CN117414662A - 一种除湿除尘装置及除湿除尘方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及大气污染颗粒物治理技术领域，尤其涉及一种除湿除尘装置及除湿除尘方法。该装置包括由内而外依次设置的滤筒和围绕所述滤筒环形设置的百叶窗导流装置，所述滤筒的顶部设置有净气体出口，所述百叶窗导流装置的构件包括圈梁和导流叶片，其中，所述导流叶片围绕所述滤筒进行排列，并用所述圈梁将所述导流叶片的上下端限位为圆筒状，相邻两个所述导流叶片之间具有缝隙；勾形集水槽位于所述滤筒和所述百叶窗导流装置之间，且所述勾形集水槽的内壁为亲水涂层，用于捕集含湿含尘气体中的水分。采用本发明所述的除湿除尘装置可以有效除湿除尘，除湿率达到50％以上，除尘率达到99％以上。
Description
技术领域
本发明涉及大气污染颗粒物治理技术领域，尤其涉及一种除湿除尘装置及除湿除尘方法，具体涉及破碎机、筛分机等设备作业过程中产生的高含湿无组织粉尘治理所需除湿除尘装置及其除湿除尘方法。
背景技术
在破碎机、筛分机等设备作业过程中，由于设备内部空间的正压环境，一定量的粉尘随气体从排放口被排出，造成区域环境污染，此类粉尘往往含有较高的湿度，如利用碎煤机破碎褐煤，产生的煤尘含湿量可达30％以上，对于此类高含湿粉尘的治理成为新的行业需求。对于此类尘污染属于阵发式，气量小，含尘浓度变化较大，目前多采用干式滤筒除尘器，滤筒除尘器基于褶皱式滤筒结构，显著提升单位空间的过滤面积，具有处理效率高、高度集成、体积小、重量轻以及布置灵活等特点，逐渐成为此类污染治理的主流技术装备。但对于高湿含尘气体，滤筒除尘器表现出一定的不适应性，主要是由于湿与灰形成的泥饼堵塞过滤空隙，进而造成除尘器性能快速降低。对于高含湿含尘气体的处理，目前大多数的滤筒除尘器采用以下方式进行优化：(1)采用PTFE超疏水滤芯；(2)对含尘气体进行升温，气化含尘气体中的液滴。但是以上方式仍存在一定弊端，当采用高性能PTFE超疏水滤芯时，高含湿气体可明显缩短滤芯使用寿命，导致滤筒除尘器一次成本及使用成本均较高；而当对含尘气体进行升温时，产生巨大能耗，同时也会产生安全隐患。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中利用PTFE超疏水滤芯或对含尘气体进行升温等方式处理高含湿含尘会增加成本及产生安全隐患的不足，从而提出了一种除湿除尘装置及除湿除尘方法。该除湿除尘装置由内而外依次设置滤筒和百叶窗导流装置，在百叶窗导流装置的内部环形设置导流叶片，该导流叶片之间具有缝隙，使得含湿含尘气体经过所述导流叶片时形成旋转流场，同时通过在百叶窗导流装置的内侧设置勾形集水槽，使旋转流场经过内壁为亲水涂层的勾形集水槽的多次折流后，在重力作用下沿勾形集水槽流下，从而使高含湿含尘气体中的水分与气体进行有效分离，为后续的滤筒除尘创造了有利条件，可延长滤筒的使用寿命，减少运行成本。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种除湿除尘装置，该装置包括由内而外依次设置的滤筒和围绕所述滤筒环形设置的百叶窗导流装置，所述滤筒的顶部设置有净气体出口，所述百叶窗导流装置的构件包括圈梁和导流叶片，其中，所述导流叶片围绕所述滤筒进行排列，并用所述圈梁将所述导流叶片的上下端限位为圆筒状，相邻两个所述导流叶片之间具有缝隙；勾形集水槽位于所述滤筒和所述百叶窗导流装置之间，且所述勾形集水槽的内壁为亲水涂层，用于捕集含湿含尘气体中的水分。
优选地，所述导流叶片与所述圈梁圆切线的夹角α为30-60°，更优选为40-50°。
优选地，该装置还包括百叶窗立柱，所述百叶窗立柱在所述百叶窗导流装置内部等间距设置。
优选地，所述亲水涂层为纳米二氧化硅。
优选地，所述百叶窗立柱的个数为4-8。
优选地，所述百叶窗立柱的上下端分别与所述滤筒的上顶盖与下顶盖可拆卸连接。
优选地，所述百叶窗立柱与所述勾形集水槽连接。
优选地，所述导流叶片的材质为不锈钢或耐磨工程塑料。
本发明第二方面提供了一种除湿除尘方法，该方法在上述所述的装置中实施，该方法包括：将含湿含尘气体通入所述百叶窗导流装置中，经过所述导流叶片形成旋转流场，并切向进入所述勾形集水槽中，用于将含湿含尘气体中的水分进行捕集，除湿后的气体继续通入所述滤筒中进行除尘，然后从所述净气体出口排出。
优选地，所述含湿含尘气体的相对含湿量为40-100％。
优选地，所述含湿含尘气体的流量为2000-40000m3/h。
通过上述技术方案，本发明提供的除湿除尘装置至少具有以下有益效果：
(1)在本发明中，高含湿含尘气体经百叶窗导流叶片后形成旋转气流，后经内壁为亲水涂层的勾形集水槽多次折流，在离心力作用下，气体中的小液滴被捕集，并在重力作用下沿勾形集水槽流下，为后续的滤筒除尘创造有利条件，可延长滤筒的使用寿命，同时，本方案提供的集水方案不依赖外部能量输入，减少运行成本；
(2)在优选情况下，调整导流叶片与圈梁圆切线之间的夹角至40-50°，以保证气流经百叶窗导流叶片后形成最佳的旋转流场，为捕集气体中的小液滴提供有利条件；
(3)在本发明中，在优选情况下，在所述勾形集水槽的迎风侧(内壁)涂刷纳米二氧化硅作为亲水涂层，更有利于捕集气体中的小液滴。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的除湿除尘装置的剖视图；
图2为本发明实施例1所述的除湿除尘装置局部俯视放大图；
图3为本发明实施例1所述的除湿除尘装置勾形勾形集水槽放大示意图。
附图标记
1、滤筒；2、勾形集水槽；3、百叶窗导流装置；4、净气体出口；5、圈梁；6、百叶窗立柱；7、导流叶片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中，利用百叶窗导流装置与内壁(迎风侧)涂覆有亲水涂层的勾形集水槽相结合，使含湿含尘气体在百叶窗导流装置中形成旋转流场，由于旋转流场具有旋转扰流作用，从而使形成旋转流场的气体进一步在勾形集水槽中折流，并在离心力和重力作用下实现气体中液滴的捕集，进而实现高湿含尘气体高效除湿，解决了高湿条件对滤筒除尘器性能及效率的限制，从而达到了降低成本、安全可靠的目的。
本发明第一方面提供了一种除湿除尘装置，如图1所示，该装置包括由内而外依次设置的滤筒1和围绕所述滤筒1环形设置的百叶窗导流装置3，所述滤筒1的顶部设置有净气体出口4，所述百叶窗导流装置3的构件包括圈梁5和导流叶片7，其中，所述导流叶片7围绕所述滤筒1进行排列，并用所述圈梁5将所述导流叶片7的上下端限位为圆筒状，相邻两个所述导流叶片7之间具有缝隙；勾形集水槽2位于所述滤筒1和所述百叶窗导流装置3之间，且所述勾形集水槽2的内壁为亲水涂层，用于捕集含湿含尘气体中的水分。
在本发明中，所述滤筒1为本领域PDFE(聚四氟乙烯)滤芯除尘滤筒。
在本发明中，所述圈梁5可以为本领域的常规选择，只要限位并支撑导流叶片7就可以。
在本发明中，所述导流叶片7可以为本领域的常规选择，具体地，可以为单片平板型或单片弧形。所述导流叶片7的材质可以为不锈钢或耐磨工程塑料。
在具体实施方式中，所述导流叶片7围绕所述滤筒1进行排列形成圆形，然后用所述圈梁5将所述导流叶片7的上下端限位为圆筒状，所述导流叶片7之间具有缝隙，该缝隙为含湿含尘气体的入口，含湿含尘气体经过所述导流叶片7后以切向方向进入以形成旋转气流。
在本发明中，在具体实施方式中，所述导流叶片7与所述圈梁5圆切线之间形成锐角α。为了保证气流经百叶窗导流叶片后形成最佳的旋转流场，为捕集气体中的小液滴提供更有利的条件，在优选情况下，所述锐角α为30-60°，更优选为40-50°，例如为40°、45°或50°。
在本发明中，所述百叶窗立柱6可以为圆柱或方柱，其为不锈钢材质。为了作为所述百叶窗导流装置3的支撑部件以及骨架，将所述百叶窗立柱6置于所述导流叶片7之间，其上下端分别与所述滤筒1的上顶盖8和下顶盖9连接，优选情况下，所述百叶窗立柱6的上下端分别与所述滤筒1的上顶盖8与下顶盖9可拆卸连接，例如可以用螺栓进行连接。在更优选情况下，在2个所述百叶窗立柱6之间设置有3-10个所述导流叶片7。在进一步优选情况下，所述百叶窗立柱6的个数为4-8。
在本发明中，所述勾形集水槽2的剖视图为勾形，目的是使切向环形运动的含湿含尘气体再次发生“回形”变向，气体中的小液滴被勾形集水槽捕集，在重力作用下沿勾形集水槽流下。具体地，所述勾形集水槽2为不锈钢材质。
在本发明中，在具体实施方式中，所述勾形集水槽剖视图为长(a)、宽(b)、勾(c)三部分组成。在优选实施方式中，所述a、所述b与所述c的长度的比值为3-8：2-3：1，例如为3：3：1、3：2：1、4：2：1、5：3：1、6：3：1或8：2：1。
在本发明中，在具体实施方式中，所述勾形集水槽2与所述百叶窗立柱6可用焊接方式进行连接。
在本发明中，为了提高捕集液滴的效率，在优选实施方式中，所述亲水涂层为纳米二氧化硅亲水涂层。
在本发明所述除湿除尘装置的第一种实施方式中，该装置包括由内而外依次设置的滤筒1和围绕所述滤筒1环形设置的百叶窗导流装置3，所述滤筒1的顶部设置有净气体出口4，所述百叶窗导流装置3的构件包括圈梁5和导流叶片7，其中，所述导流叶片7围绕所述滤筒1进行排列，并用所述圈梁5将所述导流叶片7的上下端限位为圆筒状，相邻两个所述导流叶片7之间具有缝隙；勾形集水槽2位于所述滤筒1和所述百叶窗导流装置3之间，且所述勾形集水槽2的内壁为亲水涂层，用于捕集含湿含尘气体中的水分。
在本发明所述除湿除尘装置的第二种实施方式中，该装置包括由内而外依次设置的滤筒1和围绕所述滤筒1环形设置的百叶窗导流装置3，所述滤筒1的顶部设置有净气体出口4，所述百叶窗导流装置3的构件包括圈梁5和导流叶片7，其中，所述导流叶片7围绕所述滤筒1进行排列，并用所述圈梁5将所述导流叶片7的上下端限位为圆筒状，相邻两个所述导流叶片7之间具有缝隙；勾形集水槽2位于所述滤筒1和所述百叶窗导流装置3之间，且所述勾形集水槽2的内壁为亲水涂层，用于捕集含湿含尘气体中的水分；所述导流叶片7与所述圈梁5圆切线的夹角α为30-60°，优选为40-50°。
在本发明所述除湿除尘装置的第三种实施方式中，该装置包括由内而外依次设置的滤筒1和围绕所述滤筒1环形设置的百叶窗导流装置3，所述滤筒1的顶部设置有净气体出口4，所述百叶窗导流装置3的构件包括圈梁5和导流叶片7，其中，所述导流叶片7围绕所述滤筒1进行排列，并用所述圈梁5将所述导流叶片7的上下端限位为圆筒状，相邻两个所述导流叶片7之间具有缝隙；勾形集水槽2位于所述滤筒1和所述百叶窗导流装置3之间，且所述勾形集水槽2的内壁为亲水涂层，用于捕集含湿含尘气体中的水分；所述导流叶片7与所述圈梁5圆切线的夹角α为30-60°，优选为40-50°；该装置还包括百叶窗立柱6，所述百叶窗立柱6在所述百叶窗导流装置3内部等间距设置。
在本发明所述除湿除尘装置的第四种实施方式中，该装置包括由内而外依次设置的滤筒1和围绕所述滤筒1环形设置的百叶窗导流装置3，所述滤筒1的顶部设置有净气体出口4，所述百叶窗导流装置3的构件包括圈梁5和导流叶片7，其中，所述导流叶片7围绕所述滤筒1进行排列，并用所述圈梁5将所述导流叶片7的上下端限位为圆筒状，相邻两个所述导流叶片7之间具有缝隙；勾形集水槽2位于所述滤筒1和所述百叶窗导流装置3之间，且所述勾形集水槽2的内壁为亲水涂层，用于捕集含湿含尘气体中的水分；所述导流叶片7与所述圈梁5圆切线的夹角α为30-60°，优选为40-50°；该装置还包括百叶窗立柱6，所述百叶窗立柱6在所述百叶窗导流装置3内部等间距设置；所述亲水涂层为纳米二氧化硅。
本发明第二方面提供了一种除湿除尘方法，该方法在上述所述的装置中实施，该方法包括：将含湿含尘气体通入所述百叶窗导流装置3中，经过所述导流叶片7形成旋转流场，并沿着所述百叶窗立柱6切向进入所述勾形集水槽2中，用于将含湿含尘气体中的水分进行捕集，除湿后的气体继续通入所述滤筒1中进行除尘，然后从所述净气体出口4排出。
在本发明所述方法中，在具体实施方式中，所述含湿含尘气体的相对含湿量为40-100％，例如可以为40％、50％、60％、70％或90％。
在本发明所述方法中，在具体实施方式中，所述含湿含尘气体的流量为2000-40000m3/h，例如可以为3000m3/h、5000m3/h、20000m3/h、30000m3/h或40000m3/h。
以下将通过实施例对本发明所述的除湿除尘装置及除湿除尘方法进行详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
一种除湿除尘装置，如图1所示，该装置包括由内而外依次设置的滤筒1、勾形集水槽2和百叶窗导流装置3，所述滤筒1的顶部设置有净气体出口4，所述百叶窗导流装置3的构件包括圈梁5、百叶窗立柱6和导流叶片7，所述百叶窗立柱6和所述导流叶片7均采用不锈钢材质，其中，所述导流叶片7围绕所述滤筒1进行排列，并用所述圈梁5将所述导流叶片7的上下端限位为圆筒状，所述导流叶片7之间具有缝隙，所述导流叶片7与所述圈梁5圆切线的夹角α为45°；所述百叶窗立柱6置于所述导流叶片7之间，在2个所述百叶窗立柱6之间设置有5个所述导流叶片7，共有6个所述百叶窗立柱6，所述百叶窗立柱6的上下端分别与所述滤筒1的上顶盖8和下顶盖9可拆卸连接；所述勾形集水槽2与所述百叶窗立柱6连接，用于捕集含湿含尘气体中的液滴，所述勾形集水槽剖视图为长a、宽b、勾c三部分组成，所述a、所述b与所述c的长度的比值为6：3：1；所述勾形集水槽2的内壁为亲水涂层，所述亲水涂层为纳米二氧化硅。
将10000m3/h的含湿量为80％，含尘量为300mg/m3的含湿含尘气体通入实施例1所述的除湿除尘装置中进行处理，首先，将气体从所述导流叶片7之间的缝隙输入，该气体经过所述导流叶片7后形成旋转流场，并沿着所述百叶窗立柱6切向进入所述勾形集水槽2中，使旋转流场经过勾形集水槽的多次折流后，气体中的液滴在离心力和重力的作用下沿勾形集水槽流下，完成含湿含尘气体中水分的捕集，除湿后的气体继续通入所述滤筒1中进行除尘，然后从所述净气体出口4排出。经检测，从所述净气体出口4排出的气体的含湿量为35％，含尘量为3mg/m3，经计算，除湿率为56.25％，除尘率为99％。
实施例2
按照实施例1所述的装置实施，所不同的是，所述导流叶片7与所述圈梁5圆切线的夹角α为30°，所述a、所述b与所述c的长度的比值为3：3：1。将6000m3/h的含湿量为75％，含尘量为200mg/m3的含湿含尘气体通入实施例2所述的除湿除尘装置中进行处理，处理后的气体从所述净气体出口4排出。经检测，从所述净气体出口4排出的气体的含湿量为35％，含尘量为1.5mg/m3，经计算，除湿率为53.33％，除尘率为99.25％。
实施例3
按照实施例1所述的装置实施，所不同的是，所述导流叶片7与所述圈梁5圆切线的夹角α为60°，所述a、所述b与所述c的长度的比值为8：2：1。将20000m3/h的含湿量为95％，含尘量为100mg/m3的含湿含尘气体通入实施例3所述的除湿除尘装置中进行处理，处理后的气体从所述净气体出口4排出。经检测，从所述净气体出口4排出的气体的含湿量为45％，含尘量为1mg/m3，经计算，除湿率为52.63％，除尘率为99％。
对比例1
按照实施例1所述的装置实施，所不同的是，将勾形集水槽2替换为L形集水槽。将400m3/h的含湿量为85％，含尘量为250mg/m3的含湿含尘气体通入对比例1所述的除湿除尘装置中进行处理，处理后的气体从所述净气体出口4排出。经检测，从所述净气体出口4排出的气体的含湿量为55％，含尘量为15mg/m3，经计算，除湿率为35.29％，除尘率为94％。
对比例2
按照实施例1所述的装置实施，所不同的是，将纳米二氧化硅(亲水涂层)替换为有机硅耐高温油漆(普通防腐涂层)。将500m3/h的含湿量为90％，含尘量为200mg/m3的含湿含尘气体通入实施例4所述的除湿除尘装置中进行处理，处理后的气体从所述净气体出口4排出。经检测，从所述净气体出口4排出的气体的含湿量为55％，含尘量为10.5mg/m3，经计算，除湿率为38.89％，除尘率为94.75％。
根据实施例1-3和对比例1-2的结果可以看出，采用本发明所述的除湿除尘装置处理高含湿含尘气体，可以有效除湿，除湿率达到50％以上，从而可延长滤筒的使用寿命，同时为后续的滤筒除尘创造有利条件，除尘率达到99％以上。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种除湿除尘装置，其特征在于，该装置包括由内而外依次设置的滤筒(1)和围绕所述滤筒(1)环形设置的百叶窗导流装置(3)，所述滤筒(1)的顶部设置有净气体出口(4)，所述百叶窗导流装置(3)的构件包括圈梁(5)和导流叶片(7)，
其中，所述导流叶片(7)围绕所述滤筒(1)进行排列，并用所述圈梁(5)将所述导流叶片(7)的上下端限位为圆筒状，相邻两个所述导流叶片(7)之间具有缝隙；
勾形集水槽(2)位于所述滤筒(1)和所述百叶窗导流装置(3)之间，且所述勾形集水槽(2)的内壁为亲水涂层，用于捕集含湿含尘气体中的水分。
2.根据权利要求1所述的除湿除尘装置，其特征在于，所述导流叶片(7)与所述圈梁(5)圆切线的夹角α为30-60°，优选为40-50°。
3.根据权利要求1或2所述的除湿除尘装置，其特征在于，该装置还包括百叶窗立柱(6)，所述百叶窗立柱(6)在所述百叶窗导流装置(3)内部等间距设置。
4.根据权利要求1所述的除湿除尘装置，其特征在于，所述亲水涂层为纳米二氧化硅。
5.根据权利要求3所述的除湿除尘装置，其特征在于，所述百叶窗立柱(6)的个数为4-8。
6.根据权利要求3所述的除湿除尘装置，其特征在于，所述百叶窗立柱(6)的上下端分别与所述滤筒(1)的上顶盖(8)与下顶盖(9)可拆卸连接。
7.根据权利要求3所述的除湿除尘装置，其特征在于，所述百叶窗立柱(6)与所述勾形集水槽(2)连接。
8.根据权利要求1所述的除湿除尘装置，其特征在于，所述导流叶片(7)的材质为不锈钢或耐磨工程塑料。
9.一种除湿除尘方法，其特征在于，该方法在权利要求1-8中任意一项所述的装置中实施，该方法包括：将含湿含尘气体通入所述百叶窗导流装置(3)中，经过所述导流叶片(7)形成旋转流场，并切向进入所述勾形集水槽(2)中，用于将含湿含尘气体中的水分进行捕集，除湿后的气体继续通入所述滤筒(1)中进行除尘，然后从所述净气体出口(4)排出。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述含湿含尘气体的相对含湿量为40-100％；
优选地，所述含湿含尘气体的流量为2000-40000m3/h。
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