CN113069837A - 柔性带式除雾装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及烟气净化技术领域，具体涉及一种柔性带式除雾装置,所述柔性带式除雾装置为一带状结构，所述带状结构的进水端设有中空的进水母管(11)，所述带状结构的出水端设有中空的出水母管(12)；在所述进水母管(11)和出水母管(12)之间平行设置多根柔性的换热管(2)；沿所述带状结构的宽度方向，平行布置多个纬杆(3)；换热管(2)交替地由相邻的纬杆(3)的上方和下方穿过；或者，纬杆(3)交替地由相邻的换热管(2)的上方和下方穿过；一定长度的所述带状结构形成一个管片，流体从管片进水端的进水母管(11)进入，经过多根换热管(2)，由管片出水端的出水母管(12)流出。

Description

柔性带式除雾装置
技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域，具体涉及一种柔性带式除雾装置。
背景技术
原钢铁厂烧结机、火力发电厂等燃煤锅炉的烟气排放都装设了湿法脱硫装置，用于去除烟气中的SOx粉尘等污染物，国家也有非常严格的排放标准要求，但是湿法脱硫装置的喷淋等工艺会造成烟气中水蒸气含量达到饱和状态，遇冷就会凝结，同时夹带大量直径细小的液滴，包裹着Pm5以下的固体颗粒一同排放大气，难以达到超净排放标准，另外经济发达地区，火电厂密度很大，即便达到超净标准要求，还是会造成局部地区的污染，所以类似珠三角、长三角地区的一些发电单位提出了1mg/Nm3的自我排放要求，这就为除雾装置提出了更高的技术要求。
常规的湿式静电除尘器、折流板式除雾器都不能满足上述要求，丝网式除沫器虽然能够达到上述参数要求，但是由于空隙率太低，烟气阻力很大，另外丝网很容易结垢板结，造成机组故障停机，难以适应火电厂这种基础能源设施的安全性要求。
近年市场上涌现的烟气冷凝器，虽然可以很好地实现冷凝消白烟的功能，但是由于结构型式所限，难以达到上述的排放标准，一般只能达到5-10mg/Nm3的排放浓度。为了控制烟气流速，降低液滴夹带到烟囱，不得不将换热器截面积设计的很大，造成烟道改造困难、工程量大、工程造价很高的问题。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供了一种柔性带式除雾装置，所述装置利用脱硫吸收塔顶部除雾器平台敷设，实现除雾、冷凝消白等多重作用：利用密集编织换热管排的复杂流道，实现液滴的碰撞捕捉，起到折流除液滴的作用；利用其换热功能，实现冷凝的作用；在冷却水的作用下，冷凝烟气中的饱和水蒸气，在凝结过程中包覆烟气中的固体颗粒物，达到除尘的目的；同时通过激烈湍流进行强制传质过程，进一步溶解烟气中溶解度较低的SO3等物质，进一步降低排放物浓度；由于吸收塔自身流速远远低于改造烟道的烟气流速，二次夹带的液滴量会大大降低，有利于排放浓度的降低。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种柔性带式除雾装置，所述装置敷设在脱硫吸收塔顶部的除雾器平台，包括进水母管11、出水母管12、换热管2、纬杆3和包塑钢丝绳4；其中，
所述柔性带式除雾装置为一可卷曲带状结构，所述带状结构的一端为进水端，另一端为出水端，由进水端向出水端可卷曲地延伸的方向为所述带状结构的长度方向；
所述带状结构的进水端设有中空的进水母管11，所述带状结构的出水端设有中空的出水母管12；
在所述进水母管11和出水母管12之间平行设置多根柔性的换热管2；每根换热管2的两端分别与进水母管11和出水母管12的管腔连通；由第一根换热管2向最后一个换热管2的延伸方向为所述带状结构的宽度方向；
沿所述带状结构的宽度方向，平行布置多个纬杆3；
换热管2交替地由相邻的纬杆3的上方和下方穿过；或者，纬杆3交替地由相邻的换热管2的上方和下方穿过；
一定长度的所述带状结构形成一个管片，流体从管片进水端的进水母管11进入，经过多根换热管2，由管片出水端的出水母管12流出。
与换热管2平行布置多根包塑钢丝绳4，所述包塑钢丝绳4的两端连接于进水母管11和出水母管12上。
包塑钢丝绳4在所述带状结构的两侧各设置一根。
两侧的包塑钢丝绳4上设有间隔套管5，间隔套管5布置在相邻的纬杆3之间。
所述多根换热管2的长度相同；换热管2和进水母管11相互垂直；换热管2和出水母管12相互垂直；换热管2和纬杆3相互垂直。
所述换热管2为高分子材料换热管。
所述换热管2根据介质温度要求和介质化学特性进行材料选择，换热管2的材料包括但不限于PE，PP，PPR，PVC，HDPE，PEX，FEP，PTFE，PFA。
所述换热管2的管材能够添加提高传热系数或拉伸强度或耐磨强度的辅助材料，如炭黑和/或SiC和/或玻璃纤维。
所述换热管2的外径为1-8mm，壁厚为0.2-1mm，耐温-40～220℃，耐压0.5-3MPa；所述换热管2之间的间距为0-2.5倍管径；相邻纬杆3之间的间距为5-30倍纬杆3的直径。
进水母管11和出水母管12上安装压力温度测点，便于检测每个管片的换热效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的柔性带式除雾装置通过机械折流加冷凝的方式达到超净排放的目的，还具有最接近丝网除沫器的孔隙率，与传统管壳式烟气冷凝除尘器相比，还具有以下优点：
本发明的柔性带式除雾装置是一种采用毛细塑料管编制而成的柔性换热网带，不需要刚性的支撑结构，具有管壳式换热器不可能具备的巨大的换热面积，优异的折流除雾效果。
本发明为可以卷曲收纳的柔性盘卷，可以直接利用吸收塔除雾器安装孔送入后再展开敷设，所以工程量非常小，安装工程量与丝网除沫器相当，施工安全性也非常高。
由于本发明没有金属框架，整体重量远远低于传统冷凝器，可以直接敷设在原脱硫吸收塔的除雾器平台上，不需要对吸收塔烟气系统做改造，只要简单的锚固处理就能快速达到预期效果。
本发明塔内装置的固定也非常简单，可以利用管片两侧的加强钢丝绳与除雾器平台之间进行卡扣连接，还可以多层布置，以达到足够的冷凝换热面积，进一步强化湍流捕捉能力。可采用层间限位卡块来保持层间距，保证不发生局部重叠率过高流动不畅的问题。
本发明的柔性带式除雾装置不是像传统冷凝器那样以降低多少温度为设计理念，而是以达到除尘效果为设计目的，只要达到除尘效果，冷凝量越小越好，解决常规冷凝除尘器凝结水量大，难以处理，破坏吸收塔水平衡的问题。
附图说明
图1为本发明的柔性带式除雾装置的展开状态的俯视示意图；
图2为本发明的柔性带式除雾装置的展开状态的主视示意图；
图3为本发明的柔性带式除雾装置的单层管网沿长度方向的断面示意图；
图4为本发明的柔性带式除雾装置的单层管网沿宽度方向的断面示意图；
图5为本发明的柔性带式除雾装置的卷曲状态图。
其中的附图标记为：
11、进水母管 12、出水母管
2、换热管 3、纬杆
4、包塑钢丝绳 5、间隔套管
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
如图1～图4所示，一种柔性带式除雾装置，敷设在脱硫吸收塔顶部的除雾器平台，包括进水母管11、出水母管12、换热管2、纬杆3、包塑钢丝绳4和间隔套管5。其中，
所述柔性带式除雾装置为一可卷曲带状结构，所述带状结构的一端为进水端，另一端为出水端，由进水端向出水端可卷曲地延伸的方向为所述带状结构的长度方向。
所述带状结构的进水端设有中空的进水母管11，所述带状结构的出水端设有中空的出水母管12。
在所述进水母管11和出水母管12之间平行设置多根柔性的换热管2。每根换热管2的两端分别与进水母管11和出水母管12的管腔连通。由第一根换热管2向最后一个换热管2的延伸方向为所述带状结构的宽度方向。
沿所述带状结构的宽度方向，平行布置多个纬杆3。
换热管2交替地由相邻的纬杆3的上方和下方穿过；或者，纬杆3交替地由相邻的换热管2的上方和下方穿过。
优选地，所述多根换热管2的长度相同。
优选地，所述换热管2和进水母管11相互垂直；换热管2和出水母管12相互垂直；所述换热管2和纬杆3相互垂直。
优选地，所述换热管2为高分子材料换热管。
优选地，所述换热管2根据介质温度要求和介质化学特性进行材料选择，换热管2的材料包括但不限于PE，PP，PPR，PVC，HDPE，PEX，FEP，PTFE，PFA。
优选地，所述换热管2的管材能够添加提高传热系数或拉伸强度或耐磨强度的辅助材料，如炭黑和/或SiC和/或玻璃纤维。
优选地，所述换热管2的外径为1-8mm，壁厚为0.2-1mm，耐温-40～220℃，耐压0.5-3MPa。
相邻换热管2之间的间距能够根据需求设定。换热管排数是根据要求的带状结构的宽度计算，换热管2之间的间距默认为零，也可根据需求设定管间距，实现更好的外侧通流效果。优选地，换热管2之间的间距为0-2.5倍管径。换热管2的长度可任意设定，最大长度一般不超过50米。
纬杆3的直径和相邻纬杆3之间的间距在编织前可以根据需求进行调整设定，来调节管网的外侧通流空隙率，来实现不同的捕捉或换热效果。纬杆3的直径越大、间隔越大，相邻换热管2的曲率越大、相邻换热管2之间的间距越大、管片厚度越大、散热效果越好、除尘效果越差、外侧流动阻力越小。优选地，相邻纬杆3之间的间距为5-30倍纬杆3的直径。
与换热管2平行布置多根包塑钢丝绳4，保证柔性带式除雾装置具有足够的拉伸强度。
包塑钢丝绳4的两端连接于进水母管11和出水母管12上，起到保护换热管2的作用，避免展开时拉坏换热管2，同时还起到应用环境下固定换热管片的作用。优选地，包塑钢丝绳4在所述带状结构的两侧各设置一根。如果需要也可以在中间再增设多根。
两侧的包塑钢丝绳4上设有间隔套管5，间隔套管5布置在相邻的纬杆3之间，用于固定纬杆3的间距，避免管排散乱。
一定长度的所述带状结构形成一个管片。流体从管片进水端的进水母管11进入，经过多根换热管2，由管片出水端的出水母管12流出。管片的宽度可以在编织前设定，一般为100-1500mm之间，长度可根据需要任意截取，最大使用长度一般不超过50米。
进水母管11和出水母管12采用金属材料制造，与外围系统的接口可采用法兰接口、螺纹接口或者快速接头，编织管网的换热管2通过接头与进水母管11和出水母管12连接。根据需要，进水母管11、出水母管12及接头等金属部分进行包胶处理，解决金属部分的防腐问题。优选地，进水母管11和出水母管12上安装压力温度测点，便于检测每个管片的换热效果。
如图5所示，本发明为可以卷曲收纳的柔性盘卷，运输时，可以由进水端向出水端卷曲收纳，安装时再将其展开，可以直接利用吸收塔除雾器安装孔送入后再展开敷设。

Claims (10)

1.一种柔性带式除雾装置，其特征在于：所述装置敷设在脱硫吸收塔顶部的除雾器平台，包括进水母管(11)、出水母管(12)、换热管(2)、纬杆(3)和包塑钢丝绳(4)；其中，
所述柔性带式除雾装置为一可卷曲带状结构，所述带状结构的一端为进水端，另一端为出水端，由进水端向出水端可卷曲地延伸的方向为所述带状结构的长度方向；
所述带状结构的进水端设有中空的进水母管(11)，所述带状结构的出水端设有中空的出水母管(12)；
在所述进水母管(11)和出水母管(12)之间平行设置多根柔性的换热管(2)；每根换热管(2)的两端分别与进水母管(11)和出水母管(12)的管腔连通；由第一根换热管(2)向最后一个换热管(2)的延伸方向为所述带状结构的宽度方向；
沿所述带状结构的宽度方向，平行布置多个纬杆(3)；
换热管(2)交替地由相邻的纬杆(3)的上方和下方穿过；或者，纬杆(3)交替地由相邻的换热管(2)的上方和下方穿过；
一定长度的所述带状结构形成一个管片，流体从管片进水端的进水母管(11)进入，经过多根换热管(2)，由管片出水端的出水母管(12)流出。
2.如权利要求1所述的柔性带式除雾装置，其特征在于：与换热管(2)平行布置多根包塑钢丝绳(4)，所述包塑钢丝绳(4)的两端连接于进水母管(11)和出水母管(12)上。
3.如权利要求2所述的柔性带式除雾装置，其特征在于：包塑钢丝绳(4)在所述带状结构的两侧各设置一根。
4.如权利要求2或3所述的柔性带式除雾装置，其特征在于：两侧的包塑钢丝绳(4)上设有间隔套管(5)，间隔套管(5)布置在相邻的纬杆(3)之间。
5.如权利要求1所述的柔性带式除雾装置，其特征在于：所述多根换热管(2)的长度相同；换热管(2)和进水母管(11)相互垂直；换热管(2)和出水母管(12)相互垂直；换热管(2)和纬杆(3)相互垂直。
6.如权利要求1所述的柔性带式除雾装置，其特征在于：所述换热管(2)为高分子材料换热管。
7.如权利要求1所述的柔性带式除雾装置，其特征在于：所述换热管(2)根据介质温度要求和介质化学特性进行材料选择，换热管(2)的材料包括但不限于PE，PP，PPR，PVC，HDPE，PEX，FEP，PTF E，PFA。
8.如权利要求1所述的柔性带式除雾装置，其特征在于：所述换热管(2)的管材能够添加提高传热系数或拉伸强度或耐磨强度的辅助材料，如炭黑和/或SiC和/或玻璃纤维。
9.如权利要求1所述的柔性带式除雾装置，其特征在于：所述换热管(2)的外径为1-8mm，壁厚为0.2-1mm，耐温-40～220℃，耐压0.5-3MPa；所述换热管(2)之间的间距为0-2.5倍管径；相邻纬杆(3)之间的间距为5-30倍纬杆(3)的直径。
10.如权利要求1所述的柔性带式除雾装置，其特征在于：进水母管(11)和出水母管(12)上安装压力温度测点，便于检测每个管片的换热效果。
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