CN204952580U - 一种风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置。本实用新型包括沿风井竖向排风口的四周搭建的一圈围绕排风口的竖向支架，排风口的四周外侧与竖向支架顶部之间设置一个安装平台，安装平台上从外至内依次设有围绕排风口并高于排风口顶面的外围挡风墙、挡水板脱水装置、栅板过滤装置、喷雾装置；在位于排风口之上的喷雾装置顶面、栅板过滤装置顶面、挡水板脱水装置顶面安装有一块导流板；所述喷雾装置与供水系统连接，所述安装平台设有排污集水沟，排污集水沟开有排污口，排污口与排污立管连接。本实用新型结合风井竖向排风口的结构特点，提供一种湿式栅板过滤除尘脱硫装置，并且结构更简单、阻力更小、维护更方便。

Description

一种风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置

技术领域

本实用新型属于矿用环保设备，具体涉及一种对矿井风井排风口气流携带的粉尘和含硫成份进行净化的湿式栅板过滤除尘脱硫装置。

背景技术

矿井井下开采时，在爆破、装载及运输作业过程中会产生大量粉尘，这些粉尘随着矿井通风气流经风机出口排放到大气，其粉尘含量大都在500mg/m³以上，个别的高达800mg/m³，同时，气体中的含硫成份也较高。目前，我国现行的《煤炭工业污染物排放标准》、《铅、锌工业污染物排放标准》对颗粒物允许的排放的最高浓度限值为80mg/m³，硫化物的允许的排放的最高浓度限值为400mg/m³，风井排风口的含尘含硫气体超标排放，严重危害矿区的环境，必需进行治理。

目前，我国对矿井排风过程中含尘含硫成份气体的处理措施主要是在井下通风巷道中采用洒水降尘、喷雾降尘等措施，在使用过程中存在如下问题：(1)在矿井生产过程中，同时也产生大量的污水或废水，但是，水质较差，杂质多，易堵塞喷嘴，不能直接湿式除尘，需要从地面供水；(2)喷雾降尘产生的污水在井下进行净化处理比较困难，必须及时排放到地面进行处理，再返回井下作工艺用水；实现这种水循环利用需要配套较大的高压水泵，其能耗相当高；(3)单纯的采用喷雾或喷淋方式，除尘效率不高，特别是对颗粒较小的呼吸性粉尘效率低；对处理气体中的含硫成份，效果更差。因矿井排风量大，同时有爆炸性的瓦斯气体存在，不宜采用传统的除尘装置(如旋风除尘器、袋式除尘器、电除尘器等)。因此，王海桥，陈世强，潘高峰，谢星明，赵杰等发明了“一种湿式共振栅风井排风口除尘装置”，并获得了专利(专利号：ZL201220549197.0)。该专利的结构方式是在风机排风道的水平段风道断面中，顺着气流方向，依次布置喷雾装置，栅板过滤装置，挡水板脱水装置。其工作原理是：由高压水泵通过管网供水给喷头，产生水雾，喷向栅板，一方面在栅弦间隙形成水膜，对粉尘产生过滤作用，另一方面，通过栅板上水膜，使粉尘和水雾更好地结合，产生凝并增大效果，达到提高除尘效率之目的；不停的喷雾，在栅板上形成下降水流，不断清洗被弦栅捕集的粉尘。净化后的气流中，含有一定的水雾，通过挡水板进行脱水。为了保证除尘效率，风道断面的风速有一定的要求，因此，有必要将风机出口段设计成扩口，达到必需的断面尺寸。对于新建的风井，风机出口段的扩口可以配套设计与施工。根据上述结构与原理实施的多个工程项目，都取得了令人满意的效果。

但是，绝大多数的矿区，其风井都是建设使用多年，且不能轻易“搬家”或重建。这些风井的风机出口水平段没有预留除尘装置的安装空间，不便按专利“一种湿式共振栅风井排风口除尘装置”(专利号：ZL201220549197.0)安装湿式共振栅风井排风口除尘装置。

发明内容

本实用新型的目的在于结合风井竖向排风口的结构特点，在不改变现有风井排风口的结构的前提下，提供一种风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置。本实用新型是对“一种湿式共振栅风井排风口除尘装置”专利的补充和改进，以扩充其应用环境，并且使之结构更简单、阻力更小、维护更方便。

本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的：该风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置，它包括沿风井竖向排风口的四周搭建的一圈围绕排风口的竖向支架，排风口的四周外侧与竖向支架顶部之间设置一个安装平台，安装平台上从外至内依次设有围绕排风口并高于排风口顶面的外围挡风墙、挡水板脱水装置、栅板过滤装置、喷雾装置；在位于排风口之上的喷雾装置顶面、栅板过滤装置顶面、挡水板脱水装置顶面安装有一块导流板；所述喷雾装置与供水系统连接，所述安装平台设有排污集水沟，排污集水沟开有排污口，排污口与排污立管连接。

具体的，所述喷雾装置包括与供水系统的供水管网连通的若干根喷雾主管，每根喷雾主管上连接若干根喷雾支管，每根喷雾支管上布置若干个喷嘴。

具体的，所述栅板过滤装置包括栅板支架、栅板、固定螺栓，栅板支架分隔成若干个与栅板数量相对应的小框架，栅板安装于小框架上，构成小框架的横梁又是内部水流通道。所述栅板是在方形或矩形框架上用直径为0.3～0.5mm的钢丝或纤维丝缠绕而成，钢丝或纤维丝之间均匀留有间隙。

具体的，所述挡水板脱水装置包括档水板支架、挡水板、压板，档水支架分隔成若干个与挡水板数量相对应的小框架，挡水板安装于小框架上，构成小框架的横梁又是内部水流通道。所述挡水板采用W形波纹多棱板。

进一步，所述排污立管通过地面排污水沟与循环水池连接，循环水池的净水输出管与所述供水系统连接。

进一步，在所述安装平台上穿插安装有清洗水管；在所述栅板过滤装置所形成的墙体上设有至少一扇检修门；在所述挡水板脱水装置所形成的墙体上设有至少一扇检修门；在所述安装平台上设有至少一扇入孔门。

进一步，所述导流板位于排风口上方的部分为弧形导流板，且其弧形向下凸起；所述导流板之上还设有一块防雨顶盖。

本实用新型的工作原理是：由供水系统通过供水管网给喷嘴供水，在高压作用下产生水雾，喷向栅板；栅板是由细小的钢丝或纤维在固定框架上编成的弦栅板状结构，弦栅之间的间隙很小，喷上水雾后，会使弦栅间隙形成水膜，含尘气体通过弦栅并吹破水膜的同时，粗大颗粒的粉尘被弦栅拦截下来，细小颗粒与水膜接触后，与水膜产生凝并增大作用，不停喷雾，上述作用过程不断进行，大部分水雾在弦栅上形成细小的下降水流，清洗被弦栅捕集的粉尘，保证栅板有持续的过滤净化功能。在上述过程中，如果用于脱硫，气体中的硫化物也会和水雾和水膜中氧化钙或其它碱性物质发生中和反应，生成硫酸盐，达到脱硫之目的。弦栅过滤后仍有一部分水雾，因此在过滤装置后面设计了W形波纹多棱挡水板脱水装置。当水雾经过挡水板时，水雾流动方向会多次改变，因惯性作用，气流中的水雾被分离出来，再一次起到除尘的作用。从挡水板出来的洁净气体，直接排向大气。

本实用新型除尘脱硫装置的长期运行，清洗下来的小量粉尘，不会随污水自然排放到循环水池，因此，设计了清洗管道，又在挡水板脱水装置、栅板过滤装置的墙体上，分别设计了检修门，在平台底板上设计了人孔门。检修人员从人孔门穿过平台进入装置内部，并通过检修门进入各个通道，从清洗管道上接上软管和喷枪，采用大流量高压力的水流，人工冲洗栅板及挡水板。

按照上述原理与结构的风井竖向排风口栅板过滤湿式除尘脱硫装置，有如下几方面的有益效果。

(1)结构新颖。既不改变现有风井的结构，又不需另僻占地空间，直接在排风口处安装除尘装置。把喷雾，过滤，脱水三种装置有机的结合在一起,呈“回”字形布置平台上，功能上互相联系，结构上又相对独立。并且，把栅板过滤装置和挡水板脱水装置的排污通道设计成内置式结构。

(2)结构简单，维护方便。现有的各种除尘装置和脱硫装置，包括旋风除尘，电除尘，袋式除尘，湿式水膜除尘等，不论是从原理上还是结构上，都不适宜应用于矿井排风井出风口的除尘。本装置虽然结合了过滤除尘，湿式水膜除尘，惯性除尘等多种机理，但结构相对简单，阻力小。过滤装置和脱水装置是由若干块栅板和挡水板以模块搭接的形式，固定于四个墙体支架上，喷雾装置的喷嘴也是安装在一根根水平支管上，安装维护方便。

(3)适应性广。(a)适应于除尘与脱硫需要同时进行的场合。在一般情况下，除尘与脱硫需要两套不同的装置。而本实用新型，只需一套装置，在水中注入一定量的石灰水溶液或其它碱液就可以同时完成脱硫与除尘。(b)不论是排风口的结构形式如何，本实用新型及此前的专利技术“ZL201220549197.0”，都可以满足其除尘脱硫的需要。(c)本实用新型是针对矿井排风的工况条件，同样也适应于其它工矿场合。

(4)性价比高。在性能方面，此前的专利技术“ZL201220549197.0”的实施例中，除尘效率达到了95％以上，脱硫效率也达到了85％以上。矿井的排风量一般都是每小时几十万立方，个别的高达每小时100万立方。处理如此大的风量，采用其它的结构方式，其制作成本上千万元。但是，采用本实用新型的技术，在处理风量相同时，造价只有其1/3左右。

(5)运行成本低。一是整个装置的阻力小，只有150-200Pa，是所有除尘脱硫装置中最小的。二是除尘脱硫用水可以循环使用，定期清淤。

附图说明

图1是本实用新型实施例的立面结构示意图。

图2是图1的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

参见图1、图2，本实施例的风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置，包括沿风井竖向排风口10的四周搭建的一圈方形的围绕排风口10的竖向支架13，竖向支架13从地面架设至排风口10的顶面，并与排风口10的顶面平齐。排风口10的四周外侧与竖向支架13顶部之间设置一个安装平台12，安装平台12的下部支承在竖向支架13和排风口10顶部。安装平台12上从外至内依次设有围绕排风口10并高于排风口10顶面的呈方形的外围挡风墙4、挡水板脱水装置5、栅板过滤装置6、喷雾装置7；在位于排风口10之上的喷雾装置顶面、栅板过滤装置顶面、挡水板脱水装置顶面安装有一块导流板8，从图1可见，导流板8位于排风口10上方的部分为弧形导流板，且其弧形向下凸起；导流板8位于排风口10上方的部分根据排风口的风流不均匀状态，设计成不规则形状，达到改变气流方向，平衡气流速度之目的，导流板8之上还设有一块防雨顶盖9；导流板8延伸到挡水板脱水装置5的上方，在喷雾装置7、栅板过滤装置6、挡水板脱水装置5的“墙体”上面形成盖板，盖板与安装平台12的安装面之间形成有四个方向的水平气流通道。从风井排风口10出来的含尘(硫)气体，经导流板8导向后，依次通过水平气流通道内的喷雾装置7、栅板过滤装置6、挡水板脱水装置5，含尘气体被净化。被净化的气体被外围挡风墙4阻挡后，气流又改变流动方向，垂直向上，最后排入大气。

从图1、图2中可见，喷雾装置7通过管道与供水系统2连接，安装平台12的四周边设有排污集水沟，排污集水沟的四个角开有排污口，4个排污口分别与一根排污立管3连接，排污立管3通过地面排污水沟与循环水池1连接，循环水池1由初沉池101、二沉池102和清水池103组成，清水池103的净水输出管与供水系统2连接。供水系统2布置在循环水池1的附近，通过管网与喷雾装置7的供水主管相连接，连续不断的供水给喷雾装置7，保证净化过程的工艺需要；安装平台12的安装面有一定的坡度，并在安装平台12四周的边缘形成排污集水沟，喷雾、过滤、脱水过程中形成的污水，流向安装平台12上被集中到排污集水沟，在排污集水沟的四个角各有一个穿过安装平台12联接排污立管3的排污口；污水通过排污立管3排放在地面的水沟，并汇流至循环水池1，经沉淀净化，被供水系统2泵入继续用于工艺装置。根据气体中含硫成分的大小，在清水池103中适量添加碱性溶液，达到脱硫之目的。

喷雾装置7包括与供水系统2的供水管网连通的若干根喷雾主管，每根喷雾主管上连接若干根喷雾支管，每根喷雾支管上布置若干个喷嘴。喷雾装置7为现有技术，在高压的作用下，四个面的喷嘴就会形成水雾幕，顺气流方向喷向栅板过滤装置6。

栅板过滤装置6包括栅板支架、栅板、固定螺栓，栅板支架分隔成若干个与栅板数量相对应的小框架，栅板安装于小框架上，构成小框架的横梁又是内部水流通道，把从栅板上流下的污水，汇集到一起，排放在安装平台板上。栅板是在方形或矩形框架上用直径为0.3～0.5mm的钢丝或纤维丝缠绕而成，钢丝或纤维丝之间均匀留有间隙。栅板过滤装置6为现有技术，在此不再详述。

挡水板脱水装置5包括档水板支架、挡水板、压板，档水支架分隔成若干个与挡水板数量相对应的小框架，挡水板安装于小框架上，构成小框架的横梁又是内部水流通道；挡水板采用W形波纹多棱板。挡水板脱水装置5为现有技术，气流经W形波纹多棱板多次改变方向，因惯性作用达到去除气流中水与雾的目的。

从供水系统另有清洗水管11接至安装平台12上，当需要对栅板、挡水板及支架进行清洗时，关闭供水给喷雾装置的阀门，打开清洗管道阀门，人工通过软管，用高压大流量的水，直接冲洗。

为便于检修，在栅板过滤装置6所形成的墙体上设有检修门16；在挡水板脱水装置5所形成的墙体上设有检修门14；在安装平台上设有入孔门15。

本结构方式不仅适用于方形或矩形的排风口进行除尘(脱硫)，还可通过改变导流板的结构，使之适应于圆形或其它不规侧的排风口的除尘(脱硫)。也适应于其它工矿场所对现有的烟窗排出口或风机出口进行除尘和脱硫改造。对于硫含量较高的场合，可在循环水池的清水池中加入石灰水或碱液，增大脱硫的效果。

因此，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。对本实用新型所描述的具体实施方案做出的各种修改、补充，或者采用类似的方式代替，只要不偏离本实用新型的结构，或者不超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置，其特征在于：它包括沿风井竖向排风口的四周搭建的一圈围绕排风口的竖向支架，排风口的四周外侧与竖向支架顶部之间设置一个安装平台，安装平台上从外至内依次设有围绕排风口并高于排风口顶面的外围挡风墙、挡水板脱水装置、栅板过滤装置、喷雾装置；在位于排风口之上的喷雾装置顶面、栅板过滤装置顶面、挡水板脱水装置顶面安装有一块导流板；所述喷雾装置与供水系统连接，所述安装平台的底部设有排污集水沟，排污集水沟开有排污口，排污口与排污立管连接。

2.根据权利要求1所述风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置，其特征在于：所述喷雾装置包括与供水系统的供水管网连通的若干根喷雾主管，每根喷雾主管上连接若干根喷雾支管，每根喷雾支管上布置若干个喷嘴。

3.根据权利要求1所述风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置，其特征在于：所述栅板过滤装置包括栅板支架、栅板、固定螺栓，栅板支架分隔成若干个与栅板数量相对应的小框架，栅板安装于小框架上，构成小框架的横梁又是内部水流通道。

4.根据权利要求3所述风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置，其特征在于：所述栅板是在方形或矩形框架上用直径为0.3～0.5mm的钢丝或纤维丝缠绕而成，钢丝或纤维丝之间均匀留有间隙。

5.根据权利要求1所述风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置，其特征在于：所述挡水板脱水装置包括档水板支架、挡水板、压板，档水支架分隔成若干个与挡水板数量相对应的小框架，挡水板安装于小框架上，构成小框架的横梁又是内部水流通道。

6.根据权利要求5所述风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置，其特征在于：所述挡水板采用W形波纹多棱板。

7.根据权利要求1所述风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置，其特征在于：所述排污立管通过地面排污水沟与循环水池连接，循环水池的净水输出管与所述供水系统连接。

8.根据权利要求1所述风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置，其特征在于：在所述安装平台上穿插安装有清洗水管；在所述栅板过滤装置所形成的墙体上设有至少一扇检修门；在所述挡水板脱水装置所形成的墙体上设有至少一扇检修门；在所述安装平台上设有至少一扇入孔门。

9.根据权利要求1所述风井竖向排风口湿式栅板过滤除尘脱硫装置，其特征在于：所述导流板位于排风口上方的部分为弧形导流板，且其弧形向下凸起；所述导流板之上还设有一块防雨顶盖。