CN112717614A - 一种基于旋转筛筒除雾方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于旋转筛筒除雾方法及装置，包括有脱硫塔顶部的筛筒除雾系统以及控制筛筒除雾器旋转速度的自动旋转控制系统。烟气流被旋转的筛筒除雾器卷吸进筛筒除雾器中，在惯性分离和离心分离的双重作用下，有效的提高了烟气的除雾除尘效率。当脱硫系统运行工况发生变化时，调节蜗杆齿轮机构的转动速度，以调节筛筒除雾器的旋转角度来适应不同烟气流动的工况。通过环形冲洗水除雾系统以及刮板对筛筒除雾器进行冲洗。本装置将惯性分离、离心分离及凝并除尘相结合，采用蜗杆齿轮机构实现全工况筛筒表面清洁，具有除雾除尘效率高、烟气流动阻力小、冲洗水量少且无死角、能耗低、工况适应性广等特点，能有效的减少“石膏雨”的形成。

Description

一种基于旋转筛筒除雾方法及装置
技术领域
本发明涉及脱硫工艺中的除雾器，尤其涉及一种基于旋转筛筒除雾方法及装置。
背景技术
湿式石灰石/石膏法烟气脱硫系统被广泛应用在火力发电厂中。除雾器是湿式石灰石/石膏法烟气脱硫系统中的一个重要设备。除雾器用来脱除脱硫后湿烟气中携带的大量微细颗粒物及细小液滴，避免下游设备腐蚀及形成石膏垢，以及防止影响烟气再热器的换热效果，避免在电厂周围形成“石膏雨”，对周围大气环境造成污染。提高除雾器的除雾效率是目前热门课题之一。
除雾器一般布置于脱硫塔塔顶或烟气出口烟道处，用于拦截烟气中携带的细小颗粒，避免腐蚀下游设备。常见的除雾器有折流式除雾器、管式除雾器、旋流板式除雾器等。折流式除雾器利用液滴和固体表面之间的相互碰撞而将液滴凝聚并分离开来，因此对于烟气中的微细液滴难以除去；管式除雾器通过惯性碰撞和直接拦截达到除雾的目的，对除去粒径超过400μm的液滴效果显著，但对于微细液滴的除雾效果依然不佳；旋流板式除雾器利用烟气流动时产生旋流离心力将液滴和固体颗粒分离开来，但受烟气流速影响大，且难以除去烟气中的微细液滴。如何在低阻力的情况下，找到高效的除雾器对提高湿法烟气脱硫的脱硫效率具有重要的意义。
对现有的除雾器进行优化，提高对烟气中雾滴和微细颗粒物的除雾效率，以避免对下游设备的腐蚀和堵塞，满足不同工况下的高效除雾要求，具有十分重要的节能意义和显著的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于旋转筛筒除雾方法及装置。可实现在湿式石灰石/石膏法烟气脱硫系统中提高除雾除尘效率，降低微小雾滴颗粒的排放，同时减少系统压差和降低能耗。
本发明通过下述技术方案实现：
一种基于旋转筛筒除雾装置，包括布置在脱硫塔顶部的除雾系统及其冲洗水系统，所述除雾系统为多个筛筒除雾器5，它们依次阵列分布在脱硫塔顶部或烟气出口烟道上；
各筛筒除雾器5由转动轴7支撑；在转动轴7的轴端安装有蜗杆齿轮机构；蜗杆齿轮机构驱动筛筒除雾器5转动；
脱硫后的烟气流经过转动中的筛筒除雾器5时，受到离心或卷吸作用，掠过筛筒除雾器5中的丝线时产生涡流，加剧烟气中夹带的微细颗粒之间的碰撞，进而逐渐在筛筒除雾器5表面液膜作用下凝并，实现与烟气分离；净化后的烟气排出脱硫塔外部。
所述筛筒除雾器5包括圆筒型支撑架，以及包覆在圆筒型支撑架外部的金属丝网；所述支撑架由条形梁折弯而成的圆筒形框架。
所述蜗杆齿轮机构包括安装在各转动轴7轴端的大齿轮6和各大齿轮6之间的小齿轮61；
所述蜗杆齿轮机构包括蜗杆3、大齿轮6和小齿轮61；大齿轮6安转在各转动轴7的轴端；小齿轮61位于各大齿轮6之间并相互啮合，将扭矩传递给下一个大齿轮6；
所述蜗杆3由电机2驱动；蜗杆3与第一个大齿轮61啮合；当第一个大齿轮6转动时，剩余大齿轮6同步联动，进而带动多个筛筒除雾器5同步转动。
所述筛筒除雾器5还包括一个用于刮除筛筒除雾器5表面污垢的刮板4，刮板4的两端可通过连接件固定在脱硫塔壁或者支撑体上。
所述冲洗水系统为分布在筛筒除雾器5上方、下方和/或筛筒除雾器5内部的喷嘴阵列1；喷嘴阵列1用于冲洗附着在筛筒除雾器5内和/或外部的积污。
所述金属丝网与圆筒型支撑架之间电学绝缘，以避免二者发生电化学腐蚀。
所述金属丝网的丝线直径为0.08mm～0.3mm；金属丝网为一层或者多层。
所述小齿轮61的轴安装在塔壁或者固定座上。
一种基于旋转筛筒除雾方法，其包括如下步骤：
在脱硫塔中，脱硫后的烟气流流进筛筒除雾器5下层底部后，烟气中携带的液滴及颗粒物通过处于旋转状态的筛筒除雾器5中的下层丝网时，烟气被旋转筛筒除雾器5卷吸进入，提高了烟气在转筛筒除雾器5间流动的紊流程度；
再此过程中，首先由于液滴以及颗粒物的惯性作用，与丝网发生碰撞而粘附在丝线的表面上，由于丝线的可湿性、液滴的表面张力以及丝线的毛细作用，使得液滴逐渐长大，当其自身的重力超过了气体上升的浮力以及液滴表面张力的合力时，液滴脱离丝线发生分离而坠落，实现了惯性分离除雾；其次由于烟气在旋转的筛筒除雾器5之间流动时，烟气中的颗粒物由于离心力作用发生离心分离；最后烟气在旋转的筛筒除雾器5之间曲折的通道中流动时，产生涡旋流，提高了细小颗粒之间的碰撞效率，强化了微细颗粒之间的凝并效果，当微细颗粒凝并成大颗粒时，受到离心力的作用产生离心分离；在惯性分离和离心分离的双重作用下与烟气分离，以提高烟气的除雾除尘效率。
所述筛筒除雾器5的旋转由电机2带动，其转速由电机转速调节或者由计算机自动控制；
计算机自动控制是指，设置在烟道内的传感器所采集到的烟气的流向、流速、流量、压差及浓度信息反馈给计算机，由计算机控制电机2的转速，以适应烟气处理时工况的变化要求。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
(1)高效除雾：筛筒除雾器5由丝网卷成圆筒状，电机带动其旋转，对烟气的扰流产生作用，携带着液滴以及大颗粒的烟气在进入筛筒除雾器5中的丝网时，烟气被卷吸进入，提高了烟气的紊乱程度，液滴在惯性力以及离心力的作用下不断的撞击细丝，有效的增加了撞击率，同时再加上液滴的表面张力以及细丝的毛细管作用，有效的提高了丝网除雾器的除尘除雾的效果。
(2)高效除尘：筛筒除雾器5处于旋转状态(速度可调)，当烟气流进筛筒除雾器5时，受到离心力的作用，掠过筛筒除雾器5中的细丝时，容易产生涡流，提高微细颗粒之间的碰撞效率，有利于微细颗粒的凝并长大，而后在离心分离和惯性分离二者的作用下，将微细颗粒同烟气分离，实现了高效除尘。
(3)减小烟气流动阻力：筛筒除雾器5自身的旋转有利于将入口烟气卷吸进入筛筒除雾器5之间发生除雾除尘过程，烟气在其中随着筛筒除雾器5的转动而发生旋转，通过刮板4与冲洗水不断对筛筒表面清洁，可以有效的减少烟气通过筛筒除雾器5时的流动阻力。
(4)可适应不同工况的除雾要求：旋转的筛筒除雾器5可以根据入口烟气的流向以及流量等工况，改变筛筒除雾器5的旋转速度，改变烟气中的颗粒物以及雾滴在除雾器中受到的离心力作用以及紊流流动强度，适应不同工况下离心分离的要求，从而提高筛筒除雾器5的除雾除尘效率。
(5)节约能源：因筛筒除雾器5旋转实现了全工况下的表面清洁，可以达到在低阻力条件下实现高效除尘除雾的效果，减少增压风机的能耗以及治理环境染所需的能源消耗，实现了节能的要求。
附图说明
图1为本发明基于旋转筛筒除雾装置结构示意图一。
图2为本发明基于旋转筛筒除雾装置结构示意图二。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1-2所示。本发明公开了一种基于旋转筛筒除雾装置，包括布置在脱硫塔顶部的除雾系统及其冲洗水系统，所述除雾系统为多个筛筒除雾器5，它们依次阵列分布在脱硫塔顶部或烟气出口烟道上。
筛筒除雾器5具体数量及列数由脱硫塔参数确定。
各筛筒除雾器5由转动轴7支撑；在转动轴7的轴端安装有蜗杆齿轮机构；蜗杆齿轮机构驱动筛筒除雾器5转动；
脱硫后的烟气流经过转动中的筛筒除雾器5时，受到离心或卷吸作用，掠过筛筒除雾器5中的丝线时产生涡流，加剧烟气中夹带的微细颗粒之间的碰撞，进而逐渐在筛筒除雾器5表面液膜作用下凝并，实现与烟气分离；净化后的烟气排出脱硫塔外部。
所述筛筒除雾器5包括圆筒型支撑架，以及包覆在圆筒型支撑架外部的金属丝网；所述支撑架由条形梁折弯而成的圆筒形框架。
所述蜗杆齿轮机构包括安装在各转动轴7轴端的大齿轮6和各大齿轮6之间的小齿轮61；
所述蜗杆齿轮机构包括蜗杆3、大齿轮6和小齿轮61；大齿轮6安转在各转动轴7的轴端；小齿轮61位于各大齿轮6之间并相互啮合，将扭矩传递给下一个大齿轮6；
所述蜗杆3由电机2驱动；蜗杆3与第一个大齿轮61啮合；当第一个大齿轮6转动时，剩余大齿轮6同步联动，进而带动多个筛筒除雾器5同步转动。
电机2的转速可人工控制，也可通过计算机控制，这是本领域技术人员所熟知的，烟气参数反馈系统将烟气流量、烟气流向等参数反馈至计算机，计算机决定电机2的旋转速度，以适应烟气工况的变化，提高除雾效率。
所述筛筒除雾器5还包括一个用于刮除筛筒除雾器5表面污垢的刮板4，刮板4的两端可通过连接件固定在脱硫塔壁或者支撑体上。刮板4结合高压冲洗可以实现小水量对筛筒除雾器5进行充分的清洗除垢，有效的避免大水量长时间冲洗及二次携带的问题。
所述冲洗水系统为分布在筛筒除雾器5上方、下方和/或筛筒除雾器5内部的喷嘴阵列1；喷嘴阵列1用于冲洗附着在筛筒除雾器5内和/或外部的积污。冲洗系统可自动/手动控制。当筛筒前后烟气压差较大时，自动/手动开启喷嘴阵列1进行冲洗即可。当然本领域技术人员熟知，冲洗水系统可以与检测烟气或者压差传感系统连接，以确保可以及时清除筛筒除雾器5上的积污。
所述金属丝网与圆筒型支撑架之间电学绝缘，以避免二者发生电化学腐蚀。
所述金属丝网的丝线直径为0.08mm～0.3mm；直径可根据实际工况灵活选择。
金属丝网为一层或者多层；可根据实际工况灵活选择。
所述小齿轮61的轴安装在塔壁或者固定座上。
本发明基于旋转筛筒除雾方法，可通过如下步骤实现：
在脱硫塔中，脱硫后的烟气流流进筛筒除雾器5下层底部后，烟气中携带的液滴及颗粒物通过处于旋转状态的筛筒除雾器5中的下层丝网时，烟气被旋转筛筒除雾器5卷吸进入，提高了烟气在转筛筒除雾器5间流动的紊流程度；
再此过程中，首先由于液滴以及颗粒物的惯性作用，与丝网发生碰撞而粘附在丝线的表面上，由于丝线的可湿性、液滴的表面张力以及丝线的毛细作用，使得液滴逐渐长大，当其自身的重力超过了气体上升的浮力以及液滴表面张力的合力时，液滴脱离丝线发生分离而坠落，实现了惯性分离除雾；其次由于烟气在旋转的筛筒除雾器5之间流动时，烟气中的颗粒物由于离心力作用发生离心分离；最后烟气在旋转的筛筒除雾器5之间曲折的通道中流动时，产生涡旋流，提高了细小颗粒之间的碰撞效率，强化了微细颗粒之间的凝并效果，当微细颗粒凝并成大颗粒时，受到离心力的作用产生离心分离；在惯性分离和离心分离的双重作用下与烟气分离，以提高烟气的除雾除尘效率。
所述筛筒除雾器5的旋转由电机2带动，其转速由电机转速调节或者由计算机自动控制；
计算机自动控制是指，设置在烟道内的传感器所采集到的烟气的流向、流速、流量、压差及浓度信息反馈给计算机，由计算机控制电机2的转速，以适应烟气处理时工况的变化要求。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于旋转筛筒除雾装置，包括布置在脱硫塔顶部的除雾系统及其冲洗水系统，其特征在于：所述除雾系统为多个筛筒除雾器(5)，它们依次阵列分布在脱硫塔顶部或烟气出口烟道上；
各筛筒除雾器(5)由转动轴(7)支撑；在转动轴(7)的轴端安装有蜗杆齿轮机构；蜗杆齿轮机构驱动筛筒除雾器(5)转动；
脱硫后的烟气流经过转动中的筛筒除雾器(5)时，受到离心或卷吸作用，掠过筛筒除雾器(5)中的丝线时产生涡流，加剧烟气中夹带的微细颗粒之间的碰撞，进而逐渐在筛筒除雾器(5)表面液膜作用下凝并，实现与烟气分离；净化后的烟气排出脱硫塔外部。
2.根据权利要求1所述基于旋转筛筒除雾装置，其特征在于：所述筛筒除雾器(5)包括圆筒型支撑架，以及包覆在圆筒型支撑架外部的金属丝网；所述支撑架由条形梁折弯而成的圆筒形框架。
3.根据权利要求2所述基于旋转筛筒除雾装置，其特征在于：所述蜗杆齿轮机构包括安装在各转动轴(7)轴端的大齿轮(6)和各大齿轮(6)之间的小齿轮(61)；
所述蜗杆齿轮机构包括蜗杆(3)、大齿轮(6)和小齿轮(61)；大齿轮(6)安转在各转动轴(7)的轴端；小齿轮(61)位于各大齿轮(6)之间并相互啮合，将扭矩传递给下一个大齿轮(6)；
所述蜗杆(3)由电机(2)驱动；蜗杆(3)与第一个大齿轮(61)啮合；当第一个大齿轮(6)转动时，剩余大齿轮(6)同步联动，进而带动多个筛筒除雾器(5)同步转动。
4.根据权利要求3所述基于旋转筛筒除雾装置，其特征在于：所述筛筒除雾器(5)还包括一个用于刮除筛筒除雾器(5)表面污垢的刮板(4)，刮板(4)的两端可通过连接件固定在脱硫塔壁或者支撑体上。
5.根据权利要求4所述基于旋转筛筒除雾装置，其特征在于：所述冲洗水系统为分布在筛筒除雾器(5)上方、下方和/或筛筒除雾器(5)内部的喷嘴阵列(1)；喷嘴阵列(1)用于冲洗附着在筛筒除雾器(5)内和/或外部的积污。
6.根据权利要求5所述基于旋转筛筒除雾装置，其特征在于：所述金属丝网与圆筒型支撑架之间电学绝缘，以避免二者发生电化学腐蚀。
7.根据权利要求6所述基于旋转筛筒除雾装置，其特征在于：所述金属丝网的丝线直径为0.08mm～0.3mm；金属丝网为一层或者多层。
8.根据权利要求7所述基于旋转筛筒除雾装置，其特征在于：所述小齿轮(61)的轴安装在塔壁或者固定座上。
9.一种基于旋转筛筒除雾方法，其特征在于采用权利要求1-8中任一项所述基于旋转筛筒除雾装置实现，其包括如下步骤：
在脱硫塔中，脱硫后的烟气流流进筛筒除雾器(5)下层底部后，烟气中携带的液滴及颗粒物通过处于旋转状态的筛筒除雾器(5)中的下层丝网时，烟气被旋转筛筒除雾器(5)卷吸进入，提高了烟气在转筛筒除雾器(5)间流动的紊流程度；
再此过程中，首先由于液滴以及颗粒物的惯性作用，与丝网发生碰撞而粘附在丝线的表面上，由于丝线的可湿性、液滴的表面张力以及丝线的毛细作用，使得液滴逐渐长大，当其自身的重力超过了气体上升的浮力以及液滴表面张力的合力时，液滴脱离丝线发生分离而坠落，实现了惯性分离除雾；其次由于烟气在旋转的筛筒除雾器(5)之间流动时，烟气中的颗粒物由于离心力作用发生离心分离；最后烟气在旋转的筛筒除雾器(5)之间曲折的通道中流动时，产生涡旋流，提高了细小颗粒之间的碰撞效率，强化了微细颗粒之间的凝并效果，当微细颗粒凝并成大颗粒时，受到离心力的作用产生离心分离；在惯性分离和离心分离的双重作用下与烟气分离，以提高烟气的除雾除尘效率。
10.根据权利要求9所述基于旋转筛筒除雾方法，其特征在于，所述筛筒除雾器(5)的旋转由电机(2)带动，其转速由电机转速调节或者由计算机自动控制；
计算机自动控制是指，设置在烟道内的传感器所采集到的烟气的流向、流速、流量、压差及浓度信息反馈给计算机，由计算机控制电机(2)的转速，以适应烟气处理时工况的变化要求。
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