CN209917461U - 高温高含尘烟气的轴流组合式除尘系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温高含尘烟气的轴流组合式除尘系统，属于气固分离领域。本实用新型的除尘系统通过在烟道上游除尘，降低烟道内的含尘量，主要包括轴流式旋风分离装置、沉降室、抽气装置和流化床换热器。系统工作的原理是轴流式旋风分离装置将飞灰从高温高含尘烟气中分离出来，携带有被分离飞灰的废气从排灰室排入沉降室中，在沉降室中，经过本实用新型特有的填料结构时实现烟气与飞灰的二次分离；设置抽气装置抽吸第二次分离过程中分离出来的烟气，设置流化床换热器收集飞灰和回收飞灰中的余热。本实用新型所包含的除尘系统可以在不降低烟气温度的情况下大幅降低烟道内的含尘量，起到保护换热面的作用，能够大幅提高除尘系统的使用性能。

Description

高温高含尘烟气的轴流组合式除尘系统

技术领域

本实用新型属于气固分离领域，涉及一种高温高含尘烟气的轴流组合式除尘系统。

背景技术

燃煤发电目前仍然是我国大气污染物排放的主要来源，对环境仍然具有非常大的危害。燃煤电厂锅炉烟气通常为高温、高含尘气体，直接排放到外界会造成环境污染和资源的浪费，因此必须对其治理以达到节能减排的目标。

目前静电除尘技术由于除尘效率高、性能可靠的有点，是锅炉烟气治理的主要技术。管道中通常增设省煤器和空气余热器等装置以回收烟气中的余热和降低除尘器进口温度。但是高烟尘烟气通常会冲刷、磨损布置在管路中的换热器，另外，系统长时间运行后，换热器表面积灰和结垢严重，阻碍了管路与烟气的换热，影响了设备运行的安全性和可靠性。并且，电除尘器在处理高温、高含尘的烟气时存在功耗大、设备安全性差、占地面积大的缺陷。

因此，通过添加粉尘分离装置，降低管道内烟气的含尘量，可以强化余热回收装置与烟气的换热，降低进入静电除尘器烟气进口温度和进口粉尘含量；另外，烟气粉尘含量的降低可以减少换热管路和烟气管道的磨损，对于提高系统安全性和降低能耗有着重要的意义。

传统逆流式旋风分离装置对粉尘虽然可以有效的分离，但是存在阻力大、占地面积大的缺点，与外界存在强烈的换热，热量损失严重，系统经济性不好。本专利根据高温、高含灰管道烟气的特点，结合旋风管元件压降低、运行稳定、方便介入管道的优点，设计了一个用于处理高温、高含尘的轴流组合式除尘系统，以降低烟气粉尘浓度，并回收高温粉尘的余热，达到保护换热部件和降低传统除尘装置能耗，进而达到提高整个系统运行性能的目的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术是提供一种低排放、低能耗、可处理高温、高含灰管道烟气的轴流组合式除尘系统和这种系统。

一种高温高含尘烟气的轴流组合式除尘系统，包括炉膛；炉膛出口连接有烟道；烟道上游安装轴流式旋风分离装置、中间安置有换热器、下游安装除尘装置，采用支撑架固定；其特征在于：上述轴流式旋风分离装置包括排气管单元阵列和排灰室；排气管单元末端伸入排灰室内与其对接；每个排气管单元内安装一个旋风子元件；上述排灰室内设置有排灰隔板；排灰隔板以排气管单元为中心，将排灰室分割成若干对应的集尘空间单元；相邻列的集尘空间单元之间具有排灰通道；集尘空间单元设置有与排灰通道相通的开口；排灰通道末端设置排灰口；

该轴流组合式除尘系统还包括沉降室、抽气装置和流化床换热器；上述沉降室由上而下依次内置有分离隔板和沉降隔板两层填料；分离隔板纵向布置组成横向的蛇形通道，蛇形通道一侧为沉降室烟气进口，另一侧为沉降室空气出口；沉降隔板横向布置，其截面为上小下大的倒V型结构，以形成从上向下防止倒流的单向沉降通道；沉降通道末端为沉降室粉尘出口；沉降室烟气进口与上述轴流式旋风分离装置的排灰口相连；沉降室空气出口与抽气装置入口相连，抽气装置出口与烟道中间换热器上游相连；沉降室粉尘出口与流化床换热器相连。

所述的轴流组合式除尘系统的除尘方法，其特征在于包括以下过程：高温、高含尘烟气从炉膛出来后进入轴流式旋风分离装置进行初步除尘；该装置分离出的烟灰跟随少量烟气进入沉降室中进行二次分离，再次净化后的空气经抽气装置进入烟道与经轴流式旋风分离装置净化后的空气共同加热换热器，换热完成后由除尘装置除尘后排入大气；沉降室分离出的高温飞灰进入流化床换热器完成余热回收后排入外界；含尘烟气经由轴流式旋风分离装置时，在旋风子元件的诱导作用下，大量的飞灰在离心力场的作用下从主流中分离出来，少量的气流携带大量的飞灰进入排灰室的集尘空间，并从排灰隔板围成的排灰通道经排灰口进入沉降室中；进入沉降室的含灰气流通过分离隔板围成的蛇形通道由于惯性实现飞灰与空气的第二次分离，飞灰从分离隔板降落到下层的沉降隔板并由流化床换热器收集，第二次分离出来的干净烟气在抽气装置的抽吸下进入烟道中并与从轴流式旋风除尘系统出来的烟气共同加热换热器；烟气完成换热后进入常规除尘进行除尘，达到排放标准后排入大气。

冶金、能源等领域经常会产生大量的高温烟尘，其温度高、含尘量大，直接排放到环境中会造成能源浪费并且会带来环境污染。本系统利用旋风子流动阻力低、可方便介入管路的优点，在烟道上游增设轴流式旋风分离装置，可以起到保护换热管路和降低除尘装置负载和功耗的作用。本实用新型在轴流组合式除尘系统中增设排灰室，内置有排灰隔板可以达到平衡各旋风子的排尘出口压力和防止各管窜流的目的；沉降室不仅避免了直接将轴流式旋风分离装置排入大气造成的环境污染，还使得烟气和颗粒的高温余热能够得到有效回收，提高了高温烟气的余热利用率。

本实用新型提供的轴流组合式除尘系统可解决现有系统存在的除尘器功耗大、换热管路磨损严重、占地面积大、运行可靠性差的问题，相比采用常规除尘方法的烟气除尘系统更具有经济性和实用性。不仅限于燃煤火电厂烟气的除尘，还可用于冶金、建材、能源、化工等工业流程中的含尘烟气净化，不仅可以实现高温含尘烟气的高效净化，还适合腐蚀性气体的气固分离过程。

所述的高温高含尘烟气的轴流组合式除尘系统，其特征在于：上述集尘空间单元与排灰通道相通的开口即为排灰隔板上设置的缝隙。排灰隔板上设置的缝隙能够为集尘空间单元内部提供稳定的排尘压力，防止单个旋风子元件在并联后因为背部排尘的压力不均匀而发生分离效率下降的现象。

所述的高温高含尘烟气的轴流组合式除尘系统，其特征在于：上述分离隔板设置有强化分离能力的凸台。气流在通过蛇形通道时，流动方向不断发生变化，颗粒与气流逐渐发生分离，在气流转弯处设置的凸台可以提高沉降室对颗粒的捕集能力，强化了分离过程的分离强度，达到了减小蛇形通道的长度和降低沉降室占地面积的目的。

附图说明

图1是本实用新型的系统原理图；

图2是本实用新型关于轴流式除尘装置使用的旋风子元件；

图3是本实用新型关于轴流式除尘装置使用的外形图；

图4是本实用新型关于轴流式除尘装置的排气管；

图5是本实用新型关于轴流式除尘装置的排灰室原理图；

图6是本实用新型关于轴流式除尘装置排灰室内部结构的外形图；

图7是本实用新型关于轴流式除尘装置的排灰口；

图8是本实用新型关于沉降室内部填料的外形图；

图9是本实用新型关于沉降室分离隔板的原理图；

图10是本实用新型关于沉降室填料的主视图；

图中标号名称：1.轴流式旋风分离装置，其中，1-1为旋风子元件，1-2为旋风管外筒壁，1-3为排灰室，1-4为支撑板，1-5为排气管，1-6为排灰隔板，1-7为排灰口，1-8为集尘空间，1-9为排灰通道，2.沉降室，其中，2-1为分离隔板，2-2为沉降隔板，2-3为蛇形通道，2-4为沉降室烟气进口，2-5为沉降室空气出口，2-6为沉降室粉尘出口，3.抽气装置，4.流化床换热器，5.炉膛，6.换热器，7.除尘装置，8.烟道，9.支撑架。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图1-4对本实用新型做进一步的详细说明。

本实用新型的除尘系统通过在换热管路上游对高温、高含尘烟气除尘，降低烟道内的粉尘浓度，以便于烟气余热回收，其运行原理为携带有大量高温飞灰的高温、高含尘烟气经轴流式旋风除尘系统(1)时，由于旋风子元件(1-1)的诱导作用，大量的飞灰在离心力场的作用下从主流中分离出来，少量的气流携带大量的飞灰进入排灰室(1-3) 的集尘空间(1-8)，并从排灰隔板(1-6)围成的排灰通道(1-9)经排灰口(1-7)进入沉降室(2)中。进入沉降室(2)的含灰气流通过分离隔板(2-2)围成的蛇形通道(2-3)时由于惯性实现飞灰与空气的第二次分离，飞灰从分离隔板(1-1)降落到下层的沉降隔板(2-2)并由流化床换热器(4)收集，第二次分离出来的干净烟气在抽气装置(3)的抽吸下进入烟道(8)中并与从轴流式旋风除尘系统(1)出来的烟气共同加热换热器(6)。烟气完成换热后进入常规除尘(7)进行除尘，含尘量达到排放标准后排入大气。

以上所述仅是本实用新型的实施范例，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的基础上做出的改进和变形仍然属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.高温高含尘烟气的轴流组合式除尘系统，包括炉膛(5)；炉膛出口连接有烟道(8)；烟道(8)上游安装轴流式旋风分离装置(1)、中间安置有换热器(6)、下游安装除尘装置(7)，采用支撑架(9)固定；

其特征在于：

上述轴流式旋风分离装置(1) 包括排气管单元(1-5)阵列和排灰室(1-3)；排气管单元(1-5)末端伸入排灰室（1-3）内与其对接；每个排气管单元内安装一个旋风子元件(1-1)；上述排灰室(1-3)内设置有排灰隔板(1-6)；排灰隔板(1-6)以排气管单元(1-5)为中心，将排灰室(1-3)分割成若干对应的集尘空间单元(1-8)；相邻列的集尘空间单元(1-8)之间具有排灰通道(1-9)；集尘空间单元(1-8)设置有与排灰通道(1-9)相通的开口；排灰通道(1-9)末端设置排灰口(1-7)；

该轴流组合式除尘系统还包括沉降室(2)、抽气装置(3) 和流化床换热器(4)；

上述沉降室(2)由上而下依次内置有分离隔板(2-1)和沉降隔板(2-2)两层填料；分离隔板(2-1)纵向布置组成横向的蛇形通道(2-3)，蛇形通道(2-3)一侧为沉降室烟气进口(2-4)，另一侧为沉降室空气出口(2-5)；沉降隔板(2-2)横向布置，其截面为上小下大的倒V型结构，以形成从上向下防止倒流的单向沉降通道；沉降通道末端为沉降室粉尘出口(2-6)；沉降室烟气进口(2-4)上述轴流式旋风分离装置(1)的排灰口(1-7)相连；沉降室空气出口(2-5)与抽气装置(3)入口相连，抽气装置(3)出口与烟道中间换热器(6)上游相连；沉降室粉尘出口与流化床换热器(4)相连。

2.根据权利要求1所述的高温高含尘烟气的轴流组合式除尘系统，其特征在于：上述集尘空间单元(1-8)与排灰通道(1-9)相通的开口即为排灰隔板(1-6)上设置的缝隙。

3.根据权利要求1所述的高温高含尘烟气的轴流组合式除尘系统，其特征在于：上述分离隔板(2-1)设置有强化分离能力的凸台。

Images