向正对分离器本体的中心线，并且倾斜向下设置，其与分离器本体内壁的倾斜夹角为30°～60°。