CN108854401A - 一种防堵塞高效流化除雾器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防堵塞高效流化除雾器，包括一段上大下小的变径管道、安装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，变径管道底部截面积小于顶部截面积，变径管道与筛板接触处设置有一层或者多层布气孔，用于使除雾介质向中心移动，所述变径管道内壁还布置有若干根自变径管道内壁向除雾器中心朝上部位弯曲延伸的导水装置，用于与除雾介质碰撞汇集除雾介质表面的液滴，使液滴沿导水装置流向变径管道内壁，用于收集液滴。本发明具备除雾效率高、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。
Description
技术领域
本发明属于除雾技术领域，特别是涉及一种防堵塞高效流化除雾器。
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。
201810180699.2公开了一种低阻高效除雾器，具备低阻力、良好的耐腐蚀性能、方便清洗和维修、防堵塞、低能耗等特点，但位于除雾器中部的流化除雾介质捕集液滴后，除雾介质表面的液体不易释放，形成较厚的液膜，当除雾介质相互碰撞时产生较多的大颗粒液滴，并在气流的作用下形成液滴飞溅，不利于液滴的高效收集。
发明内容
本发明的目的在于使除雾器内表面附着的除雾介质能顺利流化，提高除雾介质的排液能力解决难以回流问题，提供了一种防堵塞高效流化除雾器，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：
一种防堵塞高效流化除雾器，包括一段上大下小的变径管道、安装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，变径管道底部截面积小于顶部截面积，变径管道与筛板接触处设置有布气层，变径管底部用于引入待处理气体，变径管道顶部用于排出净化气体，待处理气体中含雾化液体和/或固体颗粒，其特征在于，所述布气层用于使除雾介质向中心移动，所述变径管道内壁还布置有若干根自变径管道内壁向除雾器中心朝上部位弯曲延伸的导水装置，用于与除雾介质碰撞汇集除雾介质表面的液滴，使液滴沿导水装置流向变径管道内壁，用于收集液滴。
为实现本发明的目的，优选地，所述导水装置按以下方式布置在变径管道内壁：
在变径管道内壁分布多层导水装置；每层内的导水装置沿所述变径管道内壁圆周面均匀分布；各层导水装置错开布置，使上下方位的导水装置不在同一竖直截面内。
为实现本发明的目的，优选地，所述布气层设置有一层或者多层布气孔，用于使除雾介质向中心移动。
进一步地，所述除雾介质为球状多孔介质或球状空心介质。
进一步地，所述除雾介质直径为10mm～100mm。
作为上述布气装置的第一种优选方案，所述布气层的高度为除雾介质直径的1～3倍。
作为上述布气装置的第二种优选方案，所述布气层设置在变径管道下半部分。
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。
进一步地，所述布气孔沿变径管道内壁圆周面均匀分布，布气孔孔径为除雾介质直径的1/10～9/10；各层布气孔可错开布置，或使上下方位的布气孔在同一竖直截面内。
进一步地，所述导水装置为刚性扁平条状或圆形棒状的金属或非金属。
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。
当除雾介质吸收待处理气流中的雾化液体和或固体颗粒后，表面具充分湿润，位于除雾器底部内壁处的除雾介质附着在内壁上，且底部被筛板支撑，不易流化。
布气层布置在除雾器底部侧壁，由一层或多层布气孔组成，待处理气体同时也从布气孔引入除雾器，将除雾器底部内壁处的球形除雾介质冲入除雾腔中心，使其流化。
同时布置在变径管道内壁的导水装置能接触除雾介质相互碰撞时产生大颗粒液滴，使液滴在张力的作用下沿接触到的导水装置表面扩展，在导水装置表面汇集变大，再沿导水装置向变径管道内壁流动，最后沿变径管道内壁向下流动。布置的导水装置可防止大颗粒液滴在气流的作用形成液滴飞溅，有效解决了除雾器中部除雾介质表面液滴难以汇集回流的问题，提高除雾效率26％。
本发明的阻力约150～500Pa，除雾效率可达到99.97％以上，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1本发明提供的防堵塞高效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；
图2为实施例2中本发明提供的防堵塞高效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；
图3为实施例2中本发明提供的防堵塞高效流化除雾器的俯视结构示意图；
图4为实施例3中本发明提供的防堵塞高效流化除雾器的结构示意图；
图5为实施例2本发明提供的防堵塞高效流化除雾器的俯视结构示意图；
图6为图5中A处的放大示意图。
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1所示，本发明为一种防堵塞高效流化除雾器，包括一段上大下小的变径管道3、安装在变径管道下端侧壁的布气层5、筛板6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，变径管道底部31截面积小于顶部32截面积，变径管底部用于引入待处理气体，变径管道顶部用于排出净化气体，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。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。
所述布气层按照以下方式设置，用于使除雾介质向中心移动，布气层由单层或多层布气孔7组成，所述筛板6为丝网、开孔板或者其他具备良好隔离和通风效果的结构，待处理气体同时也从布气孔引入除雾器，将除雾器底部内壁处的球形除雾介质冲入筛网中心，被待处理气体吹起使其流化。
实施例2如图2所示，本发明为一种防堵塞高效流化除雾器，包括一段上大下小的变径管道3、安装在变径管道下端侧壁的布气层5、筛板6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，变径管道底部31截面积小于顶部32截面积，变径管底部用于引入待处理气体，变径管道顶部用于排出净化气体，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。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。所述变径管道3内壁还布置有若干根自变径管道内壁向除雾器中心朝上部位弯曲延伸的导水装置33，用于与除雾介质8碰撞汇集除雾介质表面的液滴，使液滴沿导水装置流向变径管道3内壁。所述导水装置为扁平条状或圆形棒状的金属或非金属，固定在变径管道内壁，如图3在变径管道内壁分布多层导水装置33；每层内的导水装置沿所述变径管道内壁圆周面均匀分布；各层导水装置错开布置，使上下方位的导水装置不在同一竖直截面内。如图5，优选扁平条状的金属或非金属，在安装时，使扁平条状的导水装置横截面的短轴34所在周面35朝向所述变径管道的圆周面。
所述布气层按照以下方式设置，用于使除雾介质向中心移动，布气层由单层或多层布气孔7组成，所述筛板6为丝网、开孔板或者其他具备良好隔离和通风效果的结构，待处理气体同时也从布气孔引入除雾器，将除雾器底部内壁处的球形除雾介质冲入筛网中心，被待处理气体吹起使其流化。
实施例3，如图4所示，至少一个实施例2所述的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12，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13，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。
以201810180699.2中公布的低阻高效流化除雾器(下统称流化除雾器)作为对比例1。
为验证防堵塞高效流化除雾器(下统称防堵流化除雾器)的除雾性能，运用201810180035.6公布的一种流化除雾器检测装置对对比例1、实施例1和实施例2进行对比实验，实验内容如下：
A、阻力损失测试：利用压力计测除雾器入口和出口的全压，阻力损失为入口与出口的全压差；
B、流化速度测试：除雾器稳定运行后，测得此时除雾器流化风速为v1，除雾器出口处风速为v2，运用等速采样法得到单位时间采样的气体量V，单位时间为1小时；
C、除雾器入口及出口液滴浓度测试：入口液滴浓度ci根据喷嘴喷出的液体量及处理气体量获得；出口液滴浓度co采用重量法获得，其计算如公式(1)所示，除雾效率η计算如公式(2)所示：
式中：c0——除雾器出口液滴浓度，mg/m3；
g1——滤纸的初始质量，mg；
g2——采样完成后滤纸的质量，mg；
V——单位时间所采气体流量，m3/h；
t——等速采样时长，h；
式中：η——除雾效率，％；
ci——除雾器入口液滴浓度，mg/m3；
c0——除雾器出口液滴浓度，mg/m3；
相同工况下除雾器性能对比试验数据统计如下：
研究表明在除雾器入口处雾滴浓度均设置为70g/m3时，三种除雾器在同等条件下进行实验，其流化速度和压力损失不发生变化，但本发明实施例2的防堵塞高效流化除雾器的除雾性能得到明显提高，其除雾效率达到99.97％，出口液滴浓度下降26％，且实施例2中除雾器底部内壁处的球形除雾介质不在内壁表面附着，保持持续流化状态，有效的改善了除雾器底部边缘的除雾介质不能够顺利流化的情况，因此其防堵塞能力也更强，在流化速度为3.37m/s时，除雾器内形成的液膜为倾泻态，在设置导水装置后，除雾介质表面形成液膜及时顺导水装置倾泻，不发生雾沫夹带，导水装置的布气层的设置强化了除雾效率，对降低除雾器出口的液滴浓度有显著效果。
表2与现有技术相比本发明的主要效果的主要差别
说明：对比实验在相同实验工况下进行，保证了实验数据的真实可靠性，同时实验采用的除雾器模型上端直径为200mm下端为100mm，除雾介质为直径 20mm的空心小球，其比重为0.264g/cm3；其中防堵流化除雾器布气层由两层布气孔构成，每层布气孔采用上下方位垂直截面布置，每层之间间距为10mm，布气孔直径为除雾介质直径的1/2即10mm，除雾器内错开布置有两层导水装置，每层四根。
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，例如使除雾介质和布气装置具有相同的电荷，使除雾介质与布气装置间产生斥力。
Claims (10)
1.一种防堵塞高效流化除雾器，包括一段上大下小的变径管道、安装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，变径管道底部截面积小于顶部截面积，变径管道与筛板接触处设置有布气层，变径管底部用于引入待处理气体，变径管道顶部用于排出净化气体，待处理气体中含雾化液体和/或固体颗粒，其特征在于，所述布气层用于使除雾介质向中心移动，所述变径管道内壁还布置有若干根自变径管道内壁向除雾器中心朝上部位弯曲延伸的导水装置，用于与除雾介质碰撞汇集除雾介质表面的液滴，使液滴沿导水装置流向变径管道内壁，用于收集液滴。
2.根据权利要求1所述的流化除雾器，其特征在于，所述导水装置按以下方式布置在变径管道内壁：
在变径管道内壁分布多层导水装置；每层内的导水装置沿所述变径管道内壁圆周面均匀分布；各层导水装置错开布置，使上下方位的导水装置不在同一竖直截面内。
3.根据权利要求1所述的流化除雾器，其特征在于，所述布气层设置有一层或者多层布气孔，用于使除雾介质向中心移动。
4.根据权利要求3所述的流化除雾器，其特征在于，所述除雾介质为球状多孔介质或球状空心介质。
5.根据权利要求3所述的流化除雾器，其特征在于，所述除雾介质直径为10mm～100mm。
6.根据权利要求3所述的流化除雾器，其特征在于，所述布气层的高度为除雾介质直径的1～3倍。
7.根据权利要求3所述的流化除雾器，其特征在于，所述布气层设置在变径管道下半部分。
8.根据权利要求3所述的流化除雾器，其特征在于，所述布气孔沿变径管道内壁圆周面均匀分布，布气孔直径为除雾介质直径的1/10～9/10；各层布气孔可错开布置，或使上下方位的布气孔在同一竖直截面内。
9.根据权利要求3所述的流化除雾器的低阻高效流化除雾器，其特征在于，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。
10.根据权利要求3所述的流化除雾器的低阻高效流化除雾器，其特征在于，所述导水装置为刚性扁平条状或圆形棒状的金属或非金属。
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