CN111888872A - 阵列式混合除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阵列式混合除尘装置，该除尘罐能够利用单个分体式除尘罐的阵列排布，在单个罐体内经过层级过滤，对含尘气体进行分级降尘，最后经过处理的烟尘再合并进入烟囱排向大气。该装置一级除尘包含了旋风除尘，重力除尘，惯性除尘，静电除尘原理。对粒径较大的灰尘进行第一层处理；二级除尘则采用二级旋风加三级旋风组合对粒径较小的灰尘进行二层处理，三级除尘采用了袋式除尘对微小的粉尘进行最后的集中处理。通过粉尘的粒径、自重、扩散等特性进行分级、分层处理，使得各种除尘原理在其最适用的范围内达到最佳效果。

Description

阵列式混合除尘装置

技术领域

本发明涉及除尘装置技术领域，具体涉及一种阵列式混合除尘装置。

背景技术

在制造工业中，经常需要使用到除尘设备对工作环境进行净化。市场上现有技术的除尘器均为单独的重力除尘方案，惯性除尘方案，静电除尘方案，旋风除尘方案，布袋除尘方案，或旋风加布袋除尘方案，或惯性加布袋除尘方案等来达到除尘效果。现有技术方案的缺陷：(1)多为单体设备，不能处理工况复杂且风量总和较大的除尘任务；(2)不能根据现场的除尘应用要求，二次增加处理风量；(3)所需除尘布袋数量因采用了密布技术，所以使用及更换成本极高，严重增加了运营成本。(4)对于风量集中且体积较大的除尘器，无法完全做到真正意义上的关机离线检修功能。(5)无法做到每立方米1mg以下的超净排放量；(4)运行过程中能耗较大。

公开号为CN204746642U的中国发明专利公开了一种六筒并列式旋风除尘器，该除尘器虽然公开了多个并列使用，但是由于其内部系统简单，除尘效果较差。

发明内容

为此，本发明提供一种阵列式混合除尘装置，以解决现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种阵列式混合除尘装置，包括若干阵列排列的竖立型的圆柱形除尘罐，输灰系统和喷吹系统，所述输灰系统通过管道与除尘罐连接，喷吹系统设置在除尘罐的顶端，每个除尘罐包括罐体，罐体的内部上端设有除尘布袋，除尘布袋的顶部为净气室，罐体内部中心设置广口灰斗以及底部设有底部灰斗，在广口灰斗周围按圆形排布方式设有变径小旋风管道以及导流静电除尘极；所述喷吹系统包括压缩空气包和喷吹装置；喷吹装置的下端伸入净气室中。

所述喷吹装置优选为旋转喷吹装置，喷吹效果更佳。

所述变径小旋风管道为数个上宽下窄的圆锥筒，在圆锥筒内形成的独立旋风称为二级旋风；圆锥筒环形排列于广口灰斗周围，在所述广口灰斗的圆形外沿处设置切线方向的导流片形成三级旋风。

所述除尘布袋和导流静电除尘极均呈圆形阵列排布，增加除尘效果。

所述输灰系统包括总管道以及各个除尘罐的分支管道，总管道管口设有吸尘罩，吸尘罩的上方设置风量倍增器，对单个吸尘罩的风量进行增量，其效果是降低了风机的使用功率，节省了电力的消耗。

各个除尘罐的罐体上设有与除尘罐的分支管道连通的切线进口，使得气流沿外壁由上向下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流即为外涡旋。

所述切线进口处设有流量调节阀，可以随时调节各个罐体的进风量，并且可以通过PLC自动控制风量。

根据现场粉尘浓度及爆炸特性，在除尘器顶部净气室罐体外，设有泄爆阀门。以防止浓度达到爆炸极限，发生爆炸后无法释放压力，造成人员或设备损害。

本发明具有如下优点：

一、节约成本、组合灵活。

超净除尘器多为单体，体积庞大且造价高，本方案下单体除尘罐最大直径仅为3.6米(考虑单体性能和运输成本得出的最佳直径上限)，通过阵列排布，组成整体系统，并能达到超净排放效果，客户仅需通过对罐体数量的叠加，即可满足不同的环保，二次投入时仅仅增加数个除尘罐或通过更换过滤效果更好的滤袋，无需重新购买整套设备。

通过每个产尘点吸尘罩上安装的风量倍增器，对单个吸尘罩的风量进行增量，其效果是降低了风机的使用功率，节省了电力的消耗。

二、模块化、标准化生产，节约制造周期。

单体储存罐尺寸、内置各部件、电控系统元件均采用标准化设计，实现模块化生产，可提前制造完毕；通过客户需求，只需进行数量叠加即可，可直接运输到现场进行组装，无需等到签订合同后再另行设计、生产。

三、极大降低布袋使用量，减少投资成本和布袋更换所带来的运营成本。

目前市场上超净排放袋式除尘器按照处理风量大小，布袋数量均达到几千条甚至上万条，本方案通过分层、分级处理，布袋使用量至少下降50％以上，内置布袋仅需要处理0.1-1μm之间的粉尘，大大延长布袋使用周期寿命和布袋数量。减少了布袋的密布数量，降低了布袋的工作强度，减少了喷吹对布袋的损害，其效果是节约投资成本及维护成本。

四、解决了真正意义上的离线检修功能。

1.单体除尘器无法单独关闭过滤仓室，必须停机诊断处理。本方案下各单体除尘罐为独立设备，单个罐体通过控制中心发现异常后，可单独关闭并诊断，不影响其他罐体继续运行，只需要通过风量调节阀将当前故障罐体的处理风量平摊到其他剩余罐体内。

2.单个故障罐体关闭后，只需要进行备件更换即可解决问题，维修时间极大缩短。

3.含尘烟气通过总管路集中收尘后，再经过风量调节蝶阀的控制，自动平衡及分配风量。再分别进入每个罐体对应的分管路，其效果可达到单个罐体实现真正意义上的离线功能。并且可因某一罐体离线，及时将离线罐体所承担的烟气处理任务分配给其他正常工作的罐体。

五、实现了超低排放量(1mg以下)。

本方案针对粒径大小、粒径基本特性进行了多层的分级处理，大大降低了各级过滤的负担，对颗粒从大到小依次进行捕捉和处理，也使得了各项技术得到了最大化利用，处理各自最善于捕捉的粉尘粒径范围，最终由处理微小粒径效果最佳的袋式除尘解决超净排放的问题。

本发明一级除尘包含了旋风除尘，重力除尘，惯性除尘，静电除尘原理。对粒径较大的灰尘进行第一层处理；二级除尘则采用二级旋风加三级旋风组合对粒径较小的灰尘进行二层处理，三级除尘采用了袋式除尘对微小的粉尘进行最后的集中处理。通过粉尘的粒径、自重、扩散等特性进行分级、分层处理，使得各种除尘原理在其最适用的范围内达到最佳效果。

六、适用范围广。

适用于各种工况的，作用主要是收集工业生产活动产生的各类粉尘，减少了大气污染排放；可以从粉尘浓度高的排放气体中过滤并收集粉尘，其有效收集效率达到99.9％；该除尘器具有国内领先水平，其主要技术归于国内首创。在国家新的环保规范条件下，广泛运用于水泥行业、钢铁行业、发电行业、矿业的粉尘治理，在化工、冶金等行业也有非常好的运用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1是一种实施方式的整体结构示意图；

图2为单个除尘罐的结构剖视图；

图3是除尘罐部分结构示意图；

图中：A-除尘罐；B-输灰系统；C-喷吹系统；D-总进风口；E-总出风口；1-压缩空气包；2-喷吹装置；3-阀门；4-净气室；5-除尘布袋；6-泄爆阀门；7-广口灰斗；8-导流片；9-变径小旋风管道；10-切线进口；11-流量调节阀；12-导流静电除尘极；13-底部灰斗；14-风量倍增器；15-吸尘罩。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种实施方案如下：

一种阵列式混合除尘装置，包括若干阵列排列的竖立型的圆柱形除尘罐A，输灰系统B和喷吹系统C，并且还设有总进风口D和总出风口E，分别与各个罐体的进风口和出风口连通；所述输灰系统B通过管道与除尘罐A连接，喷吹系统C设置在除尘罐A的顶端，每个除尘罐A包括罐体，罐体的内部上端设有除尘布袋5，除尘布袋5的顶部为净气室4，罐体内部中心设置广口灰斗7以及底部设有底部灰斗13，在广口灰斗7内设有变径小旋风管道9以及导流静电除尘极12；所述喷吹系统C包括压缩空气包1和喷吹装置2；喷吹装置2的下端伸入净气室4中。所述喷吹装置2优选为旋转喷吹装置，喷吹效果更佳。

所述变径小旋风管道9为数个上宽下窄的圆锥筒，在圆锥筒内形成的独立旋风称为二级旋风；圆锥筒环形排列于广口灰斗周围，在所述广口灰斗7的圆形外沿处设置切线方向的导流片8形成三级旋风。所述除尘布袋5和导流静电除尘极12均呈圆形阵列排布，增加除尘效果。

所述输灰系统B包括总管道以及各个除尘罐的分支管道，总管道管口设有吸尘罩15，吸尘罩15的上方设置风量倍增器14，对单个吸尘罩的风量进行增量，其效果是降低了风机的使用功率，节省了电力的消耗。

各个除尘罐的罐体上设有与除尘罐的分支管道连通的切线进口(10)，使得气流沿外壁由上向下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流即为外涡旋。所述切线进口10处设有流量调节阀11，可以随时调节各个罐体的进风量，并且可以通过PLC自动控制风量。根据现场粉尘浓度及爆炸特性，在除尘器顶部净气室罐体外，设有泄爆阀门6。以防止浓度达到爆炸极限，发生爆炸后无法释放压力，造成人员或设备损害。

实际应用过程中，底部输灰系统如现场链接气源不满足条件，可将底部输灰系统更改为刮板机或者螺旋输灰机将粉尘送至灰库集中处理。

本发明为阵列式混合除尘装置，其中每个罐体包含现有重力除尘原理、惯性除尘原理、旋风除尘原理、布袋除尘原理、静电除尘原理。主要利用单个分体式除尘罐的阵列排布，在单个罐体内经过层级过滤，对含尘气体进行分级降尘，最后经过处理的烟尘再合并进入烟囱排向大气。

1.层级过滤：是指在有限罐体工作空间内，通过设置多层过滤系统对粉尘进行的捕捉。

2.分级降尘：是指利用粉尘粒径大小不一，而产生的不一致的重力、惯性力、扩散性及离心力表现，采用不同的除尘原理进行捕捉，可在不同层级过滤实现。

3.阵列排布：本方案的中阵列是指以N*N(N大于等于1)储存罐数量为基础，进行横向或者竖向，或圆形排布(因地形等其他因素造成的不规则形排布方式也包含在此阵列中)；其中N不特指具体数量；数值为1,即为单体除尘罐，数值为2即为2个单体除尘罐的组合，以此类推。

4.二级旋风：本方案下通过设置数个(数量大于1以上)上宽下窄的圆锥筒，在圆锥筒内形成的独立旋风称为二级旋风；

5.三级旋风：圆锥筒环形排列于广口灰斗的落料溜管周围，在广口灰斗圆形外沿处设置切线方向的导流片，在此处形成的旋风称为三级旋风。

本发明阵列式混合除尘装置的工作原理：

1.各个产尘点产生的含尘气体，通过总管道进入各分支管道后，进入阵列式除尘罐各罐体；其中利用流量调节阀11自动控制风量，在前端各吸尘罩15设有风量倍增器14，形成风量增量。

2.含尘气体由切线进口10进入除尘器罐体，沿壁边由上向下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流即为外涡旋。外涡旋到达锥体底部后，部分较重的灰尘颗粒(粒径≥5μm)会由于重力作用，惯性作用分离后进入灰斗；外涡旋到达锥体底部后反弹后形成的向上旋转的气流即为内涡旋。向下的外涡旋和向上的内涡旋，两者的旋转方向是相同的。气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力的推动下，向壁边移动。这部分到达壁边的较重尘粒在气流和重力的共同作用下，且受广口灰斗7中竖向布置的阻拦柱的影响沿壁面自由落入底部灰斗(13)。

3.同时在罐体底部中心设置导流静电除尘极12，继而(粒径≥3-5μm或粒径更小的粉尘)被电极板所吸附，并通过仓壁振动器的定时工作，吸附的灰尘随振动落入广口灰斗7中。

4.转而细小的粉尘(粒径小于等于3μm)向上，沿轴心向上旋转，分别进入各个变径小旋风管道9内。变径小旋风管道9为数个(数量大于1以上)上宽下窄的圆锥筒，在圆锥筒内形成的独立旋风称为二级旋风；圆锥筒环形排列于广口灰斗7周围，在广口灰斗7圆形外沿处设置切线方向的导流片8，形成三级旋风。在二级旋风这部分较长的行程中，(粒径在1-3μm内的)的粉尘会由于旋风内的真空静压无法随气流上升到二级净气室。而重新落入一级净气室循环过滤。粒径在1μm以下的粉尘会进入二级净气室，二级净气室通过二级净气室导流片8的作用再次形成三级旋风，将二级旋风中带出的粉尘(粒径在1-3μm内的)再次通过用重力作用，惯性作用分离，落入中心设置的广口灰斗7，并经由广口灰斗7的长溜管落入底部灰斗13。

5.最后粒径在1μm以下的粉尘会均匀通过罐体中间顶部呈圆形排布的除尘布袋5使得布袋充分接触含尘气体，最大化利用布袋的过滤面积，可过滤0.1-1μm的粉尘，在布袋顶部的净气室4内通过旋转喷吹装置2以及外置的空压机或接入链接气源(空气、氮气)，压缩空气包1通过压力变送方式定期充能并储能，并最终由脉冲阀瞬间释放储能，经由旋转臂对除尘布袋5进行喷吹。最后经过处理的空气经由阀门3再集中进入烟囱，最后排入大气。上部各除尘罐体的底部灰斗13收集的灰尘，经由统一的气力输送设备送至灰库进行集中处理。

6.每个罐体均可承担每小时约15万风量的处理量，罐体可根据现场风量总和现有场地进行阵列排布。经过处理，灰斗中的积灰通过AV泵，经由气力输送管道设备送至灰库进行集中处理。

7.根据现场粉尘浓度及爆炸特性，在除尘器顶部净气室罐体外，设有泄爆阀门6。以防止浓度达到爆炸极限，发生爆炸后无法释放压力，造成人员或设备损害。

每个罐体可承担每小时15万风量的处理量，根据现场风量总和及现有场地情况进行阵列排布，罐体进风口处设有风速仪，监测各独立罐体的风速，通过远程控制中心按照系统需要自动调节风量。当某一罐体内的压差异常时，或PPM检测超标，或同时成立，即可判定该除尘器故障。即可通过远程控制中心关闭进风阀门，通过风量平衡系统的控制，将故障罐体内的风量分配至其他罐体。同时通过远程控制中心进行报警，同时使用单位进行在线诊断或通过远程发送故障代码，同步实现厂家远程诊断，极大缩短了诊断和维修时间。

如原使用单位因增加产能或其他因素，导致原有罐体的总处理能力己经无法满足要求，可随时增设单个或数个罐体提高处理效率。既有效利用了原有设备，也减少了重复投资。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.阵列式混合除尘装置，其特征在于，包括若干阵列排列的竖立型的圆柱形除尘罐(A)，输灰系统(B)和喷吹系统(C)，所述输灰系统(B)通过管道与除尘罐(A)连接，喷吹系统(C)设置在除尘罐(A)的顶端，每个除尘罐(A)包括罐体，罐体的内部上端设有除尘布袋(5)，除尘布袋(5)的顶部为净气室(4)，罐体内部中心设置广口灰斗(7)以及底部设有底部灰斗(13)，在广口灰斗(7)内设有变径小旋风管道(9)和导流静电除尘极(12)所述喷吹系统(C)包括压缩空气包(1)和喷吹装置(2)；喷吹装置(2)的下端伸入净气室(4)中。

2.根据权利要求1所述的阵列式混合除尘装置，其特征在于，所述喷吹装置(2)为旋转喷吹装置。

3.根据权利要求1所述的阵列式混合除尘装置，其特征在于，所述变径小旋风管道(9)为上宽下窄的圆锥筒，所述圆锥筒环形排列于广口灰斗(7)周围。

4.根据权利要求1所述的阵列式混合除尘装置，其特征在于，所述广口灰斗(7)的圆形外沿处设置切线方向的导流片(8)。

5.根据权利要求1所述的阵列式混合除尘装置，其特征在于，所述除尘布袋(5)和导流静电除尘极(12)均呈圆形阵列排布。

6.根据权利要求1所述的阵列式混合除尘装置，其特征在于，所述输灰系统(B)包括总管道以及各个除尘罐的分支管道，总管道管口设有吸尘罩(15)，吸尘罩(15)的上方设置风量倍增器(14)。

7.根据权利要求6所述的阵列式混合除尘装置，其特征在于，各个除尘罐的罐体上设有与除尘罐的分支管道连通的切线进口(10)。

8.根据权利要求7所述的阵列式混合除尘装置，其特征在于，所述切线进口(10)处设有流量调节阀(11)。

9.根据权利要求1所述的阵列式混合除尘装置，其特征在于，在除尘布袋(5)顶部净气室罐体外，设有泄爆阀门(6)。

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