CN205598775U - 顺重力场除雾装置及包括该装置的除雾系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种顺重力场除雾装置及包括该装置的除雾系统，属于烟气脱硫技术领域。除雾器包括竖向设置的筒体，筒体的上方设置有入口，下方设置有出口，筒体内自上而下设置有第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器，第一级和第二级旋流板除雾器分别包括顺重力场逆时针旋转的第一级固定叶片和第二级固定叶片。在使用时，烟气通过第一级旋流板除雾器，由于受到地磁场力等力的作用，雾滴受到的离心力增大至其重力的数十至数百倍，使筒体内的雾滴加速碰撞凝聚成大液滴，脱除烟气中大部分的浆液夹带，烟气以更高的流速通过第二级旋流板除雾器，进一步脱除了脱硫烟气中的其余部分的浆液夹带，提高了烟气净化程度，消除了二次污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气脱硫技术领域，特别是指一种顺重力场除雾装置及包括该除雾装置的除雾系统。
背景技术
我国火电厂、钢铁行业烧结机烟气脱硫的主流技术是石灰石-石膏法。结合中国国情，为了降低工程造价、避免热的原烟气与冷的脱硫后烟气换热用的旋转蓄热式换热器GGH的腐蚀、密封泄漏和堵塞，在消化吸收引进国外技术的基础上加以改进，多采用吸收塔前不设GGH，吸收塔内顶部不设湿式电除尘器，改设折流板式除雾器。这一技术脱硫效率较高，运行也很稳定，但在削减了大量二氧化硫的同时，由于脱硫浆液雾化夹带、脱硫产物结晶析出，产生了众所周知的“石膏雨”，即产生大量形成雾霾天气的PM2.5因子，从而助长了雾霾的发生。可以说，这个装置也是一个PM2.5发生器和大型空气加湿器。
目前国内现有大型燃煤机组大多采用石灰石-石膏法脱硫工艺，而这种湿法烟气脱硫超低排放的工艺装置均为“塔内顶部折流板式除雾器+塔后湿式静电除尘器”，采用该工艺路线，可以达到脱硫烟气烟尘含量≤5mg/Nm3的效果，但是，湿式静电除尘器造价高昂，运行电耗水耗巨大，运行维护工作量较大，运行费用高昂。现有产品在使用过程中，会产生比“石膏雨”更严重的“烟囱雨”，造成二次污染。
实用新型内容
本实用新型提供一种提高烟气净化程度、消除二次污染的顺重力场除雾装置及包括该装置的除雾系统。
为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：
一方面，本实用新型提供一种顺重力场除雾装置，包括竖向设置的筒体，所述筒体的上方设置有入口，下方设置有出口，所述筒体内自上而下设置有第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器，所述第一级旋流板除雾器包括第一级固定叶片，所述第二级旋流板除雾器包括第二级固定叶片，所述第一级固定叶片和第二级固定叶片均为顺重力场逆时针旋转。
进一步的，所述第一级和第二级固定叶片与设备水平中心线的夹角为20±1°，所述第一级固定叶片与设备水平面的夹角为28±1°，所述第二级固定叶片与设备水平面的夹角为22±1°。
进一步的，所述筒体内在所述第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器之间设置有第一级净化烟气通道，所述筒体内在所述第二级旋流板除雾器的下方设置有第二级净化烟气通道，所述第一级净化烟气通道和第二级净化烟气通道均为上面直径小、下面直径大的圆锥体。
进一步的，所述筒体的下方设置有汇液收缩截面斜筒管，所述汇液收缩截面斜筒管连接有竖向的降液管。
进一步的，烟气通过所述第一级固定叶片的流速大于等于20m/s，烟气通过所述第二级固定叶片的流速大于等于25m/s。
进一步的，所述第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器的中轴的上部为球形封头、中部为圆筒体短节、下部为圆锥壳体，所述第一级固定叶片和第二级固定叶片均等距切向的设置在所述圆筒体短节的周围，所述第一级固定叶片和第二固定叶片的周围设置有罩筒。
另一方面，本实用新型还提供一种除雾系统，包括烟道，所述烟道内设置有数十～数百个上述的顺重力场除雾装置，所述顺重力场除雾装置的筒体与所述烟道之间设置有隔板。
进一步的，所述烟道内在所述顺重力场除雾装置的上方设置有不等距分布的圆弧形的烟气均流导流板。
进一步的，所述烟道包括等截面水平烟道、变截面斜下行烟道和等截面垂直下行烟道，所述数十～数百个除雾器双排交错设置在所述等截面垂直下行烟道内。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型在使用时，携带脱硫石膏浆液的烟气从筒体的入口进入，依次通过第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器，烟气通过两级旋流板除雾器产生逆时针的旋转，通过一级固定叶片时，由于受到离心力、地磁场力、烟气的曳力的联合作用，雾滴所受到的离心力增大至其重力的数十至数百倍，使得筒体内的雾滴加速碰撞凝聚成大液滴，从而脱除脱硫烟气中的大部分的浆液夹带，脱硫烟气又以更高的流速通过第二级旋流板除雾器，进一步脱除了脱硫烟气中的其余部分的浆液夹带，使得脱硫烟气进一步得到净化，净化后的烟气从筒体的出口排出，从而彻底消除了石灰石-石膏法烟气净化装置产生的“石膏雨”，提高了烟气净化程度，消除了二次污染。
附图说明
图1为本实用新型的除雾系统的整体结构示意图；
图2为本实用新型的顺重力场除雾器的结构示意图；
图3为本实用新型的顺重力场除雾器的第一级固定叶片和第二级固定叶片的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
一方面，本实用新型提供一种顺重力场除雾装置，如图1至图3所示，包括竖向设置的筒体3，筒体3的上方设置有入口，下方设置有出口，筒体3内自上而下设置有第一级旋流板除雾器12和第二级旋流板除雾器10，第一级旋流板除雾器12包括第一级固定叶片19，第二级旋流板除雾器10包括第二级固定叶片20，烟气通过第一级旋流板除雾器12和第二级旋流板除雾器10时均产生逆时针旋转。
本实用新型在使用时，携带脱硫石膏浆液的烟气从筒体的入口进入，依次通过第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器，烟气通过两级旋流板除雾器产生逆时针的旋转，通过一级固定叶片时，由于受到离心力、地磁场力、烟气的曳力的联合作用，雾滴所受到的离心力增大至其重力的数十至数百倍，使得筒体内的雾滴加速碰撞凝聚成大液滴，从而脱除脱硫烟气中的大部分的浆液夹带，脱硫烟气又以更高的流速通过第二级旋流板除雾器，进一步脱除了脱硫烟气中的其余部分的浆液夹带，使得脱硫烟气进一步得到净化，净化后的烟气从筒体的出口排出，从而彻底消除了石灰石-石膏法烟气净化装置产生的“石膏雨”，提高了烟气净化程度，消除了二次污染。
作为本实用新型的一种改进，第一级和第二级固定叶片与设备水平中心线的夹角可以为20±1°，第一级固定叶片与设备水平面的夹角可以为28±1°，第二级固定叶片与设备水平面的夹角可以为22±1°。这种角度的设置可以使得烟气通过第一级固定叶片和第二级固定叶片产生的离心力尽可能的达到更大，使得筒体内的雾滴加速碰撞凝聚成大液滴，从而脱除脱硫烟气中的绝大部分的浆液夹带，使得脱硫烟气的净化效果达到最优。在具体设计时，一种优选的设计方式如下：第一级和第二级固定叶片与设备水平中心线的夹角为20±1°，第一级固定叶片与设备水平面的夹角为28±1°，这种设计可以使得除雾器在高效工作的同时，烟气受到的阻力较小，达到初步分离烟气的作用。第二级固定叶片与设备水平面的夹角为22±1°。
作为本实用新型的另一种改进，筒体3内在第一级旋流板除雾器12和第二级旋流板除雾器10之间优选设置有第一级净化烟气通道11，筒体3内在第二级旋流板除雾器10的下方优选设置有第二级净化烟气通道8，第一级净化烟气通道12和第二级净化烟气通道8均可以为上面直径小、下面直径大的圆锥体。具体的，第二级净化烟气通道的下出口为斜面。
为了脱除脱硫烟气中的冷凝浆液，筒体3的下方可以设置有汇液收缩截面斜筒管，汇液收缩截面斜筒管7可以连接有竖向的降液管6。本实用新型中的降液管可以为无缝钢管。经过浆液管后的冷凝浆液可以进入集液管1，集液管1收集了除雾器脱硫的含有脱硫石膏的冷凝浆液，然后送至吸收塔底部的氧化池，做进一步的净化处理。其中，集液管1为向斜下方向倾斜的无缝钢管。
烟气通过第一级固定叶片的流速超过20m/s，烟气通过第二级固定叶片的流速超过25m/s。
本实用新型中，第二级旋流板除雾器和第二级净化烟气通道之间可以设置有冷凝浆液汇集圆形筒体9。冷凝浆液汇集圆形筒体可以为筒体的一部分，这样可以先将冷凝浆液汇集到冷凝浆液汇集圆形筒体内，便于脱除大多数的冷凝浆液。
优选的，第一级和第二级旋流板除雾器的中轴可以采用如下结构：上部为球形封头18、中部为圆筒体短节16、下部为圆锥壳体15，第一级固定叶片和第二级固定叶片均等距切向的设置在圆筒体短节的周围，第一级固定叶片和第二级固定叶片的周围设置有罩筒13，罩筒上部还可以设置有烟气导向锥壳体17。
另一方面，本实用新型还提供一种除雾系统，包括烟道2，烟道内设置有双排交错排列的数十个～百多个上述的顺重力场除雾装置，顺重力场除雾装置的筒体之间及与烟道之间优选设置有隔板5。将数十个～百多个上述的装置设置在烟道内，可以进一步提高脱硫烟气的净化程度，消除二次污染。
优选的，顺重力场除雾装置可以为数十个～百多个，相邻的除雾器之间也可以设置有隔板。将数十个～百多个上述的除雾器设置在烟道内，可以进一步提高脱硫烟气的净化程度，消除二次污染。
隔板使得下行烟气被隔板阻隔，只能通过第一级固定叶片和第二级固定叶片向下转动，可以进一步提高烟气的净化程度。具体的，隔板为水平隔板，可以起到确保脱硫烟气全部通过顺重力场除雾装置，不发生短路的阻隔作用。
为了便于实现脱硫烟气在烟道内的均匀分布，提高烟气净化的程度，烟道内在顺重力场除雾装置的上方优选设置有不等距排列的圆弧形的烟气均流导流板4。当然，也可以通过本领域人员容易想到的其他方式实现脱硫烟气在烟道内的均匀分布。
进一步的，烟道可以包括等截面水平烟道、变截面斜下行烟道和等截面垂直下行烟道，数十个～百多个顺重力场除雾装置可以双拼交错排列设置在等截面垂直下行烟道内。烟道的这种设计可以使得烟气均匀的分布在烟道内，并排设置的两个除雾器可以充分净化均匀分布的烟气。
一个使用本实用新型的具体实施例如下：具体的，下行烟气以20m/s以上的流速通过第一级旋流板除雾器，烟气中的带有脱硫石膏浆液的微小雾滴被甩至第一级净化烟气通道和冷凝浆液汇集圆形筒体之间，由于受到离心力、地磁场力、烟气的曳力以及壁面的联合作用，雾滴受到的离心力增大至其重力的数十至数百倍，使得流道内的雾滴加速碰撞凝聚成大液滴，从而脱除了脱硫烟气中75％的浆液夹带；脱硫烟气又以更高的流速通过第二级旋流板除雾器，进一步脱除了脱硫烟气中25％的浆液夹带，使得脱硫烟气再次得到净化，从而彻底地消除了石灰石-石膏法烟气净化装置产生的“石膏雨”。净化后的烟气通过烟道的出口排放至大气。含有脱硫石膏的冷凝浆液通过降液管，再汇集进入集液管回送至吸收塔底部的氧化池，进一步处理。这样气液分开排出可以提高排出物质的利用率。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1.顺重力场旋流板除雾器流体阻力小，它不仅将轴向流动的烟气变为顺重力场的旋转流动，在地球北半球时，烟气为逆时针旋转，在地球南半球时，烟气为顺时针旋转。而且极大地提高了烟气中石膏浆液雾滴的离心力，对于实现高效气液分离极为有利。
2.烟气在旋流板除雾器组合的逆时针的旋转流动强制作用、以及烟气的曳力和地磁场力的联合作用下，烟气的切向流速不断提升，有利于雾滴加速碰撞凝聚，从而有效提高本装置的气液分离效率。
3.烟气经过旋流板除雾器，部分高速旋转气流进入冷凝浆液汇集圆形筒体与净化烟气通道之间的夹层，依照流体力学狭缝效应构建的速度阻挡器，可有效实现冷凝浆液与烟气的分离。
4.本装置取代了石灰石-石膏法吸收塔内通常采用的传统的“折流板式除雾器”，可以取消冲洗水装置，简化了操作程序，减少装置运行故障点，并可有效节省装置的水耗与能耗。以一台30万千瓦的燃煤发电机组为例，每天可以回收400～600吨水，大大降低了装置的运行成本。
5.比照最近多家环保设备公司推崇的湿式电除尘器，本发明装置投资远远低于湿式电除尘器，仅为湿式电除尘器的10％～15％。不增加新的占地面积，却能达到几乎与湿式电除尘器相同的分离效果，性价比非常高。
6.以1000MW电厂为例，增设湿式电除尘器需投资6000～7000万元。另外，仅正常的设备折旧，水电耗，NaOH费用，每小时合计超过1500元。按每年运行8000小时计算，这笔费用一年就需1200万元。而采用本发明，固定资产投资不过500万元，设备基本免维护，不仅不增加水耗、电耗，还能回收大量的水及石膏。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种顺重力场除雾装置，其特征在于，包括竖向设置的筒体，所述筒体的上方设置有入口，下方设置有出口，所述筒体内自上而下设置有第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器，所述第一级旋流板除雾器包括第一级固定叶片，所述第二级旋流板除雾器包括第二级固定叶片，所述第一级固定叶片和第二级固定叶片均为顺重力场逆时针旋转。
2.根据权利要求1所述的顺重力场除雾装置，其特征在于，所述第一级和第二级固定叶片与设备水平中心线的夹角为20±1°，所述第一级固定叶片与设备水平面的夹角为28±1°，所述第二级固定叶片与设备水平面的夹角为22±1°。
3.根据权利要求1所述的顺重力场除雾装置，其特征在于，所述筒体内在所述第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器之间设置有第一级净化烟气通道，所述筒体内在所述第二级旋流板除雾器的下方设置有第二级净化烟气通道，所述第一级净化烟气通道和第二级净化烟气通道均为上面直径小、下面直径大的圆锥体。
4.根据权利要求3所述的顺重力场除雾装置，其特征在于，所述筒体的下方设置有汇液收缩截面斜筒管，所述汇液收缩截面斜筒管连接有竖向的降液管。
5.根据权利要求4所述的顺重力场除雾装置，其特征在于，烟气通过所述第一级旋流板叶片的流速大于等于20m/s，烟气通过所述第二级旋流板叶片的流速大于等于25m/s。
6.根据权利要求1-5中任一所述的顺重力场除雾装置，其特征在于，所述第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器的中轴的上部为球形封头、中部为圆筒体短节、下部为圆锥壳体，所述第一级固定叶片和第二级固定叶片均等距切向的设置在所述圆筒体短节的周围，所述第一级固定叶片和第二固定叶片的周围设置有罩筒。
7.一种除雾系统，其特征在于，包括烟道，所述烟道内设置有数十～ 数百个权利要求1-6中任一所述的顺重力场除雾装置，所述顺重力场除雾装置的筒体与所述烟道之间设置有隔板。
8.根据权利要求7所述的除雾系统，其特征在于，所述烟道内在所述顺重力场除雾装置的上方设置有不等距分布的圆弧形的烟气均流导流板。
9.根据权利要求7所述的除雾系统，其特征在于，所述烟道包括等截面水平烟道、变截面斜下行烟道和等截面垂直下行烟道，所述数十～数百个除雾器双排交错设置在所述等截面垂直下行烟道内。
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|---|---|---|---|---|
| CN107376393A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-11-24 | 石家庄印钞有限公司 | 一种液雾拦截回收装置 |
| CN108176070A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-06-19 | 张建东 | 用于蒸馏浓缩塔或流化结晶干燥塔的布气设备和布气方法 |
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