CN110652807A - 一种应用于降膜除尘的非均匀降膜管及单元和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于降膜除尘的非均匀降膜管及单元和装置。上述降膜管包括圆管本体和位于圆管本体上的限流槽；限流槽底面上最低点和最高点距横截面圆边线的径向距离分别为0.3～5.9mm，0.1～1mm，限流槽的开槽角度为30～210°。上述单元包括分布板和上述非均匀降膜管；所述分布板包括顶部分布板和底部分布板。上述装置包括上述单元和导流通道；导流通道将多个单元交叉连通；底部分布板包括第二通孔；第二通孔的中心位于由相邻第一通孔组成的三角形几何中心。本发明有效降低了用水量，进而降低了循环输送水的能耗；并且通过设置限流槽，避免了过多的液膜布置；在限流槽的约束下形成稳定液膜，可承载较高气速而不容易发生雾沫夹带现象。

Description

一种应用于降膜除尘的非均匀降膜管及单元和装置

技术领域

本发明涉及洗涤除尘技术领域，更具体地，涉及一种应用于降膜除尘的非均匀降膜管及单元和装置。

背景技术

近年来，随着国民经济飞速增长，社会对大气环境问题日趋关注。大气中含尘颗粒很大一部分来自冶金炼钢电炉和以原煤为燃料的锅炉，这些炉窑排放的尾气污染物对周围环境造成很大危害。国家对工业尾气的排放制定了愈发严苛的排放标准，2011年7月18日中国环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合发布的最新《火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)》指出，对于燃煤电厂，尾气中颗粒物浓度由50mg·Nm^-3(火电厂大气污染物排放标准，GB13223-2003)降低至30mg·Nm^-3。对比修订前后的标准发现，其对工业尾气排放质量的规定日趋严格，这对尾气除尘技术提出了更高要求。

工业尾气除尘按捕集机理可分为电除尘器、过滤除尘器和洗涤除尘器等。电除尘器利用静电力实现尘粒与气流的分离，常按板式与管式分类，特点是气流阻力小，除尘效率可达99％以上，但其投资较高，占地面积较大。过滤除尘器中含尘气流通过滤料时尘粒被分离捕集，分内部过滤和表面过滤两种方式，除尘效率一般为90％～99％，但不适用于高温含尘气体。

洗涤除尘的原理是用液体洗涤含尘气体，使尘粒与液滴或液膜碰撞而被俘获，除尘效率为80％～ 95％，但其一方面经济性低，大量的能耗消耗在液相循环上；另一方面，使用液膜式除尘的装置由于液膜较薄，缺乏稳定液膜的能力，使得装置容易产生雾沫夹带，影响除尘效率。

现有技术中有的采用机械除尘结合降膜除尘的技术方案，例如专利文件CN107971151 B一种液膜式多管旋风除尘器，采用旋风除尘器和带有溢流槽的降膜除尘设备相结合，来提高除尘效率的同时降低能耗；也有采用平行错列排布的除尘单元和液滴预冷导流件等结构特征以实现延长污染气体流经路径，降低液滴雾沫夹带的技术方案，例如专利文件CN 105688581A液膜除尘装置以及利用该装置的脱硫塔除尘整流系统。但是，上述技术方案都是在管本体的基础上添加了更多的部件，将具有不同特点的技术手段进行结合，这样无疑增加了设备的投入，在能耗上有时甚至有增无减。李季等人在《错排降膜阵列气液交叉流界面捕获PM2.5的传质类比模型》([J].化工学报,2014,65(11):4238-4245.)中采用了亲水性较好的聚对苯二甲酸乙二酯作为降膜引流导线以降低水量，在一定程度上提高了设备的经济性，但液膜稳定性不佳限制了气体流速。因此，目前仍缺少一种结构合理，既能保证除尘效率，同时又能降低能耗、经济性优越以及减少雾沫夹带的除尘结构和装置。

发明内容

本发明首要解决的是传统降膜除尘装置能耗高、经济性差，同时还容易产生雾沫夹带的技术问题，提供一种应用于降膜除尘的非均匀降膜管。

本发明需要解决的另一个技术问题是，提供一种配合上述非均匀降膜管使用的除尘单元。

本发明需要解决的再一个技术问题是，提供一种含有多个上述除尘单元的非均匀降膜除尘装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的具体技术方案为：

一种应用于降膜除尘的非均匀降膜管，包括圆管本体和位于圆管本体外侧表面上的限流槽；所述限流槽包括底面和侧面；同一横截面内，所述底面上的最低点和最高点与截面圆边线在径向上的距离分别为0.3～5.9mm，0.1～1mm；所述侧面边线和截面圆边线的交点与圆心形成的限流槽开槽角度(以下简称开槽角度)为30°～210°。

本发明中圆管本体的拟管径为限流槽未设置的情况下圆管的直径。

本发明中截面圆为在横截面内圆管本体最外缘边线所确定的圆周，该圆周为完整的圆。

本发明中限流槽底面上的最低点和最高点与截面圆边线在径向上的距离与底面形状有关。当限流槽底面为与圆管本体相匹配的弧形面时，底面上的最低点和最高点与截面圆边线在径向上的距离相等，即为限流槽的深度。

本发明中限流槽开槽角度与雷诺数和气体绕圆柱流动的分离角有关。具体设计依据如下：

气相流体横掠阵列圆柱流动时，圆柱表面边界层内会伴随产生压差，气相与圆柱壁面发生边界层分离现象，边界层分离位置即为分离点。分离点的位置与圆柱表现出雷诺数相关的对应关系。雷诺数越高气相流体与圆柱壁面发生边界层分离的位置越靠近气相流体的下游。当7<Re_D<200时：

式中θ_s为分离角，°；Re_D为圆柱表观雷诺数；U为连续相流体主流速度，m·s^-1；D_c为圆柱直径， m；ν为连续相流体运动粘度，m²·s^-1。

当圆柱为纯液柱时，在低雷诺数下含尘气体绕过圆柱爬流运动下，可依据圆柱捕获颗粒物的能力将圆柱表面分为3个区域：迎风区、逃逸区和背风区。本发明中，限流槽的设置在迎风区位置，即朝向液相流体流经的方向，具体设置参考后续的除尘单元中限流槽的朝向。颗粒物主要在迎风区被圆柱捕获，逃逸区对颗粒物的脱除较少；背风区位于气相流体与圆柱表面边界层分离点之后，气相流体与圆柱表面已发生边界层分离，不再捕获颗粒物。

因此，非均匀降膜管的开槽角度应与分离角度相对应，但并不需要完全与分离角相同，因为当开槽角度越大时，虽然颗粒物脱除效率增加，但是稳定降膜所需液量增加导致输水能耗增加，设备运行经济性降低。因此开槽角度要同时考虑颗粒物脱除效率和输水能耗综合判断。所以，本发明中将限流槽侧面和截面圆边线的交点与圆心形成的限流槽开槽角度设置为30～210°。

当分布板开孔直径与非均匀降膜管拟直径相同时，漏液区与非均匀降膜槽横截面相匹配，其入口处液膜外表面与限流槽外缘表面基本相同，重力作用下液膜流速缓慢增加，膜厚略微降低且液膜波动性缓慢增大，当液体下降至一定高度时，膜内液体所受重力与壁面对液体的剪切力平衡，流速保持不变，液膜厚度不再变化，本发明采用的下降高度即为降膜管管长，流体流动截面积可由下式求解：

式中Q_ml0为单根降膜管液体质量流量，kg·s^-1；u_A为液膜内液体平均流速，m·s^-1；A_l为液体流通截面积，m²。

液膜内平均速度可由下式求解：

式中g为重力加速度，m·s²；δ为液膜厚度，m；ρ_l为液体密度，kg·m³；μ_l为液体粘度，Pa·s。在已知单根降膜管质量流量时，可通过上式得到液膜竖直向下流动时的液膜平均流速及膜内最大流动速度。若降膜流动时槽内液膜厚度相同时，单根圆柱工况下用水量与开槽角度成正比，如下式所示：

将不同开槽角度降膜管的最低运行能耗进行分析计算，其中气相能耗为气相流体输送压降，液相能耗为循环水输送能耗。已知开槽角度范围时，可通过式(5)求解计算单根圆柱工况下的用水量，并可由下式求解运行能耗：

aQ_vl＝Q_vl0n_all (7)

H_m＝az₀ (8)

w_l＝H_mQ_vlρ_lg (9)

式中A为气相流通截面积，m²；h₁为降膜管有效降膜高度，m；n_all为装置不同开槽角度下除尘塔达到80％质量脱除率时所需的总非均匀降膜管数；a为装置层数；Q_vl为装置单层所需循环水量，m³·s^-1； Q_vl0为单根非均匀降膜管用水量，m³·s^-1；H_m为装置总高，m；w_l为输送液相最低能耗，W。对于气相输送压降，由于气相流速较低，因此可忽略动风压产生的能耗，所以最低输送能耗可由下式求解：

w_g＝Δp_gQ_vg (10)

式中w_g为输送气相最低能耗，W；Δp_g为气路总压降，Pa；Q_vg为操作任务下的处理气量，m³·s^-1。

本发明中限流槽底面上的最低点和最高点与截面圆边线在径向上的距离与液膜稳定性和液体运输能耗有关。上述距离对装置稳定性影响较明显，限流槽底面上的最低点和最高点与截面圆边线在径向上的距离较低时，降膜流动的液膜波动性使得液体不能完全被限制于限流槽内；限流槽底面上的最低点和最高点与截面圆边线在径向上的距离过大会导致液体流量增大，运行能耗居高不下。

本发明中液相流体从限流槽的一端流入至另一端流出形成液膜，限流槽内形成的液膜与传统的降膜管外表面全覆盖液膜相比，有效降低了用水量，减少了循环输送水的能耗；并且，限流槽的开口面朝向迎风区，充分利用位置优势，避免过多的液膜布置；与此同时，液膜在限流槽的保护下，不容易发生雾沫夹带现象，形成的液膜非常稳定。

通过上述原理及公式(3)至公式(10)，可以推导出以下优选参数。

作为本发明的优选方案，所述圆管本体的拟管径和管长分别为：2～5mm，200～500mm。

作为本发明的优选方案，同一横截面上：所述底面上的最低点和最高点与截面圆边线在径向上的距离分别为0.3～5.9mm，0.1～1mm；所述侧面顶边线和截面圆的交点与圆心形成的限流槽开槽角度为30～ 210°；所述底面与侧面的夹角为30～150°。

作为本发明的进一步优选方案，所述圆管本体的拟管径和管长分别为2～5mm，300～400mm。

作为本发明的优选方案，同一横截面上：所述底面上的最低点和最高点与截面圆边线在径向上的距离分别为0.3～4.4mm，0.1～1mm；所述侧面和截面圆边线的交点与圆心形成的限流槽开槽角度为60～ 120°；所述底面与侧面的夹角为60～120°。

为了配合上述应用于降膜除尘的非均匀降膜管的使用，本发明还提供了：

一种非均匀降膜除尘单元，包括分布板和上述非均匀降膜管；所述分布板包括顶部分布板和底部分布板；所述顶部分布板设有若干第一通孔，所述第一通孔弧面与非均匀降膜管圆管本体弧面相匹配；所述第一通孔呈三角形交错均布；所述底部分布板设有若干沉孔，所述沉孔与所述第一通孔的投影区域相匹配；所述顶部分布板与所述底部分布板的间距与所述降膜管的长度相匹配；所述非均匀降膜管的一个端部穿过所述第一通孔并嵌入所述沉孔，另一个端部与所述第一通孔形成漏液区；所述限流槽的开槽面朝向气相流体的迎风区。

本发明中所述顶部分布板设有若干第一通孔，所述第一通孔弧面与非均匀降膜管圆管本体弧面相匹配，所述非均匀降膜管一端嵌入所述第一通孔时，其圆管本体弧面与通孔契合，其上限流槽横截面与通孔形成漏液区；所述第一通孔呈三角形交错均布有效延长了气相流体的流经距离，增加了传质效率，具有节省空间的优势。底部分布板设有沉孔，当液体流至沉孔并集满时，沉孔中的液体将会溢出，一方面起到

固定非均匀降膜管的作用，另一方面起到集液的作用。所述漏液区面积大小与其所在分布板干板阻力损失有关，当液体从上层通过非均匀降膜管流下时会在下层分布板上形成液层，液体在通过漏液区向下流动形成液膜时受到其上液层的压力、液体自身的重力以及漏液区导致的分布板对液体的阻力，当改变漏液区面积大小时分布板对液体的阻力、分布板上液层高度以及液体向下流动形成的液膜厚度也将随之改变。底部分布板侧面设有溢流槽，防止其上集液液层厚度持续变厚干扰液膜捕获气相中的颗粒物。

作为本发明的优选方案，所述第一通孔呈正三角形均匀分布，这样的排布方式更有利于提高除尘效率和提高空间利用率。

作为本发明的优选方案，所述第一通孔为圆孔，这样的结构与非均匀降膜管相匹配。

作为本发明的优选方案，所述漏液区与所述非均匀降膜管限流槽横截面相匹配，方便液相流体进入限流槽，形成稳定液膜。

此外，本发明为了进一步的提高除尘效率，提供了：

一种非均匀降膜除尘装置，包括多个上下堆砌的上述非均匀降膜除尘单元和导流通道；所述导流通道将多个所述除尘单元连通；所述底部分布板还包括若干第二通孔；所述第二通孔的中心位于所述由相邻的所述第一通孔组成的三角形的几何中心。

本发明中的当多个除尘单元上下堆砌使用时，底部分布板上设有若干第二通孔和若干沉孔，目的是为了既将该板当作分流板，同时也将该板作为支撑板，简化装置构造，达到“一板两用、二板合一”的技术效果。

作为本发明的优选方案，所述除尘单元的数量为3个，这样可以实现合理的能耗和较好的除尘效果。

当具有多个除尘单元时，相邻上下两层除尘单元中非均匀降膜管的限流槽开口相对或相背。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中液相流体从限流槽的一端流入至另一端流出并形成液膜，这样在槽内形成的液膜与传统的降膜管外表面全覆盖液膜相比，不需要将液膜布置在整个降膜管的外表面，有效降低了用水量，进而减少了循环输送水的能耗；并且，限流槽的开口面与气相流体的流经方向正交，充分利用关键位置，并通过流体力学机理的研究确定相关参数，避免过多的液膜布置；与此同时，液膜在具有凹陷结构的限流槽的保护下，不容易发生雾沫夹带现象，形成的液膜非常稳定。

本发明中所述顶部分布板设有若干第一通孔，所述第一通孔呈三角形交错均布有效延长了气相流体的流经距离，增加了传质效率，具有节省空间的优势。底部分布板设有沉孔，当液体流至沉孔并集满时，沉孔中的液体将会溢出，一方面起到固定非均匀降膜管的作用，另一方面起到集液的作用。所述漏液区面积大小与其所在分布板干板阻力损失有关，当液体从上层通过非均匀降膜管流下时会在下层分布板上形成液层，液体在通过漏液区向下流动形成液膜时受到其上液层的压力、液体自身的重力以及漏液区导致的分布板对液体的阻力，当改变漏液区面积大小时分布板对液体的阻力、分布板上液层高度以及液体向下流动形成的液膜厚度也将随之改变。底部分布板侧面设有溢流槽，防止其上集液液层厚度持续变厚干扰液膜捕获气相中的颗粒物。

本发明中的当多个除尘单元上下堆砌使用时，底部分布板上设有若干第二通孔和若干沉孔，目的是为了既将该板当做分流板，同时也将该板作为支撑板，简化装置构造，达到“一板两用、二板合一”的技术效果。

附图说明

图1为非均匀降膜管的结构示意图。

图2为图1中沿A处剖面结构示意图。

图3为多个限流槽的横截面结构示意图。

图4为非均匀降膜管的立体结构示意图。

图5为带有两根非均匀降膜管的除尘单元的主视结构示意图。

图6为顶部分布板的俯视结构示意图。

图7为图6中B处局部放大结构示意图。

图8为除尘单元立体结构示意图。

图9为图8中C处局部放大结构示意图。

图10为图8中D处局部放大结构示意图。

图11为具有多个除尘单元的除尘装置立体结构示意图。

图12为图11中E处局部放大结构示意图。

图13为具有多个除尘单元的除尘装置主视结构示意图。

图14为具有多个除尘单元的除尘装置布满非均匀降膜管的立体结构示意图。

图中：

1、非均匀降膜管；

11、圆管本体；1101、截面圆；

12、限流槽；1201、底面；1202、侧面；1203、开槽角度；1204、夹角；

2、分布板；

21、顶部分布板；2101、第一通孔；

22、底部分布板；2201、沉孔；2202、第二通孔；

3、导流通道。

具体实施方案

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚且易于理解，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参考图1～3，本实施例提供了一种应用于降膜除尘的非均匀降膜管，包括圆管本体11和位于圆管本体11上的限流槽12。圆管本体11的拟管径和管长分别为：2～5mm，200～500mm。限流槽12包括底面1201和侧面1202。同一横截面内：底面1201上的最低点和最高点与截面圆1101边线在径向上的距离分别为0.3～5.9mm，0.1～1mm；侧面1202和截面圆1101边线的交点与圆心形成的限流槽开槽角度1203 为30～210°；底面1201与侧面1202的夹角1204为30～150°。作为本实施例的优选技术方案，圆管本体 11的拟管径和管长分别为：2～5mm，300～400mm；底面1201上的最低点和最高点与横截面圆1101边线在径向上的距离分别为0.3～4.4mm，0.1～1mm；侧面1202和截面圆1101边线的交点与圆心形成的限流槽开槽角度1203为60～120°；底面1201与侧面1202的夹角1204为60～120°。

本实施例1中限流槽底面1201形状为与圆管本体11相匹配的弧形面，圆管本体11的拟管径为 3mm，圆管本体11的管长为300mm，开槽角度1203为90°，侧面1202与底面1201相交处切面的夹角1204 为90°，底面1201上的最低点和最高点与横截面1101边线在径向上的距离相等，即为限流槽深度，为 0.5mm。

本发明中圆管本体11的拟管径为限流槽12未设置的情况下圆管的直径。本发明中限流槽12的开口朝向为气相流体的流经方向。本发明中液相流体从限流槽12的一端进流入至另一端并形成液膜，这样的结构与传统的降膜管外表面全覆盖液膜相比，有效降低了用水量，降低了循环输送水的能耗；并且，限流槽12的开口面朝向迎风区，充分利用位置优势，避免过多的液膜布置；与此同时，液膜在限流槽12 的保护下，不容易发生雾沫夹带现象，形成的液膜非常稳定。

实施例2

参考图2，本实施例2在技术方案上与实施例1基本相同，不同之处仅在于：限流槽底面1201形状为平面，圆管本体11的拟管径为5mm，圆管本体11的管长为300mm，开槽角度1203为60°，侧面1202 与底面1201的夹角1204为90°，底面1201上的最低点和最高点与横截面1101边线在径向上的距离分别为1.1mm和0.4mm。

实施例3

本实施例3在技术方案上与实施例1基本相同，不同之处仅在于：限流槽底面1201形状为与圆管本体11相匹配的弧形面，圆管本体11的拟管径为4mm，圆管本体11的管长为400mm，开槽角度1203 为120°，侧面1202与底面1201处切面的夹角1204为90°，底面1201上的最低点和最高点与横截面1101 边线在径向上的距离相等，即为限流槽深度，为0.5mm，非均匀降膜管上有多个限流槽12。

参考图3，本实施例中非均匀降膜管上开有3个限流槽，这样的结构保证了开槽角度为大角度时限流槽内液膜的稳定性，使得液膜在多个限流槽的保护下，不容易发生雾沫夹带现象，形成的液膜非常稳定。

实施例4

参考图4～9，为了配合上述应用于降膜除尘的非均匀降膜管的使用，本实施例还提供了：一种非均匀降膜除尘单元，包括分布板和上述非均匀降膜管；分布板包括顶部分布板21和底部分布板22；顶部分布板21设有若干第一通孔2101，所述第一通孔2101弧面与非均匀降膜管圆管本体11弧面相匹配，第一通孔2101呈三角形交错均布。作为本发明的优选方案，第一通孔2101呈正三角形均匀分布，这样的排布方式更有利于提高除尘效率和提高空间利用率。在相同用水量条件下，非均匀降膜管间距为3倍管径时颗粒物脱除效率更高。

底部分布板22设有若干沉孔2201，沉孔2201与第一通孔2101的投影区域相匹配；第一通孔2101 的尺寸略大于非均匀降膜管的拟管径；非均匀降膜管的端部穿过第一通孔2101并嵌入沉孔2201；限流槽 12的开槽面朝向气相流体的迎风区；顶部分布板21与底部分布板22的间距与非均匀降膜管的长度相匹配。作为本实施例的优选方案，第一通孔2101为圆孔，这样的结构与非均匀降膜管相匹配。所述漏液区与所述非均匀降膜管限流槽12横截面相匹配，方便液相流体进入限流槽12，提高液膜稳定性。

本发明中顶部分布板21设有若干第一通孔2101，第一通孔2101呈三角形交错均布有效延长了气相流体的流经距离，增加了传质效率，具有节省空间的优势。底部分布板22设有沉孔2201，当液体流经沉孔2201并集满时，沉孔2201中的液体将会溢出，由于底部分布板22设有第二通孔2202，液体流经第二通孔2202时受到的阻力损失使得底部分布板22上形成液层，方便下个除尘单元液体的降膜流动。底部分布板22和沉孔2201一方面起到固定支撑非均匀降膜管的作用，另一方面起到集液，方便下层除尘单元形成液膜的作用。当液体从上层通过非均匀降膜管流下时会在底部分布板22形成液层，液层提供的压能使得液体能向下层流动。

实施例5

参考图10～13，本发明为了进一步的提高除尘效率和更加充分的利用除尘单元的顶部空间，提供了：一种非均匀降膜除尘装置，包括多个上下堆砌的上述非均匀降膜除尘单元和导流通道；导流通道将多个除尘单元交叉连通；底部分布板22还包括若干第二通孔2202；第二通孔2202的中心位于由相邻的沉孔 2201组成的三角形的几何中心。

本发明中的当多个除尘单元上下堆砌使用时，底部分布板22上设有若干第二通孔2202和若干沉孔2201，目的是为了既将该板当做分流板，同时也将该板作为支撑板，简化装置构造，达到“一板两用、二板合一”的技术效果。

除尘单元的数量为3个，这样可以实现合理的能耗和较好的除尘效果。

如图11所示，当具有多个除尘单元时，相邻上下两层除尘单元中非均匀降膜管的限流槽开口位置相对或相背。

对比例1

本对比例1以氨酸法复合肥生产线尾气数据为基础。氨酸法复合肥工艺的造粒工序中常用稀硫酸作尾气中气氨的洗涤液，反应生成的硫酸铵气溶胶颗粒易随洗涤尾气排放到空气中，造成二次污染。在国家新环保标准的要求下，经济有效地治理工艺尾气是工业除尘和环境保护的趋势。目前工业上处理氨酸法复合肥工艺尾气，广泛采用文丘里洗涤器和喷淋塔联用的方式。文丘里洗涤器的除尘效率较高，但其压降较大，操作费用较高，属于高能耗湿式除尘器。

某氨酸法复合肥工业尾气的运行参数如表1所示：

表1工业尾气条件

当尾气流量为1.2×10⁵m³·h^-1，颗粒物质量脱除率80％时，以比电耗作为评价上述除尘器的能耗指标。定义比电耗如式(11)所示：

其中C为比电耗，kW·h·m^-3；N_e为除尘器单位时间的电耗，kW·h·h^-1；Q_e为操作工况下除尘器单位时间处理的烟气量，m³·h^-1。

在80％质量脱除效率基准下，根据经济评价结果，文丘里除尘器对应的比电耗为1.24×10^-3 kW·h·m^-3，结果如表2所示：

表2文丘里除尘器比电耗数据表

对比例2

本对比例2在工艺条件上与对比例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例使用的除尘装置为湿式电除尘器。

近年来有企业尝试以湿式电除尘器取代文丘里除尘器作为细净化装置对复合肥工艺尾气进行处理。但湿式电除尘器存在占地面积大、投资高，且运行一定时间后主要指标电流降低、阳极系统热变形、阴极线弯曲变形、长时间运行后除尘效率降低等问题，缩短了系统的运行周期。

当尾气流量为1.2×10⁵m³·h^-1，颗粒物质量脱除率80％时，以比电耗作为评价湿式电除尘器的能耗指标。在80％质量脱除效率基准下，根据经济评价结果，湿式电除尘器对应的比电耗为5.42×10^-4kW·h·m^-3，结果如表3所示：

表3湿式电除尘器比电耗数据表

对比例3

本对比例3在工艺条件上与对比例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例采用了与实施例5结构相似的光滑圆管外表面降膜的除尘结构。

光滑圆管外表面降膜的除尘结构在技术方案上与实施例5的新型除尘结构基本相同，不同之处仅在于：光滑圆管外表面降膜的除尘结构所用的降膜管为不开有限流槽的光滑圆管，液体在圆管外表面形成稳定液膜与横掠含尘气体接触从而脱除颗粒物。

当尾气流量为1.2×10⁵m³·h^-1，颗粒物质量脱除率80％时，以比电耗作为评价光滑圆管外表面降膜的除尘结构的能耗指标。在80％质量脱除效率基准下，根据经济评价结果，光滑圆管外表面降膜的除尘结构对应的比电耗为6.35×10^-4kW·h·m^-3，结果如表4所示：

表4光滑圆管外表面的除尘结构比电耗数据表

通过实施例5和对比例1～3的比较，当尾气流量为1.2×10⁵m³·h^-1，颗粒物质量脱除率为80％时，以比电耗作为评价湿式电除尘器的能耗指标，在80％质量脱除效率基准下，根据经济评价结果，文丘里除尘器、湿式电除尘器、光滑圆管外表面降膜的除尘结构和实施例5的新型除尘结构对应的比电耗分别为 1.24×10^-3kW·h·m^-3、5.42×10^-4kW·h·m^-3、6.35×10^-4kW·h·m^-3和1.3×10^-4kW·h·m^-3，对比结果如表5所示：

表5除尘器比电耗对比表

由表5可知，在设计条件及颗粒物80％质量脱除率基准下，实施例5的新型除尘结构的比电耗低于对比例1～3中涉及的除尘器对应的比电耗，实施例5的新型除尘结构的比电耗比对比例1中文丘里除尘器比电耗降低了89.5％，比对比例2中湿式电除尘器比电耗降低了76.0％，比对比例3中光滑圆管外表面降膜的除尘结构的比电耗降低了79.5％。说明实施例5的新型除尘结构具有明显的经济优势。

在运行过程中，对比例1～3中涉及到的除尘器会出现雾沫夹带等不良现象，实施例5的新型除尘结构中的限流槽能有效限制液膜的流动，防止液膜在横掠气流操作条件下出现雾沫夹带现象，说明实施例 5的新型结构在工业操作稳定性上具有明显优势。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于降膜除尘的非均匀降膜管，其特征在于，包括圆管本体(11)和位于圆管本体(11)外侧表面上的限流槽(12)；

所述限流槽(12)包括底面(1201)和侧面(1202)；

同一横截面内：所述底面(1201)上的最低点和最高点与截面圆(1101)边线在径向上的距离分别为0.3～5.9mm，0.1～1mm；所述侧面(1202)边线与截面圆(1101)边线的交点与圆心形成的限流槽开槽角度(1203)为30°～210°。

2.根据权利要求1所述的应用于降膜除尘的非均匀降膜管，其特征在于，所述圆管本体(11)的拟管径和管长分别为：2～5mm，300～400mm；同一横截面内：所述底面(1201)上的最低点与截面圆(1101)边线在径向上的距离为0.3～4.4m；所述限流槽开槽角度(1203)为60°～120°；所述底面(1201)与侧面(1202)形成的夹角(1204)为60°～120°。

3.根据权利要求1或2所述的应用于降膜除尘的非均匀降膜管，其特征在于，所述底面(1201)为平面或弧形面。

4.根据权利要求3所述的应用于降膜除尘的非均匀降膜管，其特征在于，所述限流槽(12)的数量为1个或多个。

5.一种非均匀降膜除尘单元，其特征在于，包括分布板和根据权利要求1～4任意一项所述的应用于降膜除尘的非均匀降膜管；

所述分布板包括顶部分布板(21)和底部分布板(22)；

所述顶部分布板(21)设有若干第一通孔(2101)，所述第一通孔(2101)弧面与非均匀降膜管圆管本体(11)弧面相匹配；所述第一通孔(2101)呈三角形交错均布；

所述底部分布板(22)设有若干沉孔(2201)，所述沉孔(2201)与所述第一通孔(2101)的投影区域相匹配；

所述顶部分布板(21)与所述底部分布板(22)的间距与所述降膜管的长度相匹配；所述非均匀降膜管的一个端部嵌入所述沉孔(2201)，另一个端部与所述第一通孔(2101)形成漏液区；

所述限流槽(12)的开槽面与气相流体流动方向正交。

6.根据权利要求5所述的非均匀降膜除尘单元，其特征在于，所述第一通孔(2101)呈正三角形均匀分布。

7.根据权利要求5所述的非均匀降膜除尘单元，其特征在于，所述第一通孔(2101)为圆孔。

8.根据权利要求7所述的非均匀降膜除尘单元，其特征在于，所述漏液区形状与所述限流槽(12)横截面相匹配。

9.一种非均匀降膜除尘装置，其特征在于，包括多个上下堆砌的根据权利要求5～8任意一项所述的非均匀降膜除尘单元和导流通道；

所述导流通道将多个所述除尘单元连通；

所述底部分布板(22)还包括若干第二通孔(2202)；

所述第二通孔(2202)的中心位于由相邻的所述第一通孔(2101)组成的三角形的几何中心。

10.根据权利要求9所述的非均匀降膜除尘装置，其特征在于，所述除尘单元的数量为3个。

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