CN109745776A - 一种旋风除尘装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋风除尘装置及其操作方法，包括：筒体和催化筛板；筒体的一端设置有进气口和排气口，另一端设置有排灰口；气体通过进气口能够沿筒体的切线方向进入筒体；筒体内沿旋转气流的切线方向设置有一级或多级催化筛板；催化筛板为多孔板式结构，催化筛板的两表面均负载有催化剂。本发明可提高含尘烟气除尘效率，同时也可降低气体中某些能被催化分解物质的含量，可减轻后续处理的负担。

Description

一种旋风除尘装置及其操作方法

技术领域

本发明属于环保设备技术领域，涉及含尘气体的除尘技术领域，特别涉及一种旋风除尘装置及其操作方法。

背景技术

目前，传统的旋风除尘器是有筒体、锥体、进气管、排气管和排灰口这五部分组成。在化工、石油、冶金以及电力等行业中，常产生高温高含尘气体，所用的旋风除尘器结构简单，在处理高温高含尘气体时，由于旋风除尘器运行时间长，粉尘长时间与下锥体产生摩擦导致锥体部位容易磨坏；此外传统的旋风除尘装置对粒径小于5um的微细粉尘和尘粒密度小的粉尘捕捉效率较低，不能满足含尘气体排放浓度的要求。

综上，亟需一种新型的旋风除尘装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋风除尘装置及其操作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明可提高含尘烟气除尘效率，同时也可降低气体中某些能被催化分解物质的含量，可减轻后续处理的负担。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种旋风除尘装置，包括：筒体、催化筛板和振动电机；筒体的一端设置有进气口和排气口，另一端设置有排灰口；气体通过进气口能够沿筒体的切线方向进入筒体；筒体内沿旋转气流的切线方向设置有一级或多级催化筛板；催化筛板为多孔板式结构，催化筛板的两表面均负载有催化剂；催化筛板上设置有用于排气的孔洞A；排气口的轴线穿过孔洞A的中心；孔洞A的直径小于排气口的直径；由孔洞A的中心向催化筛板的边缘辐射，催化筛板上的筛孔的直径递增；振动电机与催化筛板固定连接。

进一步地，催化筛板在筒体内，沿旋转气流的切线方向倾斜设置。

进一步地，催化筛板与水平面之间的夹角在5°-60°之间。

进一步地，催化筛板的较低一端的边缘加工有缺口。

进一步地，催化筛板的较低一端的边缘与筒体内壁的距离为0.5cm-10cm。

进一步地，催化筛板上下两表面均用耐高温的氧化铝涂料进行涂覆。

进一步地，负载的催化剂为耐高温且能够将大分子物质催化分解为小分子物质的催化剂；高温指400℃～1200℃。

一种旋风除尘装置，包括：进气管、排气管、筒体、锥体、催化筛板、振动电机和排灰阀门；筒体上部一侧设有进气管，筒体上部中心处设有排气管，筒体下部设有锥体，锥体下部设有排灰阀门；筒体内壁上固定设有一级或多级的催化筛板，催化筛板与振动电机固定连接；催化筛板为多孔的板式结构，其沿旋转气流的切线方向倾斜放置；催化筛板的较低一端的边缘设置有缺口；催化筛板上，在与排气管中心垂直的轴线上设有一孔洞A，孔洞A的孔径小于排气管的管径；催化筛板上设置有若干筛孔，筛孔的孔径由内到外递增；催化筛板上下两面均用耐高温的氧化铝涂料进行涂覆，并且催化筛板上负载有铁、钴或镍。

一种旋风除尘装置的操作方法，包括以下步骤：

含尘气体从进气管沿筒体的切线方向进入筒体，气体沿筒体的筒壁螺旋向下运动；

气体螺旋向下运动的过程中逐级通过催化筛板的a面；通过催化筛板的a面时，含尘气体中的尘粒在惯性的作用下与催化筛板筛孔之间的间隙发生碰撞，累积在催化筛板的a面上；通过催化筛板的a面负载的催化剂催化分解气体中能被分解的物质；

气体到达锥体底部时，气体螺旋向上运动，逐级通过催化筛板上的孔洞A，最终经排气管排出；上升气流的外圈气体与催化筛板的b面发生碰撞，使得气流中裹挟的尘粒在惯性力的作用下与催化筛板的筛孔之间的间隙发生碰撞，最终落入锥体中；含尘气体与催化筛板的b面接触时，通过催化筛板的b面上负载的催化剂分解气体中能被催化分解的物质；

在旋风除尘装置工作预设时间后，启动振动电机，使催化筛板随振动电机振动，将催化筛板上依附的尘粒振落，最终通过排灰阀门排出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过在筒体内部加入多级催化筛板，使得微细尘粒与筛板发生惯性碰撞，此种方式能够有效的去除高温高含尘气体中粒径在1-5um的微细粉尘和尘粒密度小的粉尘，可提高除尘效率，同时可能够减轻锥体部分的磨损。另外由于本发明中的催化筛板上负载有预设种类的催化剂，能够降低特定组分的浓度，可减轻后续处理的负担。

进一步地，将催化筛板倾斜设置，以及设置有缺口处理，均能够起到便于清灰的目的。

进一步地，催化筛板上下两表面均用耐高温的氧化铝涂料进行涂覆，可便于负载催化剂。

附图说明

图1是本发明实施例的一种带多级振动催化筛板的旋风除尘装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中的催化筛板的俯视结构示意图；

图1和图2中，进气管1；排气管2；筒体3；锥体4；催化筛板5；振动电机6；贮灰箱7；排灰阀门8；排灰管9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1，本发明的一种带多级振动催化筛板的旋风除尘装置，由进气管1、排气管2、筒体3、锥体4、催化筛板5、振动电机6、贮灰箱7、排灰阀门8和排灰管9组成。

筒体3上部一侧设有进气管1，筒体3上部中心处设有排气管2，筒体3下部设有锥体4，锥体4下部设有排灰阀门8，排灰阀门8下部联有排灰管9，排灰管9下设有贮灰箱7。筒体3内部设有多级催化筛板5；催化筛板5倾斜放置并外接有振动电机6，且催化筛板5上负载有催化剂。筒体3内部的多级倾斜的催化筛板5可以在振动电机6的作用下振动。本发明在提高高温高含尘烟气除尘效率的同时，也可降低气体中某些能被催化分解物质的含量，能够减轻后续处理的负担。

催化筛板5是由多孔的粗糙板式金属构成并沿旋转气流的切线方向倾斜放置；旋风除尘装置竖直放置，气体水平通入时，催化筛板5与水平面之间的夹角在5°-60°之间，具体的倾斜角度根据实际情况进行调整；为使催化筛板5倾斜放置时末端距离筒壁有一定的距离，将催化筛板5与振动电机6相连一端的边缘经过缺口处理，使得催化筛板5边缘距离筒体3的内筒壁0.5-10cm，便于振动清灰时尘粒从催化筛板5上脱落进入锥体4。

催化筛板5在排气管2中心垂直的轴线上有一孔洞A，该孔洞A的目的是使螺旋上升的气流通过催化筛板5，为了进一步的提高除尘效率，孔洞A的孔径略小于排气管2的管径，并且在孔洞A的外圈有孔径远小于孔洞A的孔洞B，该孔洞B的半径应在0.5-10cm之间。当旋转向上的气体通过圆孔A时，由于圆孔A孔径较小，上升气流的外围气体中的尘粒会与催化筛板5上的A、B和C孔之间的缝隙发生碰撞，在惯性力的作用下，一部分尘粒累积在催化筛板5上，另一部分进入锥体4。

催化筛板5上筛孔B、C、D、E的孔径沿中心轴线L向两侧递增，即催化筛板5上筛孔的直径由中心向边缘递增，此设计可以进一步提高气体与筛板的碰撞率，提高除尘效率；此外，催化筛板5可以在振动电机6的作用下振动，催化筛板5的振动频率为5Hz-100Hz，具体的振动频率和振动时间间隔可以根据气体的含尘率设定，催化筛板5上依附的尘粒在振动的作用下沿着倾斜的筛板向下运动，由于催化筛板5与筒体3的筒壁之间有0.5-10cm距离，尘粒落入锥体4，最终经排灰管9进入贮灰箱7。

催化筛板上下两面均用耐高温的氧化铝涂料进行涂覆，便于尘粒与催化剂的依附。

催化筛板上负载有催化剂，此催化剂为铁、钴、镍等耐高温的金属催化剂。

综上，本发明提供的高温高含尘气体的多级催化振动旋风除尘器中，筒体内设置有多级催化筛板，催化筛板可以对进入筒体的高温含尘气体进行除尘催化，降低气体的含尘率并催化分解气体中能被催化分解的物质，能够进一步降低气体后续处理的难度。

另外，本发明的旋风除尘装置可以由现有的旋风除尘装置改进获得，只需要按预设要求在其筒体内设置本发明的筛板即可，具有较大的经济效益和实用意义。

本发明的旋风除尘装置的工作过程分为5个阶段：进气阶段、除尘催化阶段一、除尘催化阶段二、排气阶段和排灰阶段。

下面以四级振动催化筛板为例进行详细过程说明；实际设计过程中催化筛板的级数可以根据实际情况的需要进行设定。催化筛板等间距放置，具体的间隔距离需要根据旋风除尘装置的实际高度进行具体的设定。

(1)进气阶段；

400℃-1200℃的高温高含尘气体从进气管1沿筒体3的切线方向进入筒体3，气体沿筒体3的外壁螺旋向下运动。高温高含尘气体中的尘粒在离心力和重力的作用下沿筒体3的筒壁进入锥体4最终进入贮灰箱7，高温高含尘气体螺旋向下运动的过程中通过催化筛板5的a面。催化筛板5的a面为靠近进气管1和排气管2的一面；其另外一面靠近排灰管9为b面。

(2)除尘催化阶段一(气体向下运动过程)；

当400℃-1200℃的高温高含尘气体通过催化筛板5的a面时，由于催化筛板5的多孔板式结构，使得含尘气体中的尘粒在惯性的作用下与催化筛板5上D、E孔之间的间隙发生碰撞，一部分累积在倾斜的催化筛板5上，另一部分随气流沿筒体3的外壁继续向下运动；并且当高温高含尘的气体通过催化筛板5的a面时，由于催化筛板5的a面上负载有催化剂，高温气体提供了较高的催化温度，使得高温高含尘气体中能被催化分解的物质被催化分解。经过处理的高温高含尘气体沿筒体3的筒壁螺旋向下的过程中，依次经过催化筛板5的a面。

(3)除尘催化阶段二(气体向上运动过程)；

当400℃-1200℃的高温高含尘的气体到达锥体4的底部时，气体螺旋向上运动，催化筛板5在于排气管2中心垂直的轴线上有圆孔A，孔径略小于排气管2的管径，在高温气体螺旋向上运动的过程中，由于A孔的孔径小于排气管2的管径，上升气流的外圈气体会于催化筛板5的b面发生碰撞，使得气流中裹挟的尘粒在惯性力的作用下与催化筛板A、B、C三孔之间的间隙发生碰撞，最终落入贮灰箱7中，并且在高温高含尘气体与催化筛板5的b面接触时，催化筛板5的b面上负载的催化剂会分解气体中能被催化分解的物质，进一步提高催化效率，高温高含尘气体在上升的过程中依次经过催化筛板5的b面。

(4)排气阶段；

经过四级催化筛板催化除尘的高温高含尘气体继续螺旋上升，最终经排气管2进入后续处理单元。

(5)除灰阶段；

在除尘器工作5-60分钟后，打开振动电机6的开关，催化筛板5可以随振动电机6振动，催化筛板5的振动频率为5Hz-100Hz，具体的振动频率与振动时间间隔可以根据气体的含尘率设定。催化筛板5上依附的尘粒在振动的作用下沿着倾斜的催化筛板5向下运动，由于催化筛板5与筒体3的筒壁之间有0.5-10cm的距离，尘粒最后落入锥体4底部，并最终累积在锥体4底部的排灰阀门8上，待除尘器运行0.5-3小时后，打开排灰阀门8，尘粒经排灰管9进入贮灰箱7。

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)

1.一种旋风除尘装置，其特征在于，包括：筒体(3)、催化筛板(5)和振动电机(6)；

筒体(3)的一端设置有进气口和排气口，另一端设置有排灰口；气体通过进气口能够沿筒体(3)的切线方向进入筒体(3)；

筒体(3)内沿旋转气流的切线方向设置有一级或多级催化筛板(5)；

催化筛板(5)为多孔板式结构，催化筛板(5)的两表面均负载有催化剂；

催化筛板(5)上设置有用于排气的孔洞A；排气口的轴线穿过孔洞A的中心；孔洞A的直径小于排气口的直径；由孔洞A的中心向催化筛板(5)的边缘辐射，催化筛板(5)上的筛孔的直径递增；

振动电机(6)与催化筛板(5)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种旋风除尘装置，其特征在于，催化筛板(5)在筒体(3)内，沿旋转气流的切线方向倾斜设置。

3.根据权利要求2所述的一种旋风除尘装置，其特征在于，催化筛板(5)与水平面之间的夹角在5°-60°之间。

4.根据权利要求2所述的一种旋风除尘装置，其特征在于，催化筛板(5)的较低一端的边缘加工有缺口。

5.根据权利要求4所述的一种旋风除尘装置，其特征在于，催化筛板(5)的较低一端的边缘与筒体(3)内壁的距离为0.5cm-10cm。

6.根据权利要求1所述的一种旋风除尘装置，其特征在于，催化筛板(5)上下两表面均用耐高温的氧化铝涂料进行涂覆。

7.根据权利要求1所述的一种旋风除尘装置，其特征在于，负载的催化剂为耐高温且能够将大分子物质催化分解为小分子物质的催化剂；高温指400℃～1200℃。

8.一种旋风除尘装置，其特征在于，包括：进气管(1)、排气管(2)、筒体(3)、锥体(4)、催化筛板(5)、振动电机(6)和排灰阀门(8)；

筒体(3)上部一侧设有进气管(1)，筒体(3)上部中心处设有排气管(2)，筒体(3)下部设有锥体(4)，锥体(4)下部设有排灰阀门(8)；

筒体(3)内壁上固定设有一级或多级的催化筛板(5)，催化筛板(5)与振动电机(6)固定连接；

催化筛板(5)为多孔的板式结构，其沿旋转气流的切线方向倾斜放置；催化筛板(5)的较低一端的边缘设置有缺口；催化筛板(5)上，在与排气管(2)中心垂直的轴线上开有一孔洞A，孔洞A的孔径小于排气管(2)的管径；催化筛板(5)上设置有若干筛孔，筛孔的孔径由内到外递增；催化筛板(5)上下两面均用耐高温的氧化铝涂料进行涂覆，并且催化筛板(5)上负载有铁、钴或镍。

9.权利要求8所述的一种旋风除尘装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

含尘气体从进气管(1)沿筒体(3)的切线方向进入筒体(3)，气体沿筒体(3)的筒壁螺旋向下运动；

气体螺旋向下运动的过程中逐级通过催化筛板(5)的a面；通过催化筛板(5)的a面时，含尘气体中的尘粒在惯性的作用下与催化筛板(5)筛孔之间的间隙发生碰撞，累积在催化筛板(5)的a面上；通过催化筛板(5)的a面负载的催化剂催化分解气体中能被分解的物质；

气体到达锥体(4)底部时，气体螺旋向上运动，逐级通过催化筛板(5)上的孔洞A，最终经排气管(2)排出；上升气流的外圈气体与催化筛板(5)的b面发生碰撞，使得气流中裹挟的尘粒在惯性力的作用下与催化筛板(5)的筛孔之间的间隙发生碰撞，最终落入锥体(4)中；含尘气体与催化筛板(5)的b面接触时，通过催化筛板(5)的b面上负载的催化剂分解气体中能被催化分解的物质；

在旋风除尘装置工作预设时间后，启动振动电机(6)，使催化筛板(5)随振动电机(6)振动，将催化筛板(5)上依附的尘粒振落，最终通过排灰阀门(8)排出。