CN112569697A - 一种多级组合型管式除雾器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多级组合型管式除雾器。该除雾器包括：管束筒体、一级除雾元件、二级除雾元件、三级除雾元件和四级除雾元件，所述的一级除雾元件、二级除雾元件、三级除雾元件和四级除雾元件从下往上同轴依次置于管束筒体内部，一级除雾元件具有波纹板叶片，二级除雾元件三级除雾元件和四级除雾元件具有平板型导叶，每一级除雾元件具有不同粒径液滴的分离能力和相应的阻力特性，实现除雾过程分级化。本发明以多级除雾元件实现分离作用的叠加效应，以最小的压力损失来保证分离性能，实现脱硫塔内烟气的超低超净排放。

Description

一种多级组合型管式除雾器

技术领域

本发明涉及湿法烟气脱硫塔除雾装置技术领域，具体地涉及一种多级组合型管式除雾器。

背景技术

石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术是目前我国用于治理燃煤电厂排放的含大量二氧化硫的烟气污染的主要技术措施，该技术是国内外最成熟、应用广泛的脱硫技术，该技术主要是利用石灰石脱硫剂喷淋吸收含有二氧化硫有害气体的燃煤锅炉烟气，通过脱硫剂浆液和烟气接触反应吸收有害气体来达到净化烟气的目的。

经过喷淋吸收被净化后的烟气中还残存有较多的雾滴和粉尘，其中雾滴包括水雾、没有被脱除的三氧化硫遇水生成的硫酸雾滴、脱硫反应生成的硫酸钙和亚硫酸钙液滴等，烟气从脱硫塔排出前必须用除雾器除去烟气中的雾滴，以防止烟气中所含的强酸性雾滴和亚硫酸钙等液滴腐蚀烟道等后续设备以及造成设备表面结垢。

目前在脱硫除雾项目中，除雾器的类型较多，但是常用的有平板式和屋脊式两种。其中屋脊式除雾器效率高，但屋脊式除雾器压力损失大，除雾系统能耗大，屋脊式除雾器高度一般为2.6m左右，投资较高；平板式除雾器效率相对较低，设计简单、压损低，高度一般为3.2～3.4m，投资相对较低。为提高除雾效率，一般的组合式除雾器装置普遍采用平板式管式除雾器加单层或者双层屋脊式折流板除雾器。然而因为系统中烟气流速高，烟气中夹带有大量的大粒径颗粒物，平板式管式除雾器会产生局部堵塞现象造成烟气流速分布不均匀，影响下游屋脊式除雾器的使用效果，从而造成除雾器除雾效果变差而无法达到国家环保要求。并且，因表面表面张力因素导致冲洗水膜覆盖不均、液滴与板片发生弹性碰撞重新返混进入烟气，是引起除雾效率下降的关键原因之一。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种除雾性能优越、运行稳定可靠、实现超低超净排放的多级组合型管式除雾器。

通过本发明可以实现的技术目的不限于上文已经特别描述的内容，并且本领域技术人员将从下面的详细描述中更加清楚地理解本文中未描述的其他技术目的。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：提供了一种多级组合型管式除雾器，其特征在于：包括管束筒体、一级除雾元件、二级除雾元件、三级除雾元件和四级除雾元件；

所述一级除雾元件与管束筒体同轴配合，包括波纹板叶片、上固定环和下固定环，上固定环和下固定环的外径与管束筒体的内径相同，波纹板叶片均匀排布14片(可选地，10-18片)，下固定环距离管束筒体底端300mm(可选地，300mm-500mm)。可选地，所述波纹板叶片包括第一分段、第二分段和第三分段，第一分段和第二分段夹角是120°(可选地，100°-140°)。第二分段和第三分段夹角是120°(可选地，100°-140°)。

所述二级除雾元件包括二级导叶罩筒、出口角为40°(可选地，30°-60°)的二级平板型导叶和二级盲板，二级导叶罩筒的外径与管束筒体的内径相同，二级平板型导叶在二级盲板上沿圆周方向均匀排布18片(可选地，12-24片)，二级平板型导叶及二级盲板与二级导叶罩筒同轴装配，二级导叶罩筒同轴装配至管束筒体内部且距离一级除雾元件240mm(可选地，200mm-300mm)；

所述三级除雾元件包括三级导叶罩筒、出口角为40°(可选地，30°-60°)的三级平板型导叶和三级盲板，三级导叶罩筒的外径与管束筒体的内径相同，三级平板型导叶在三级盲板上沿圆周方向均匀排布24片(可选地，20-30片)，三级平板型导叶及三级盲板与三级导叶罩筒同轴装配，三级导叶罩筒同轴装配至管束筒体内部且距离二级除雾元件260mm(可选地，200mm-300mm)；

所述四级除雾元件包括四级导叶罩筒、出口角为30°(可选地，20°-40°)的四级平板型导叶和四级盲板，四级导叶罩筒的外径与管束筒体的内径相同，四级平板型导叶在四级盲板上沿圆周方向均匀排布24片(可选地，20-30片)，四级平板型导叶及四级盲板与四级导叶罩筒同轴装配，四级导叶罩筒同轴装配至管束筒体内部且距离三级除雾元件170mm(可选地，150mm-200mm)，同时距离管束筒体出口400mm(可选地，300mm-500mm)。

本发明的有益效果是：

一种多级组合型管式除雾器含有多级除雾元件，每一级除雾元件具有不同粒径液滴的分离能力和相应的阻力特性，实现除雾过程分级化；

一级除雾元件可在很小的阻力损失运行状态下首先实现粒径300μm液滴的分离；

二级除雾元件至四级除雾元件可充分利用前一级除雾元件产生旋流的残余量，形成造旋作用的叠加效应，以最小的阻力损失形成较强的旋流场，来保证分离性能，实现脱硫塔内烟气的超低超净排放；

实验数据表明：该一种多级组合型管式除雾器可实现粒径大于10μm液滴的完全分离，此时的阻力损失仅为300Pa，逃逸液滴量仅为15mg/m³，性能远高于国家标准，完全满足超低排放要求；

另外，每级除雾元件结构可以根据具体的工业运行情况灵活设计，通过改变导叶的类型、数量、出口角以及每一级除雾元件的安装距离等结构参数实现改变每一级除雾元件的进出口截面积比，以实现对烟气的加速，进而为形成强旋流场提供必要前提；

多级组合型管式除雾器可在原有设备基础上施工改造，操作方便、成本低廉、工程量小、适应性强，改造完成后可实现运行平稳、灵活调整、便于清洗和维修。

上述技术方案仅为本发明实施例的一些部分，本领域技术人员从以下本发明的详细描述中可以导出和理解包含了本发明的技术特征的各种实施例。

本领域技术人员将会理解，通过本发明可以实现的效果不限于上文已经具体描述的内容，并且从以下详细说明中将更清楚地理解本发明的其他优点。

附图说明

被包括以提供对本发明的进一步理解的附图示出本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是一种多级组合型管式除雾器剖视图；

图2是一种多级组合型管式除雾器俯视图；

图3是一级除雾元件等轴测试图；

图4是二级除雾元件等轴测试图；

图5是三级除雾元件等轴测试图；

图6是四级除雾元件等轴测试图。

图中：1、一级除雾元件 2、二级除雾元件 3、三级除雾元件 4、四级除雾元件 5、管束筒体 6、上固定环 7、波纹板叶片 8、下固定环 9、二级导叶罩筒 10、二级盲板 11、二级平板型导叶 12、三级导叶罩筒 13、三级盲板 14、三级平板型导叶 15、四级导叶罩筒 16、四级盲板 17、四级平板型导叶

具体实施方式

现在将详细参考本发明的示例性实施例，其示例在附图中示出。下面将参考附图给出的详细描述旨在解释本发明的示例性实施例，而不是示出可以根据本发明实现的唯一实施例。以下详细描述包括具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。

在一些情况下，已知的结构和设备被省略或以框图形式示出，集中于结构和设备的重要特征，以免模糊本发明的概念。在整个说明书中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1～6是本发明的最佳实施例，下面结合附图1～5对本发明做进一步说明。

参照附图1～6：一种多级组合型管式除雾器，包括管束筒体5、一级除雾元件1、二级除雾元件2、三级除雾元件3和四级除雾元件4，一级除雾元件1、二级除雾元件2、三级除雾元件3和四级除雾元件4从下往上同轴置于管束筒体1内。

优选地，一级除雾元件1与管束筒体1底端的距离为300mm(可选地，300mm-500mm)，二级除雾元件与一级除雾元件的距离为240mm(可选地，200mm-300mm)，三级除雾元件与二级除雾元件的距离为260mm(可选地，200mm-300mm)，四级除雾元件与三级除雾元件的距离为170mm(可选地，150mm-200mm)，同时距离管束筒体5出口400mm(可选地，300mm-500mm)。

一级除雾元件1与管束筒体5同轴配合，包括120°(可选地，100°-140°)波纹板叶片7、上固定环6和下固定环8，上固定环6和下固定环8的外径与管束筒体5的内径相同，120°(可选地，100°-140°)波纹板叶片7均匀排布14片(可选地，10-18片)。

二级除雾元件2包括二级导叶罩筒9、出口角为40°(可选地，30°-60°)的二级平板型导叶11和二级盲板10，二级导叶罩筒9的外径与管束筒体5的内径相同，二级平板型导叶11在二级盲板10上沿圆周方向均匀排布18片(可选地，12-24片)，二级平板型导叶11及二级盲板10与二级导叶罩筒9同轴装配。

三级除雾元件3包括三级导叶罩筒12、出口角为40°(可选地，30°-60°)的三级平板型导叶14和三级盲板13，三级导叶罩筒12的外径与管束筒体5的内径相同，三级平板型导叶14在三级盲板13上沿圆周方向均匀排布24片(可选地，20-30片)，三级平板型导叶14及三级盲板13与三级导叶罩筒12同轴装配。

四级除雾元件包括四级导叶罩筒15、出口角为30°(可选地，20°-40°)的四级平板型导叶17和四级盲板16，四级导叶罩筒15的外径与管束筒体5的内径相同，四级平板型导叶17在四级盲板16上沿圆周方向均匀排布24片(可选地，20-30片)，四级平板型导叶17及四级盲板16与四级导叶罩筒15同轴装配。

工作原理：根据具体工况的需要，将一种多级组合型管式除雾器置于湿法烟气脱硫系统中，经过喷淋吸收被净化后的烟气中还残存有较多的雾滴，其中雾滴包括水雾、没有被脱除的三氧化硫遇水生成的硫酸雾滴、脱硫反应生成的硫酸钙和亚硫酸钙液滴等，烟气经输送管道进入一种多级组合型管式除雾器，首先进入管束筒体5内，流经一级除雾元件1时经过14片(可选地，10-18片)120°(可选地，100°-140°)波纹板叶片7，利用惯性分离原理，烟气中粒径大于300μm的雾滴由于其随烟气运动的跟随性差，在惯性力的作用下偏离初始运动轨迹，撞向120°(可选地，100°-140°)波纹板叶片7表面实现分离，由液滴在120°(可选地，100°-140°)波纹板叶片7表面上形成液膜，当液膜累积到一定厚度时，通过管束筒体5底部流出；经过一级除雾元件1一次分离后的烟气继续沿管束筒体5流向二级除雾元件2，由于烟气经过出口角为40°(可选地，30°-60°)的二级平板型导叶11后形成强旋流场，利用离心分离原理，细小的液滴被甩向管束筒体5壁面，从而被捕集分离下来；由于三级除雾元件3在二级除雾元件2的自然旋风长范围内，故烟气流入二级除雾元件2时充分利用烟气存在的残余切向速度进一步造旋，能够在最小的压降损失情况下得到强选流场，此时，出口角为40°(可选地，30°-60°)的平板型导叶14的二次造旋作用下，烟气中粒径大于30μm的雾滴在强旋流场中受到巨大的离心力而被甩至三级导叶罩筒12实现分离，分离掉的雾滴聚集形成液膜后从三级导叶罩筒12流向管束筒体5内壁排出；烟气中未被分离掉的超细液滴经过三级除雾元件3后继续沿管束筒体5流向四级除雾元件4，同样地，由于四级除雾元件4在三级除雾元件3的自然旋风长范围内，故烟气流入四级除雾元件4时同样可以充分利用烟气存在的残余切向速度进一步造旋，保证在最小的压降损失情况下得到理想的强旋流场，此时，在24片(可选地，20-30片)出口角为30°(可选地，20°-40°)的四级平板型导叶17的第三次造旋作用下，烟气中粒径大于10μm的雾滴在强旋流场中受到巨大的离心力而被甩至四级导叶罩筒15实现分离，分离掉的雾滴聚集形成液膜后从四级导叶罩筒15流向管束筒体5内壁排出。至此，含有雾滴的烟气在一级除雾元件1、二级除雾元件2、三级除雾元件3和四级除雾元件4的协同作用下，实现对不同分级粒径雾滴的精准分离，以最小的雾滴分离运行能耗实现烟气的超低超净排放。

如上所述，已经给出了本发明的优选实施例的详细描述，以使本领域技术人员能够实施和实践本发明。虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离所附权利要求书中描述的本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和改变。因此，本发明不应限于在此描述的特定实施例，而应被赋予与本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。

Claims (9)

1.一种多级组合型管式除雾器，其特征在于：包括管束筒体(5)、一级除雾元件(1)、二级除雾元件(2)、三级除雾元件(3)和四级除雾元件(4)，所述的一级除雾元件(1)、二级除雾元件(2)、三级除雾元件(3)和四级除雾元件(4)从下往上同轴依次置于管束筒体(5)内部。

2.根据权利要求1所述的多级组合型管式除雾器，其特征在于：所述一级除雾元件(1)包括波纹板叶片(7)、上固定环(6)和下固定环(8)，上固定环(6)和下固定环(8)的外径与管束筒体(5)的内径相同，波纹板叶片(7)均匀排布14片，一级除雾元件(1)同轴装配至管束筒体(5)内部且距离管束筒体(5)底端300mm。

3.根据权利要求2所述的多级组合型管式除雾器，其特征在于：所述波纹板叶片(7)包括第一分段、第二分段和第三分段，第一分段和第二分段夹角是120°。

4.根据权利要求1所述的多级组合型管式除雾器，其特征在于：所述二级除雾元件包括二级导叶罩筒(9)、二级平板型导叶(11)和二级盲板(10)，二级导叶罩筒(9)的外径与管束筒体(5)的内径相同，二级平板型导叶(11)在二级盲板(10)上沿圆周方向均匀排布18片，二级平板型导叶(11)及二级盲板(10)与二级导叶罩筒(9)同轴装配，二级除雾元件(2)同轴装配至管束筒体(5)内部且距离一级除雾元件(1)的距离为240mm。

5.根据权利要求4所述的多级组合型管式除雾器，其特征在于：所述二级平板型导叶(11)的出口角为40°。

6.根据权利要求1所述的多级组合型管式除雾器，其特征在于：所述三级除雾元件(3)包括三级导叶罩筒(12)、三级平板型导叶(14)和三级盲板(13)，三级导叶罩筒(12)的外径与管束筒体(5)的内径相同，三级平板型导叶(14)在三级盲板(13)上沿圆周方向均匀排布24片，三级平板型导叶(14)及三级盲板(13)与三级导叶罩筒(12)同轴装配，三级除雾元件(3)同轴装配至管束筒体(5)内部且距离二级除雾元件(2)260mm。

7.根据权利要求6所述的多级组合型管式除雾器，其特征在于：所述三级平板型导叶(14)的出口角为40°。

8.根据权利要求1所述的多级组合型管式除雾器，其特征在于：所述四级除雾元件(4)包括四级导叶罩筒(15)、四级平板型导叶(17)和四级盲板(16)，四级导叶罩筒(15)的外径与管束筒体(5)的内径相同，四级平板型导叶(17)在四级盲板(16)上沿圆周方向均匀排布24片，四级平板型导叶(17)及四级盲板(16)与四级导叶罩筒(15)同轴装配，四级除雾元件(4)与三级除雾元件(3)的距离为170mm，同时距离管束筒体(5)出口400mm。

9.根据权利要求8所述的多级组合型管式除雾器，其特征在于：所述四级平板型导叶(17)的出口角为30°。

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