CN113713506A - 一种饱和烟气旋流除雾塔 - Google Patents

Abstract

本发明为一种饱和烟气旋流除雾塔，包括设于顶部的烟气入口管，烟气入口管上沿轴向贯通设置入口通道；烟气入口管的底部连通设置除雾装置，除雾装置用以提供使饱和烟气产生向下旋流的烟气旋流通道，烟气旋流通道的过流截面呈自上而下渐缩设置；除雾装置的底部连通呈竖直设置且底端密封的筒体，筒体的内腔下部设置烟气出口管结构，烟气出口管结构用以使除雾后的烟气自下而上排出所述筒体；筒体的侧壁上设置溢流排水口，筒体的内腔位于溢流排水口的下方设置集尘排污结构。该除雾塔采用烟气上进下侧出的方式，利用除雾装置对烟气进行加速并提供强大离心力，将含尘雾滴从烟气中分离并收集起来，有效脱除烟气中的雾滴。

Description

一种饱和烟气旋流除雾塔

技术领域

本发明涉及转炉烟气除尘技术领域，尤其涉及一种饱和烟气旋流除雾塔。

背景技术

为了满足越来越严格的排放标准，转炉一次排放烟气中粉尘含量要求不超过10mg/Nm³，传统的转炉一次除尘系统经过精除尘后烟气中粉尘含量为20mg/Nm³左右，经过水冷降温后烟气达到饱和状态，同时烟气中残余的颗粒物以微细粉尘为主，因此需要通过除雾塔将含有粉尘的雾滴脱除，从而达到超净排放的目的。

现有技术一：一种复合惯性旋流式除雾器(申请公布号为CN110448961A)，包括筒体、中心进气管、出气管及除雾结构等。其实施过程为：雾气通过中心进气管进入筒体内，雾气与筒体底部撞击产生折向，雾气改变方向后通过除雾结构进行除雾，除雾后的气体通过出气管排出筒体。该技术存在以下问题：

该装置烟气进入到筒体后与筒体底部撞击后发生180°方向改变，由于没有任何导流措施，因此进入除雾结构的烟气无法保证均匀分布，从而消减了除雾效果；此外，烟气进入除雾结构的方向为向上，被脱除的雾滴也向上运动，不利于其在重力作用下沉降到筒体底部，而且容易被气体夹带出筒体，对除雾效果不利。

现有技术二：一种旋流除雾器(授权公告号为CN207169250U)，包括烟囱、外筒、锥筒、旋流导流板、滤筒、液滴收集腔及支架等。其实施过程为：烟气进入烟囱后先经过旋流导流板后产生旋流，去除部分雾滴，烟气继续上升通过透气孔进入到滤筒内，再去除部分雾滴，雾滴在液滴收集腔内聚集后由排水口排出。

该技术存在以下问题：

烟气经过旋流后产生的离心力不够，无法有效去除雾滴，需设置滤筒对烟气中剩余的雾滴进行再脱除，不仅增加了设备的复杂性，而且增加了除雾器的阻力，同时经过旋流脱除下来的部分雾滴运动方向为向上，不利于其在重力作用下沉降。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种饱和烟气旋流除雾塔，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种饱和烟气旋流除雾塔，克服现有技术中存在的烟气除雾效果不理想的问题，该饱和烟气旋流除雾塔采用烟气上进下侧出的方式利用除雾装置对烟气进行加速并提供改变烟气流向产生的强大离心力，将含尘雾滴从烟气中分离并收集起来，有效脱除烟气中的雾滴。

本发明的目的是这样实现的，一种饱和烟气旋流除雾塔，包括设于顶部的烟气入口管，所述烟气入口管上沿轴向贯通设置入口通道；所述烟气入口管的底部连通设置除雾装置，所述除雾装置用以提供使饱和烟气产生向下旋流的烟气旋流通道，烟气旋流通道的过流截面呈自上而下渐缩设置；所述除雾装置的底部连通设置底端密封的筒体，筒体的内腔下部设置烟气出口管结构，所述烟气出口管结构用以使除雾后的烟气自下而上排出所述筒体；所述筒体的侧壁上位于所述烟气出口管结构的下方设置溢流排水口，筒体的内腔位于所述溢流排水口的下方设置集尘排污结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述除雾装置包括直径自上而下渐扩的变径管，所述变径管内设有直径自上而下渐扩的锥形封头，所述锥形封头的外壁与所述变径管的内壁之间呈间隔设置构成第一烟气流道；所述锥形封头的下方设有旋流结构，所述旋流结构包括同轴设置的内管和外管，所述内管的顶部与所述锥形封头的底端连接，所述内管的外壁上设置多个沿周向均匀间隔的呈同向旋转的旋流叶片，所述外管的顶端和底端分别连接所述变径管和所述筒体，所述外管和所述内管之间通过至少两个沿周向间隔的连接板固定连接；所述内管、所述旋流叶片和所述外管之间构成第二烟气流道，第一烟气流道和第二烟气流道连通构成所述烟气旋流通道。

在本发明的一较佳实施方式中，所述烟气出口管结构包括烟气变向管，所述烟气变向管呈竖直设置且其底部开口构成除雾后烟气入口，所述烟气变向管的顶部连通设置烟气排出管，所述烟气排出管呈水平设置且其密封穿过所述筒体的侧壁，所述烟气排出管的出口构成除雾后烟气出口。

在本发明的一较佳实施方式中，所述烟气变向管的底部设置直径自下而上渐缩的喇叭管。

在本发明的一较佳实施方式中，所述集尘排污结构包括直径自上而下渐缩的下锥斗，所述下锥斗位于所述溢流排水口的下方，所述下锥斗的侧壁顶部与所述筒体的内壁抵靠连接，所述下锥斗的底部连通一排污管的第一端，所述排污管密封穿过所述筒体的侧壁且其第二端位于所述筒体的外部。

在本发明的一较佳实施方式中，所述筒体的侧壁上位于所述烟气出口管结构和所述溢流排水口之间密封穿设有补水管，所述补水管用以向所述筒体内补充水。

在本发明的一较佳实施方式中，所述筒体的侧壁上位于所述烟气出口管结构和所述溢流排水口之间设置第二人孔，所述第二人孔处能拆卸地设置第二人孔盖。

在本发明的一较佳实施方式中，所述筒体的底端密封设置底座。

在本发明的一较佳实施方式中，所述烟气入口管的侧壁上径向贯通设置第一人孔，所述第一人孔处能拆卸地设置第一人孔盖。

在本发明的一较佳实施方式中，所述烟气入口管采用圆管构成。

由上所述，本发明提供的一种饱和烟气旋流除雾塔具有如下有益效果：

本发明的一种饱和烟气旋流除雾塔中，有效结合前端除尘工艺，烟气入口管在上、烟气出口管结构在下，转炉一次饱和烟气采用上进下侧出的方式，有利于脱除的雾滴在重力作用下沉降到底部的集尘排污结构，保证脱除效果；本发明充分利用饱和烟气中液滴对粉尘包覆作用，除雾装置提供渐缩的烟气旋流通道，该通道对烟气进行加速并提供改变烟气流向产生的强大离心力，使含有微细粉尘的雾滴与烟气分离，烟气气流均匀通过高效的除雾装置后，可去除烟气中所含85％以上的雾滴，并且能有效降低烟气中的含尘量，除尘效率达到50％以上，达到烟气超净除尘的目的，使得转炉一次烟气更加经济环保；被除雾装置分离的雾滴被甩到筒体内壁上，雾滴最终失去动能，在重力和气流的双重作用下沉降到集尘排污结构中，除雾后的烟气经烟气出口管结构自下而上排出，有效减少夹带的雾滴，排出的烟气中不仅含尘量降低，而且烟气中雾滴含量大大降低，从而减小对后续设施的腐蚀，设备寿命更长；本发明结构简单、可靠、占地面积小，是转炉一次饱和烟气颗粒物实现超低排放的关键设备。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明的饱和烟气旋流除雾塔的结构示意图。

图2：为本发明的饱和烟气旋流除雾塔的外观图。

图3：为本发明的锥形封头及旋流结构的等轴测视图。

图4：为本发明的锥形封头及旋流结构的剖视图。

图5：为本发明的旋流结构的内管及旋流叶片的示意图。

图6：为本发明的烟气出口管结构的示意图。

图中：

100、饱和烟气旋流除雾塔；

1、烟气入口管；10、入口通道；11、第一人孔；12、第一人孔盖；

2、除雾装置；201、第一烟气流道；202、第二烟气流道；21、变径管；22、锥形封头；23、旋流结构；231、内管；232、外管；233、旋流叶片；

3、筒体；31、溢流排水口；32、补水管；33、第二人孔；34、第二人孔盖；

4、烟气出口管结构；41、烟气变向管；42、烟气排出管；43、喇叭管；

5、集尘排污结构；51、下锥斗；52、排污管；

6、底座。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图6所示，本发明提供一种饱和烟气旋流除雾塔100，包括设于顶部的烟气入口管1，烟气入口管1上沿轴向贯通设置入口通道10；烟气入口管1的底部连通设置除雾装置2，除雾装置2用以提供使饱和烟气产生向下旋流的烟气旋流通道，烟气旋流通道的过流截面呈自上而下(图1、图2中自烟气入口管1向底座6为自上而下)渐缩设置；除雾装置2的底部连通设置底端密封的筒体3，筒体3的内腔下部设置烟气出口管结构4，烟气出口管结构4用以使除雾后的烟气自下而上排出筒体3；筒体3的侧壁上位于烟气出口管结构4的下方设置溢流排水口31，筒体3的内腔位于溢流排水口31的下方设置集尘排污结构5。

本发明的饱和烟气旋流除雾塔100为立式结构，烟气入口管1设于设备的顶部，烟气出口管结构4设于设备的下部侧向，饱和烟气(转炉一次饱和烟气)采用了上进下侧出的方式，烟气入口管1下方的除雾装置2提供渐缩的烟气旋流通道，该通道对烟气进行加速并改变烟气流向产生的强大离心力，使含有微细粉尘的雾滴与烟气分离。被除雾装置2分离的雾滴被甩到筒体3内壁上，雾滴最终失去动能，在重力和气流的双重作用下，沿筒体3内壁沉降到集尘排污结构5中，除雾后的烟气经烟气出口管结构4自下而上排出，有效减少夹带的雾滴。

本发明提供的一种饱和烟气旋流除雾塔中，有效结合前端除尘工艺，烟气入口管在上、烟气出口管结构在下，转炉一次饱和烟气采用上进下侧出的方式，有利于脱除的雾滴在重力作用下沉降到底部的集尘排污结构，保证脱除效果；本发明充分利用饱和烟气中液滴对粉尘包覆作用，除雾装置提供渐缩的烟气旋流通道，该通道对烟气进行加速并改变烟气流向产生的强大离心力，使含有微细粉尘的雾滴与烟气分离，烟气气流均匀通过高效的除雾装置后，可去除烟气中所含85％以上的雾滴，并且能有效降低烟气中的含尘量，除尘效率达到50％以上，达到烟气超净除尘的目的，使得转炉一次烟气更加经济环保；被除雾装置分离的雾滴被甩到筒体内壁上，雾滴最终失去动能，在重力和气流的双重作用下沉降到集尘排污结构中，除雾后的烟气经烟气出口管结构自下而上排出，有效减少夹带的雾滴，排出的烟气中不仅含尘量降低，而且烟气中雾滴含量大大降低，从而减小对后续设施的腐蚀，设备寿命更长；本发明结构简单、可靠、占地面积小，是转炉一次饱和烟气颗粒物实现超低排放的关键设备。

进一步，如图1、图2、图3、图4及图5所示，除雾装置2包括直径自上而下(图1中自烟气入口管1向筒体3为自上而下)渐扩的变径管21，变径管21内设有直径自上而下(图1中自烟气入口管1向筒体3为自上而下)渐扩的锥形封头22，锥形封头22的外壁与变径管21的内壁之间呈间隔设置构成第一烟气流道201；锥形封头22的下方设有旋流结构23，旋流结构23包括同轴设置的内管231和外管232，内管231的顶部与锥形封头22的底端连接，内管231的外壁上设置多个沿周向均匀间隔的呈同向旋转的旋流叶片233，外管232的顶端和底端分别连接变径管21和筒体3，外管232和内管231之间通过至少两个沿周向间隔的连接板(图中未示出，不影响烟气流通的固定连接结构，实现外管232和内管231的固定连接)固定连接；内管231、旋流叶片233和外管232之间构成第二烟气流道202，第一烟气流道201和第二烟气流道202连通构成烟气旋流通道。

除雾装置2为本发明的饱和烟气旋流除雾塔100的核心装置。其中变径管21和锥形封头22按照特定角度设计，从而形成截面逐渐收缩的第一烟气流道201，烟气被逐步加速，并在旋流结构23内速度达到最大，从而产生足够的离心力，使含有微细粉尘的雾滴与烟气分离。内管231上焊接多个旋流叶片233，每个旋流叶片233按照一定的角度(该角度由旋流速度需求决定)均匀布置。假设旋流叶片233的数量为N，则饱和烟气进入旋流结构23后会被均匀的分成N个通道(共同构成第二烟气流道202)，饱和烟气在每个通道内的速度有一个合理的范围，速度小则产生的离心力不够，雾滴无法从烟气中分离，速度过大则会使雾滴被分离后与筒体3的内壁撞击并获得反向速度，产生反流。本发明的饱和烟气旋流除雾塔100的旋流结构23中烟气速度被控制在30-40m/s，以达到最佳的除雾效果。

进一步，如图1、图6所示，烟气出口管结构4包括烟气变向管41，烟气变向管41呈竖直设置且其底部开口构成除雾后烟气入口，烟气变向管41的顶部连通设置烟气排出管42，烟气排出管42呈水平设置且其密封穿过筒体3的侧壁，烟气排出管42的出口构成除雾后烟气出口，烟气出口管结构4呈倒置90°的喇叭弯头形式。烟气流动方向在此处发生180°反向，从而有效减少夹带的雾滴。

在本实施方式中，烟气变向管41的底部设置直径自下而上渐缩的喇叭管43。喇叭管43的下大上小结构有利于将筒内烟气导流进入烟气变向管41内。

进一步，如图1所示，集尘排污结构5包括直径自上而下((图1中自筒体3向底座6为自上而下))渐缩的下锥斗51，下锥斗51位于溢流排水口31的下方，下锥斗51的侧壁顶部与筒体3的内壁抵靠连接，下锥斗51的底部连通一排污管52的第一端，排污管52密封穿过筒体3的侧壁且其第二端位于筒体3的外部。下锥斗51用于收集沉淀水(自饱和烟气中分离出来的雾滴沉降得到的)中的粉尘，定期通过排污管52将污泥排出。

进一步，如图1所示，筒体3的侧壁上位于烟气出口管结构4和溢流排水口31之间密封穿设有补水管32，补水管32用以向筒体3内补充水，保证筒内水的高度达到水封要求，溢流排水口31为正常排水口，筒内的水不间断的从溢流排水口31排出。

进一步，如图2所示，筒体3的侧壁上位于烟气出口管结构4和溢流排水口31之间设置第二人孔33，第二人孔33处能拆卸地设置第二人孔盖34。第二人孔33方便人进入到筒内，定期检查设备内部情况。

进一步，如图1、图2所示，筒体3的底端密封设置底座6，用以平稳支撑整个除雾塔。

进一步，如图2所示，烟气入口管1的侧壁上径向贯通设置第一人孔11，第一人孔11处能拆卸地设置第一人孔盖12。第一人孔11方便人员检查除雾塔内部的锥形封头22和旋流结构23的情况。在本实施方式中，烟气入口管1采用圆管构成，从而保证管内气流均匀分布。

使用本发明的饱和烟气旋流除雾塔100进行除雾时，经过前端精除尘(进入除雾塔前的前端工艺，现有技术)的饱和烟气(转炉一次烟气)由烟气入口管1的入口通道10进入除雾塔；

烟气在变径管21和锥形封头22的共同作用下加速(截面逐渐收缩的第一烟气流道201使烟气被逐步加速)，在旋流结构23处速度达到最大，含有微细粉尘的雾滴与烟气分离；

被除雾装置2分离的雾滴被甩到筒体3内壁上，雾滴最终失去动能，在重力和气流的双重作用下，沿筒体3内壁沉降到集尘排污结构5的下锥斗51中；

除雾后的烟气经除雾装置2后向下流动至烟气出口管结构4，除雾后的烟气经喇叭管43、烟气变向管41自下而上(图1中自喇叭管43向烟气排出管42为自下而上)变向流动，最终处理后的烟气(超净烟气)经烟气排出管42排出筒体3(即排出饱和烟气旋流除雾塔100)。

由上所述，本发明提供的一种饱和烟气旋流除雾塔具有如下有益效果：

本发明的一种饱和烟气旋流除雾塔中，有效结合前端除尘工艺，烟气入口管在上、烟气出口管结构在下，转炉一次饱和烟气采用上进下侧出的方式，有利于脱除的雾滴在重力作用下沉降到底部的集尘排污结构，保证脱除效果；本发明充分利用饱和烟气中液滴对粉尘包覆作用，除雾装置提供渐缩的烟气旋流通道，该通道对烟气进行加速并改变烟气流向产生的强大离心力，使含有微细粉尘的雾滴与烟气分离，烟气气流均匀通过高效的除雾装置后，可去除烟气中所含85％以上的雾滴，并且能有效降低烟气中的含尘量，除尘效率达到50％以上，达到烟气超净除尘的目的，使得转炉一次烟气更加经济环保；被除雾装置分离的雾滴被甩到筒体内壁上，雾滴最终失去动能，在重力和气流的双重作用下沉降到集尘排污结构中，除雾后的烟气经烟气出口管结构自下而上排出，有效减少夹带的雾滴，排出的烟气中不仅含尘量降低，而且烟气中雾滴含量大大降低，从而减小对后续设施的腐蚀，设备寿命更长；本发明结构简单、可靠、占地面积小，是转炉一次饱和烟气颗粒物实现超低排放的关键设备。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种饱和烟气旋流除雾塔，其特征在于，包括设于顶部的烟气入口管，所述烟气入口管上沿轴向贯通设置入口通道；所述烟气入口管的底部连通设置除雾装置，所述除雾装置用以提供使饱和烟气产生向下旋流的烟气旋流通道，烟气旋流通道的过流截面呈自上而下渐缩设置；所述除雾装置的底部连通设置底端密封的筒体，筒体的内腔下部设置烟气出口管结构，所述烟气出口管结构用以使除雾后的烟气自下而上排出所述筒体；所述筒体的侧壁上位于所述烟气出口管结构的下方设置溢流排水口，筒体的内腔位于所述溢流排水口的下方设置集尘排污结构。

2.如权利要求1所述的饱和烟气旋流除雾塔，其特征在于，所述除雾装置包括直径自上而下渐扩的变径管，所述变径管内设有直径自上而下渐扩的锥形封头，所述锥形封头的外壁与所述变径管的内壁之间呈间隔设置构成第一烟气流道；所述锥形封头的下方设有旋流结构，所述旋流结构包括同轴设置的内管和外管，所述内管的顶部与所述锥形封头的底端连接，所述内管的外壁上设置多个沿周向均匀间隔的呈同向旋转的旋流叶片，所述外管的顶端和底端分别连接所述变径管和所述筒体，所述外管和所述内管之间通过至少两个沿周向间隔的连接板固定连接；所述内管、所述旋流叶片和所述外管之间构成第二烟气流道，第一烟气流道和第二烟气流道连通构成所述烟气旋流通道。

3.如权利要求1或2所述的饱和烟气旋流除雾塔，其特征在于，所述烟气出口管结构包括烟气变向管，所述烟气变向管呈竖直设置且其底部开口构成除雾后烟气入口，所述烟气变向管的顶部连通设置烟气排出管，所述烟气排出管呈水平设置且其密封穿过所述筒体的侧壁，所述烟气排出管的出口构成除雾后烟气出口。

4.如权利要求3所述的饱和烟气旋流除雾塔，其特征在于，所述烟气变向管的底部设置直径自下而上渐缩的喇叭管。

5.如权利要求1或2所述的饱和烟气旋流除雾塔，其特征在于，所述集尘排污结构包括直径自上而下渐缩的下锥斗，所述下锥斗位于所述溢流排水口的下方，所述下锥斗的侧壁顶部与所述筒体的内壁抵靠连接，所述下锥斗的底部连通一排污管的第一端，所述排污管密封穿过所述筒体的侧壁且其第二端位于所述筒体的外部。

6.如权利要求5所述的饱和烟气旋流除雾塔，其特征在于，所述筒体的侧壁上位于所述烟气出口管结构和所述溢流排水口之间密封穿设有补水管，所述补水管用以向所述筒体内补充水。

7.如权利要求5所述的饱和烟气旋流除雾塔，其特征在于，所述筒体的侧壁上位于所述烟气出口管结构和所述溢流排水口之间设置第二人孔，所述第二人孔处能拆卸地设置第二人孔盖。

8.如权利要求5所述的饱和烟气旋流除雾塔，其特征在于，所述筒体的底端密封设置底座。

9.如权利要求1或2所述的饱和烟气旋流除雾塔，其特征在于，所述烟气入口管的侧壁上径向贯通设置第一人孔，所述第一人孔处能拆卸地设置第一人孔盖。

10.如权利要求9所述的饱和烟气旋流除雾塔，其特征在于，所述烟气入口管采用圆管构成。

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