CN218573074U - 除雾组件及应用该组件的除雾器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种除雾组件及应用该组件的除雾器，该除雾组件包括：导气筒，其固定安装在塔盘上，该导气筒上部沿周向均匀开设条缝状的整流通道，轴向进入的烟气经整流通道切向流出；排气筒，其下部套设在导气筒外侧并接收来自导气筒的烟气；叶轮，其设置在导气筒外壁与排气筒内壁之间，且位于整流通道的相应位置处，切向流出的烟气驱动叶轮旋转；离心脱出器，其设置在排气筒内且位于导气筒上方，该离心脱出器与叶轮同轴旋转，在离心力的作用下将捕捉到的烟气中的雾滴汇聚并脱出。本实用新型通过特殊的结构设计和布置方式，运行的整个过程实现多次气液分离，不仅大大提高气液分离效率，还无需外部能耗。

Description

除雾组件及应用该组件的除雾器

技术领域

本实用新型涉及气液分离技术领域，特别涉及一种除雾组件及应用该组件的除雾器。

背景技术

在能源、石化、冶金、化工等领域的生产过程中会产生大量的烟气，这些烟气中含有大量的SO₂、NO_X和粉尘等有害物质，这些有害物质引起了一系列的环境问题，如雾霾、酸雨、温室效应等，对生态环境造成严重污染。目前，环保领域在烟气脱硫、烟气脱硝和尾气除尘的工艺过程中，普遍采用湿法工艺，如湿法脱硫工艺，即在脱硫吸收塔中通过喷淋碱液洗去或吸收烟气中的有害物质，湿法处理后排放的湿烟气中还含有由硫酸、硫酸盐、液态水、可溶性盐、烟尘等物质组成的微小的液滴和颗粒物，不仅对工艺设备造成严重的腐蚀和积垢，同时对大气造成污染，严重危害生态环境。

除雾器是一种气液分离设备，在烟气湿法脱硫和除尘环保治理工艺中广泛使用，除雾器作为脱硫吸收塔的一部分安装在吸收塔顶部，主要去除烟气中夹带的液滴。当含有雾沫的烟气以一定速度流经除雾器时，由于气体的惯性撞击作用，微小的雾沫在除雾器内部构件表面聚集成液滴，在重力作用下聚集的液滴从除雾器内部构件上脱落下来，从而实现气液分离。

目前，常用的除雾器有折流式除雾器、旋流板式除雾器、惯性式除雾器、丝网式除雾器、波形板式除雾器等。现有的除雾器有些存在气体与液滴易产生二次夹带的问题，气液分离效率较低；有些除雾器结构复杂，内部容易堵塞，运行周期短；有些除雾器内部通径有限，气体流动阻力大，装置能耗较高。

因此，亟需一种结构简单，安装方便，除雾效率高且能耗较低的除雾组件及应用该组件的除雾器。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种除雾组件及应用该组件的除雾器，通过升气筒的整流通道改变烟气方向，在烟气螺旋上升的同时驱动叶轮旋转进而驱动离心脱出器旋转，整个过程实现多次气液分离，不仅大大提高气液分离效率，还无需外部能耗。

为实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种除雾组件，包括：导气筒，其固定安装在塔盘上，该导气筒上部沿周向均匀开设条缝状的整流通道，轴向进入的烟气经整流通道切向流出；排气筒，其下部套设在导气筒外侧并接收来自导气筒的烟气；叶轮，其设置在导气筒外壁与排气筒内壁之间，且位于整流通道的相应位置处，切向流出的烟气驱动叶轮旋转；离心脱出器，其设置在排气筒内且位于导气筒上方，该离心脱出器与叶轮同轴旋转，在离心力的作用下将捕捉到的烟气中的雾滴汇聚并脱出。

进一步，上述技术方案中，离心脱出器可以为沿旋转轴分层、均匀间隔布置的毛刷。

进一步，上述技术方案中，毛刷末端可与排气筒内壁接触，排气筒内壁的相应位置处设有用于排出雾滴的缝隙。

进一步，上述技术方案中，条缝状的整流通道外侧可设有导流板，该导流板的设置角度为与整流通道壁面的切线方向呈5～30°。

进一步，上述技术方案中，整流通道的总截面积可以为导气筒截面积的0.2～0.9倍。

进一步，上述技术方案中，导气筒顶部可设有封盖板，用于拦截烟气并附着烟气中的雾滴。

进一步，上述技术方案中，叶轮和离心脱出器共用的旋转轴两端可分别安装在位于封盖板顶部以及排气筒顶部的轴承上。

进一步，上述技术方案中，叶轮可通过转轴连杆固定在旋转轴上。

进一步，上述技术方案中，除雾组件还可包括集液筒，该集液筒为位于排气筒外侧的环形空间，用于接收来自离心脱出器汇聚的雾滴，环形空间顶部可以设置为密封状态。

根据本实用新型的第二方面，本实用新型提供了一种除雾器，包括前述任意一项所述的除雾组件，除雾器中的除雾组件数量可以为一个或多个。在除雾组件的离心脱出器和集液筒上方均可设置冲洗系统，用于对除雾器进行冲洗，防止除雾器结垢。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1)本实用新型通过导气筒、整流通道、叶轮以及离心脱出器的结构以及布置方式，迫使两相气体(即夹带雾滴的烟气)在运动过程中多次改变运动方向和速度，可有效增加液滴碰撞的几率，使许多细小的液滴汇聚成大液滴，从而更好地实现气液分离；

2)本实用新型通过导气筒壁和导气筒封盖板的作用、整流通道的作用、叶轮的作用、叶轮旋转带动离心脱出器旋转的作用，实现了四次气液分离过程，可将除雾效率提高至98％以上；

3)本实用新型通过从导气筒切向流出的烟气撞击叶轮，既实现了一次气液分离过程，同时又可驱动叶轮旋转并进一步带动离心脱出器的旋转，可有效节省外部能耗；

4)本实用新型通过离心脱出器的旋转，使得附着在离心脱出器上的液滴在离心力的作用下可以高效地收集液滴并排出，能够有效地达到除雾的效果；

5)本实用新型通过排气筒筒壁上开设的缝隙(即集液入口)以及集液筒的设置，可以将离心脱出器的旋转收集的液滴刮进集液入口，流到集液筒内，收集出的液体不再与上升的气体接触，避免气体二次夹带液滴，提高气液分离效率。

上述说明仅为本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本实用新型的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型除雾组件的剖视结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

主要附图标记说明：

1-塔盘，2-导气筒，21-整流通道，22-封盖板，23-导流板，3-排气筒，31-缝隙，4-叶轮，41-转轴连杆，5-离心脱出器，51-旋转轴，52-轴承，6-集液筒，61-密封部，62-集液出口。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。

在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在所述元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。

在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。

实施例1

如图1至图3所示，本实用新型的除雾组件主要包括导气筒2、排气筒3、4以及离心脱出器5，排气筒3外部还可设置集液筒6。通过这些部件使得进入导气筒2的烟气在整个除雾组件的运行过程中实现多次气液分离，不仅可以大大提高气液分离效率，还能有效节约能耗。

进一步如图1-3所示，导气筒2固定安装在塔盘1上，导气筒2上部沿周向均匀开设条缝状的整流通道21(参考图1、图2)，轴向进入的烟气经整流通道21切向流出。具体地，导气筒2下端与塔盘1平齐或低于塔盘1一定的距离，导气筒2与塔盘1紧密固定连接。导气筒2可以为圆筒形，顶部设有封盖板22，封盖板22与导气筒2筒壁一体成型，用于拦截烟气并附着烟气中的雾滴。导气筒2的圆周管壁上设有若干个整流通道21，整流通道21是设在导流筒外壁有导流板23的若干条缝，各个整流通道流出气体旋转角度相同。本实施例的整流通道可以设置3～10个。优选而非限制性地，整流通道21的总截面积为导气筒2截面积的0.2～0.9倍，烟气通过整流通道可以改变气流方向，同时气流速度明显加快。整流通道21的条缝数量与导流板23的数量相同，导流板23的导流气体旋转角度一致，导流板23的优选角度为与该处的切线呈5～30°，这样的设计方式可以将导气筒中的轴向气流加速并改变为沿导气筒圆周的大致切线方向，形成进入排气筒3的螺旋上升的气流并驱动叶轮4旋转(参考图2)。

进一步如图1-3所示，排气筒3的下部套设在导气筒2外侧并接收来自导气筒2的烟气。具体地，排气筒3的直径可以设计为导气筒2直径的1.1～3倍，这样可以在排气筒3内壁与导气筒2之间布置叶轮4。排气筒3的上沿高于导气筒2的顶部，排气筒3的总高度可以设计为导气筒高度的2～6倍，这种设置方式可以在排气筒3上部预留出足够的空间布置离心脱出器5，使得烟气在离心脱出器5处实现最为充分的气液分离。排气筒3的上部筒壁、离心脱出器5的相应安装位置处设有缝隙31，缝隙31沿排气筒3均匀间隔布置(参考图3)，离心脱出器5从烟气中分离出的雾滴经汇聚后可通过缝隙31脱出。缝隙31的宽度优选为10～20mm；缝隙的高度为与离心脱出器5上下相齐。缝隙31的形状可以为长方形、正方形、椭圆形、三角形、梯形中的一种或多种形状的组合，数量可以设计为2～10条。

进一步如图1-3中所示，叶轮4设置在导气筒2外壁与排气筒3内壁之间，且位于整流通道21的相应位置处，大致切向流出的烟气可驱动叶轮4旋转。叶轮4的形状可以为矩形、椭圆形、圆形、梯形、三角形、半圆形中的一种或多种形状的组合。叶轮数量可以与整流通道21的数量相当，设置为3～9个。叶轮4通过转轴连杆41固定在旋转轴51上，大致切向流出的烟气驱动叶轮4旋转，进而带动旋转轴51旋转。

进一步如图1-3所示，离心脱出器5设置在排气筒3内且位于导气筒上方，离心脱出器5与叶轮4同轴旋转，在离心力的作用下可将捕捉到的烟气中的雾滴汇聚并脱出。具体地，离心脱出器5可以为沿旋转轴51分层、且均匀间隔布置的毛刷。离心脱出器5与叶轮4共用旋转轴51，旋转轴51两端分别安装在位于封盖板41顶部以及排气筒顶部的轴承52上，由于共轴设置，烟气驱动的叶轮4旋转就会带动离心脱出器5的旋转，因而无需使用外部动力，可有效节约外部能耗。离心脱出器5除了使用毛刷结构外，还可以使用树枝状、筛网状、波纹板状中的一种结构或多种结构的组合。离心脱出器5固定在旋转轴51上，每层的离心脱出器5可沿周向均匀间隔布置，相应的相邻层的离心脱出器5可交错布置，采用分层设置时，相邻两层间的距离可以为5～100mm。离心脱出器5也可采用螺旋排列的方式布置，能够最大限度地实现烟气中的雾滴捕捉即可。进一步地，优选而非限制性地，毛刷末端与排气筒3内壁接触，这样可以在毛刷旋转过程中对排气筒壁形成刮擦效应，使得在毛刷末端汇聚的雾滴从缝隙31脱出。

进一步如图1-3中所示，集液筒6为位于排气筒3外侧的环形空间，用于接收来自离心脱出器5汇聚的雾滴，环形空间顶部为密封状态。具体地，集液筒6的直径可以设计为比排气筒的直径大20～100mm。前述排气筒3上的缝隙31即为集液筒6的集液入口，离心脱出器5顶层的高度与集液入口上沿相齐，离心脱出器5底层的高度与集液入口的下沿相齐。集液筒6顶部的密封通过环形的密封部61实现，密封部61与集液筒6筒壁和排气筒3筒壁紧密连接，可以避免脱出雾滴的同时部分烟气进入集液筒6后上行。进一步地，集液筒6底部设有集液出口62，集液出口62与塔盘1设有一定的距离，该距离可以设计为10～100mm。

下面对本实用新型除雾组件的工作过程进行详细说明：

首先，夹带着雾滴的烟气从塔板下部空间自下而上进入导气筒2，在气体上升进入导气筒2的过程中，由于气体流通面积变小，在气体压力的作用下，流经导气筒的气速迅速提高，气体夹带的液滴相互撞击，部分小液滴聚集成大液滴，附着在在导气筒壁和导气筒封盖板22上，这些液滴不断变大，在重力的作用下从导气筒壁和封盖板上分离下来，实现第一次气液分离；

其次，未被分离的气体从导气筒2进入整流通道21，流通面积继续变小，流经整流通道的气体流速继续成倍增加，气体运动方向改为整流通道出口的方向即运动方向由导气筒的轴向方向改为切向方向，流经整流通道夹带液滴的气体运动的方向、速度都发生改变，导致液滴间相互撞击，液滴与整流通道内碰撞、集聚，不断被高速流经整流通道的气体带出并下落，完成第二次气液分离；

再次，夹带着液滴从整流通道出口沿切线方向高速流出的气体吹到叶轮4上，在惯性的作用下气体中的液滴与叶轮发生剧烈撞击，部分小液滴聚集成大液滴，实现了第三次气液分离，同时叶轮在高速气体的吹动下产生动力并旋转，气体流速越快，叶轮的转速越快，叶轮的旋转通过转轴连杆41带动离心脱出器5旋转；

最后，从整流通道吹出的气体与叶轮发生碰撞后，气体运动方向改为沿排气筒3螺旋向上，随着运动方向的改变及运动路线的增长，提高了小液滴相互碰撞的机会和形成大液滴的几率，同时由于气体在排气筒3内能量发生衰减，而且上升进入排气筒后流通面积变大，所以气体的流速变小，夹带液滴的气体在排气筒内螺旋上升的过程中增加了与旋转着的离心脱出器5的接触时间，上升的气体与毛刷状的离心脱出器不断接触，连续拦截改变路径，气体在毛刷状的离心脱出器中穿行，离心脱出器可由含有雾滴凝聚作用的材料制成，具有捕捉雾滴的能力，可以使更多的液滴附着在离心脱出器上被截留，随着离心脱出器的旋转，在离心力、重力和惯性的作用下，收集下来的液滴被汇聚到离心脱出器的末端，不断被甩到排气筒3的内壁上，离心脱出器末端与排气筒内壁充分接触，附着在排气筒内壁表面的液滴被旋转的离心脱出器刮到集液筒6的集液入口(也即排气筒3的缝隙31)，液滴进入集液入口汇集成水流，在重力作用下落到集液筒6底部，从集液筒出口62排出，进一步彻底地实现了气液分离(即第四次气液分离)，已经脱出液滴的气体从排气筒3顶部排出。

实施例2

本实施例的除雾器，包括实施例1中的除雾组件，在除雾器中可以使用一个或多个实施例1中的除雾组件进行除雾。进一步地，在离心脱出器5、集液筒6的上方均可设置冲洗系统(图中未示出)，可对除雾器进行冲洗，防止除雾器结垢。冲洗系统既可自动也可手动，冲洗周期既可定期也可根据需要进行冲洗。

采用本实施例的除雾器，例如，某电厂脱硫塔烟气量为950000Nm³/h，在本实施例的除雾器入口烟气中雾滴含量为16～20g/Nm³，经除雾器除雾后雾滴含量为＜0.3g/Nm³，除雾效率≥98％。再例如，某烟气脱硫塔烟气量360000Nm³/h，在本实施例的除雾器入口烟气中雾滴含量为13～19g/Nm³，经除雾器除雾后雾滴含量为＜0.25g/Nm³，除雾效率≥98％。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种除雾组件，其特征在于，包括：

导气筒，其固定安装在塔盘上，该导气筒上部沿周向均匀开设条缝状的整流通道，轴向进入的烟气经所述整流通道切向流出；

排气筒，其下部套设在所述导气筒外侧并接收来自所述导气筒的烟气；

叶轮，其设置在所述导气筒外壁与排气筒内壁之间，且位于所述整流通道的相应位置处，所述切向流出的烟气驱动叶轮旋转；

离心脱出器，其设置在所述排气筒内且位于所述导气筒上方，该离心脱出器与所述叶轮同轴旋转，在离心力的作用下将捕捉到的所述烟气中的雾滴汇聚并脱出。

2.根据权利要求1所述的除雾组件，其特征在于，所述离心脱出器为沿旋转轴分层、均匀间隔布置的毛刷。

3.根据权利要求2所述的除雾组件，其特征在于，所述毛刷末端与所述排气筒内壁接触，排气筒内壁的相应位置处设有用于排出雾滴的缝隙。

4.根据权利要求1所述的除雾组件，其特征在于，所述条缝状的整流通道外侧设有导流板，该导流板的设置角度为与整流通道壁面的切线方向呈5～30°。

5.根据权利要求1所述的除雾组件，其特征在于，所述整流通道的总截面积为导气筒截面积的0.2～0.9倍。

6.根据权利要求1所述的除雾组件，其特征在于，所述导气筒顶部设有封盖板，用于拦截烟气并附着烟气中的雾滴。

7.根据权利要求6所述的除雾组件，其特征在于，所述叶轮和离心脱出器共用的旋转轴两端分别安装在位于所述封盖板顶部以及所述排气筒顶部的轴承上。

8.根据权利要求7所述的除雾组件，其特征在于，所述叶轮通过转轴连杆固定在所述旋转轴上。

9.根据权利要求1所述的除雾组件，其特征在于，所述除雾组件还包括集液筒，该集液筒为位于所述排气筒外侧的环形空间，用于接收来自所述离心脱出器汇聚的雾滴，所述环形空间顶部为密封状态。

10.一种除雾器，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的除雾组件，所述除雾器中的除雾组件数量为多个。

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