CN110624349A - 用于冶金行业粉尘治理的两级旋风除尘装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于冶金行业粉尘治理的两级旋风除尘装置及方法，其特征在于：本发明由前向后依次包括第一轴流式旋风管、逆流式旋风分离器、引风机、第二轴流式旋风管。本发明涉及到的除尘装置的原理为轴流式旋风分离器通过旋风子诱导气流旋转产生离心力促使颗粒分离，携带大量高含尘颗粒的气流进入集尘室并进入逆流式旋风分离器，分离后的粉尘从逆流式旋风分离器排灰口排出，净化后的空气在引风机抽吸作用下返回一级轴流式旋风分离器的进口；一级轴流式旋风子排气管内置有若干个第二轴流式旋风管，二级旋风管与一级旋风管的结构相同管径更小，可以获得更强的离心力场。上述除尘过程产生的灰尘从逆流式旋风分离器的排灰口进入集尘管内，并从粉尘出口排出；空气经过滤棉过滤后从除尘装置的空气出口排出。本除尘装置解决了冶金行业的轴流式旋风除尘装置需要对粉尘进行二次净化的问题，具有良好的除尘性能。
Description
技术领域
本发明属于气固分离领域，涉及一种可以净化冶金行业粉尘的旋风除尘装置及方法，该除尘装置不仅具有低阻力、高分离效率的特点，还对固体颗粒物进行了妥善处理，适用于冶金行业，能源，石油化工，电厂等领域的粉尘治理与分离。本发明不仅适用于单一粒径可以的分离，还可以适用于宽粒径颗粒的分离。
背景技术
我国冶金行业中不少企业存在设备陈旧，工艺落后以及工艺条件受限等原因，现有除尘装置及除尘系统净化效果不满意，粉尘捕集设备分离性能落后，大量粉尘未得到妥善处理就直接排放到大气中，易对周围环境产生污染，因此，有必要加强冶金行业粉尘的治理工作。
冶金行业的细微粉尘会对人体健康产生很大的危害，有些细微粉尘即使污染物，同时也是重要的原材料，很多中含有贵重元素甚至是珍贵的原材料。比如，炼钢厂的氧化锌粉尘是重要的医药化工原料，硅铁电炉粉尘二氧化硅是橡胶行业必不可少的原材料，这些粉尘具有十分可观的经济效率，直接排放到空气中会造成资源浪费。
虽然静电除尘器具有较佳的除尘效率，但是设备购置成本高，制造、安装成本精度要求高，对净化粉尘的比电阻要求高。受到上述缺点的制约，冶金行业目前多采用高效节能的布袋除尘器。该除尘器价格便宜，生产加工方便，但是粉尘积累到一定程度需要定期进行清灰，而清灰时易损伤滤袋，引起除尘器除尘效率的下降，实际使用性能不佳。
另外，传统粉尘治理装置进行气固分离净化空气的时候，往往强调分离设备的分离效率和压降，很少关注粉尘的回收价值。这些被分离出来的粉尘通常携带大量的气流，往往需要二次分离与净化，增大了产品的生产成本，使工艺流程变得复杂，因此，设计合理的除尘装置有利于提高冶金行业粉尘回收效益。
本发明为了达到对冶金行业粉尘的回收效果，以轴流式旋风管和切向进气旋风分离器为核心部件，采用合理的工艺布局设计了一种新型旋风除尘转置。因此，本发明为了保证该装置的对粉尘的分离效果进行两级旋风除尘，并增设过滤棉进一步提升装置的分离能力。因此，本文涉及的旋风除尘装置适用于冶金行业粉尘的治理与回收，同时适用于石油化工行业催化剂的生产，对于其它多种场合都有很好的适应性。
发明内容
本发明提供一种高效、低阻，可以用于冶金行业粉尘治理的两级旋风除尘装置及方法。本发明可以解决现有除尘装置对分离出的粉尘需要二次净化分离的问题，具有除尘效率高，工艺布局合理，使用方便的优点，较其它除尘装置可以对粉尘进行更妥善的收集。
本发明的目的是这样实现的：
该除尘装置包括壳体以及位于壳体内部中轴线的逆流式旋风分离器和引风机，引风机位于逆流式旋风分离器上方；逆流式旋风分离器设有进口、出口和排灰口；该除尘装置还包括轴流式旋风分离器，轴流式旋风分离器由若干第一轴流式旋风管和第二轴流式旋风管组成；上述逆流式旋风分离器的外侧套有一组集尘室排灰筒；上述第一轴流式旋风管采用内外两层圆形阵列方式均匀布置于上述排灰筒外围；单个第一轴流旋风分离器由旋风子、外筒、排气管组成；该两级旋风除尘装置的壳体与排灰筒以及全部第一轴流式旋风管的排气管之间的间隙组成集尘室；上述排灰筒均匀设置排灰口，其中第一轴流式旋风管的集尘室排灰口与逆流式旋风分离器的进口相连；逆流式旋风分离器的出口与引风机相连；上述第二轴流式旋风管由与第一轴流式旋风管结构相同的旋风子、外筒、排气管和集尘室组成，但第二轴流式旋风管的尺寸较第一级尺寸减小，并且单个第二轴流式旋风管安装于单个第一轴流式旋风管的排气管内； 该两级旋风除尘装置的壳体壁设置有粉尘出口和气体出口，气体出口处安装过滤棉；上述第二轴流式旋风管的集尘室排灰口和逆流式旋风分离器的排灰口通过集尘管一起与粉尘出口相连。
所述的用于冶金行业粉尘治理的两级旋风除尘装置的除尘方法，其特征在于包括以下过程：轴流式旋风分离器的第一轴流式旋风管通过旋风子诱导气流旋转产生离心力，颗粒在离心力的作用下向壁面移动，携带大量高含尘颗粒的气流通过外筒与排气管的间隙进入集尘室，由集尘室间隙收集，通过集尘室排灰口，经由逆流式旋风分离器进口进入逆流式旋风分离器；逆流式旋风分离器 其内部产生的旋转离心力将气流中大量的粉尘分离出来；分离后的粉尘在逆流式旋风分离器排灰口处形成料封并从该排灰口排出，净化后的空气含有少量粉尘，在引风机的抽吸作用下返送到轴流式旋风分离器的进口；第一轴流式旋风管的排气管进口处仍含有一部分未被分离的粉尘，排气管内置的第二轴流式旋风管由于旋风管的管径小于第一轴流式旋风管获得更强的离心力场，有效分离上一级逃逸出来的细小粉尘；上述除尘过程产生的灰尘从第二轴流式旋风管 的集尘室排灰口及逆流式旋风分离器的排灰口进入集尘管，并从该装置的粉尘出口排出；空气经过滤棉过滤后，从装置的空气出口排出。
本发明利用轴流式旋风管高效、低阻的除尘优势，并根据逆流式旋风的结构特点设计了应用于冶金粉尘治理的两级旋风除尘装置，具有除尘效率高、结构简单、布局合理的特点，减少了轴流式旋风除尘过程所必须的抽气及二次净化等问题，能够妥善处理分离过程中产生的粉尘，不仅适用于冶金行业的粉尘治理和石油化工行业的催化剂回收，还可以用于能源、化工、航空航天等领域的除尘过程。
附图说明
图1是关于本发明的旋风除尘装置的原理图；
图2是关于本发明旋风除尘单元的原理图；
图3是关于本发明轴流式旋风管所使用的内部旋风子外形图；
图4是关于本发明轴流式旋风管所使用的内部旋风子外形图；
图5是关于本发明旋风除尘单元的外形图；
图6是本发明旋风除尘单元主视图；
图7是关于本发明轴流式旋风管集尘室的内部结构图；
图8是关于本发明逆流式旋风分离器的外形图；
图9是本发明的第二轴流式旋风管的俯视图。
图中标号名称：1.进口，2.第一轴流式旋风管，其中，2-1为轴流式旋风管内部旋风子，2-2为轴流式旋风管外筒，2-3为轴流式旋风分离器排气管，3.逆流式旋风分离器，其中，3-1为逆流式旋风分离器进口，3-2为逆流式旋风分离器排灰口，3-3为逆流式旋风分离器出口，4引风机，5.排气管，6.第二轴流式旋风管，7.集尘管，8.粉尘出口，9.过滤棉，10.出口，11.集尘室，其中，11-1为集尘室间隙，11-2为集尘室排灰口，11-3为集尘室内筒，11-4为集尘室排灰筒。
具体实施方法
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图1-9对本发明做进一步的详细说明。
本发明根据轴流式旋风管2与逆流式旋风分离器3结构与分离过程的不同，合理组织分离过程，解决了轴流式分离装置需要对分离出的粉尘进行二次净化的问题；轴流式旋风分离器的第一轴流式旋风管2通过旋风子2-1诱导气流旋转产生离心力，颗粒在离心力的作用下向壁面移动，携带大量高含尘颗粒的气流通过外筒2-2与排气管2-3的间隙进入集尘室11，由集尘室间隙11-1收集，通过集尘室排灰口11-2，经由逆流式旋风分离器进口3-1进入逆流式旋风分离器3；逆流式旋风分离器3 其内部产生的旋转离心力将气流中大量的粉尘分离出来；分离后的粉尘在逆流式旋风分离器排灰口3-2处形成料封并从该排灰口排出，净化后的空气含有少量粉尘，在引风机4的抽吸作用下返送到轴流式旋风分离器的进口；第一轴流式旋风管2的排气管2-3进口处仍含有一部分未被分离的粉尘，排气管2-3内置的第二轴流式旋风管6由于旋风管的管径小于第一轴流式旋风管2获得更强的离心力场，有效分离上一级逃逸出来的细小粉尘；
上述除尘过程产生的灰尘从第二轴流式旋风管6 的集尘室排灰口11-2及逆流式旋风分离器（3）的排灰口3-2进入集尘管7，并从该装置的粉尘出口8排出；空气经过滤棉过滤后，从装置的空气出口10排出。
以上所述仅是本发明的实施范例，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的基础上做出的改进和变形仍然属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种用于冶金行业粉尘治理的两级旋风除尘装置，其特征在于：
该除尘装置包括壳体以及位于壳体内部中轴线的逆流式旋风分离器(3)和引风机(4)，引风机(4)位于逆流式旋风分离器(3)上方；逆流式旋风分离器(3)设有进口（3-1）、出口（3-3）和排灰口(3-2)；
该除尘装置还包括轴流式旋风分离器，轴流式旋风分离器由若干第一轴流式旋风管(2-1) 和第二轴流式旋风管(6)组成；
上述逆流式旋风分离器(3)的外侧套有一组集尘室排灰筒(11-4)；上述第一轴流式旋风管(2-1)采用内外两层圆形阵列方式均匀布置于上述排灰筒（11-4）外围；单个第一轴流旋风分离器(2)由旋风子(2-1)、外筒(2-2)、排气管(2-3)组成；
该两级旋风除尘装置的壳体与排灰筒(11-4)以及全部第一轴流式旋风管(2-1)的排气管(2-3)之间的间隙组成集尘室(11)；上述排灰筒(11-4)均匀设置排灰口(11-2)，其中第一轴流式旋风管(2-1)的集尘室排灰口与逆流式旋风分离器(3)的进口(3-1)相连；逆流式旋风分离器(3)的出口(3-3)与引风机(4)相连；
上述第二轴流式旋风管(6)由与第一轴流式旋风管(2)结构相同的旋风子、外筒、排气管和集尘室组成，但第二轴流式旋风管的尺寸较第一级尺寸减小，并且单个第二轴流式旋风管(6)安装于单个第一轴流式旋风管(2)的排气管内；
该两级旋风除尘装置的壳体壁设置有粉尘出口(8) 和气体出口(10) ，气体出口(10)处安装过滤棉(9)；
上述第二轴流式旋风管(6)的集尘室排灰口和逆流式旋风分离器的排灰口(3-2)通过集尘管(7)一起与粉尘出口(8)相连。
2.根据权利要求1所述的用于冶金行业粉尘治理的两级旋风除尘装置的除尘方法，其特征在于包括以下过程：
轴流式旋风分离器的第一轴流式旋风管(2)通过旋风子(2-1)诱导气流旋转产生离心力，颗粒在离心力的作用下向壁面移动，携带大量高含尘颗粒的气流通过外筒(2-2)与排气管(2-3)的间隙进入集尘室(11)，由集尘室间隙(11-1)收集，通过集尘室排灰口(11-2)，经由逆流式旋风分离器进口(3-1)进入逆流式旋风分离器(3)；
逆流式旋风分离器(3) 其内部产生的旋转离心力将气流中大量的粉尘分离出来；分离后的粉尘在逆流式旋风分离器排灰口(3-2)处形成料封并从该排灰口排出，净化后的空气含有少量粉尘，在引风机(4)的抽吸作用下返送到轴流式旋风分离器的进口；第一轴流式旋风管(2)的排气管(2-3)进口处仍含有一部分未被分离的粉尘，排气管(2-3)内置的第二轴流式旋风管(6)由于旋风管的管径小于第一轴流式旋风管(2)获得更强的离心力场，有效分离上一级逃逸出来的细小粉尘；
上述除尘过程产生的灰尘从第二轴流式旋风管(6) 的集尘室排灰口(11-2)及逆流式旋风分离器（3）的排灰口(3-2)进入集尘管(7)，并从该装置的粉尘出口(8)排出；空气经过滤棉过滤后，从装置的空气出口(10)排出。
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