CN219722377U - 一种团聚塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种团聚塔，包括竖直设置的筒体，在筒体的侧壁插设有入口管，入口管的出口端伸入筒体内并朝下设置。在筒体内且位于出口端的上方设有喷头朝下布置的化学团聚喷嘴，在筒体的顶部设有声波团聚器，在筒体的顶面设有烟气出口。本实用新型的团聚塔，采用化学团聚耦合声波团聚，两者协同处理，对烟气中的微细粉尘进行双重团聚，促使微细粉尘粒径增大，提高了团聚塔的团聚效率，为后续除尘器创造了有利条件。

Description

一种团聚塔

技术领域

本实用新型是关于烟气处理领域，尤其涉及一种团聚塔。

背景技术

由颗粒物的超量排放造成的大气污染在全世界各地都会造成极其严重的危害，尤其是雾霾等恶劣天气，会引起呼吸道疾病、尘肺病等。鉴于此，我们不断降低颗粒物的排放限值。纵观大部分的工业生产企业，如火力发电厂、钢铁厂、水泥厂等大部分都安装了除尘装置，但是对于这些常规的除尘设备而言，其对于大颗粒物，通常指粒径大于10μm的颗粒物，脱除效率很好，甚至可以达到99.99％左右，而对10μm以下的颗粒物，其脱除效率较差。

在最近的研究中，烟气预处理方法应运而生，即在除尘前通过一定的手段，将进入除尘器的烟气通过物理、化学等方法进行改造，从而提高除尘器的除尘效率。预处理的方法各种各样，总的原理是使得烟气中的细小粉尘颗粒团聚长大。

现有技术中有一种旋汇团聚塔及其团聚除尘方法(公开号为CN105771515A的发明专利)，包括塔体、喷淋层、旋流装置、导流管、灰斗等。其实施过程为：烟气经导流管被切向引入至塔体内，在塔体内旋转上升，上升过程中与上方喷淋层喷吹的团聚液进行混合，烟气继续上升至旋流装置，在旋流装置的作用下形成湍流状态，惯性离心力较大的颗粒粉尘及烟气中的水汽被甩向塔体内壁上，惯性离心力较小的气体则继续上升并由烟气出口排出塔体外。但是，该方案的团聚塔采用化学团聚方法促使颗粒物团聚，虽然可不止两层或多层喷淋，但由于方法的单一性，团聚效果并不会发生明显的提升；烟气从导流管切向进入塔内，容易引起烟气在塔内断面上分布不均，靠近塔壁的烟气和塔中心烟气与团聚液混合程度不一致，从而使团聚效果下降。

现有技术中还有一种湍流和化学团聚耦合细颗粒团聚装置(公开号为CN106512633A的发明专利)，包括滤尘系统、壳体、冲水系统等。其实施过程为：烟气由进口放大段进入，在扰流柱壁面后产生不同的速度梯度分区，达到颗粒的粒径分级目的；烟气继续流入雾化段与团聚液混合，携带有化学团聚剂的烟气进入涡片湍流段的微分区，进一步强化化学团聚剂在细颗粒表面的凝结；烟气出口段气体流速增加，进一步增加粗细颗粒间的碰撞。但是，该方案的装置内设置大量扰流和湍流装置，烟气经过装置的阻力较大；装置雾化段喷雾液滴粒径为20-80um，与细颗粒粉尘粒径相差较大，团聚只能以浸没团聚为主，团聚效率不高。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种团聚塔，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种团聚塔，能有效提高烟气中微细粉尘的团聚效率。

本实用新型的目的是这样实现的，一种团聚塔，包括竖直设置的筒体；在筒体的侧壁插设有入口管，入口管的出口端伸入筒体内并朝下设置；在筒体内且位于出口端的上方设有喷头朝下布置的化学团聚喷嘴，在筒体的顶部设有声波团聚器，在筒体的顶面设有烟气出口。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在入口管内且靠近出口端的位置设有喷头朝下布置的洗涤喷嘴。

在本实用新型的一较佳实施方式中，入口管上靠近出口端的位置具有扩径段，扩径段的内径由上向下逐渐增大，洗涤喷嘴位于扩径段的上方。

在本实用新型的一较佳实施方式中，入口管包括顺序连接的弯管、中心直管、扩径管和末端直管；弯管的端部插设固定在筒体上，化学团聚喷嘴设在中心直管的外壁与筒体的内壁之间，洗涤喷嘴设在中心直管内，扩径管构成扩径段，末端直管的底端构成出口端。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在出口端与筒体的内壁之间设有旋流器。

在本实用新型的一较佳实施方式中，旋流器包括同轴设置的外管和内管，在外管和内管之间轴向间隔设有多个旋流叶片，外管和内管分别与筒体和入口管连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，化学团聚喷嘴的数量为多个，并沿筒体的周向均匀间隔布置在筒体和入口管之间；声波团聚器的数量为多个，并沿筒体的周向均匀间隔布置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，筒体的底部内还设有排污机构。

在本实用新型的一较佳实施方式中，排污机构包括直径由上向下渐缩的集水斗，集水斗设在筒体内并位于出口端的下方。

在本实用新型的一较佳实施方式中，排污机构还包括排水管，排水管的第一端与集水斗的底端连接，其第二端穿过筒体的侧壁并伸出筒体的外部。

由上所述，本申请中的团聚塔，采用化学团聚耦合声波团聚，两者协同处理，对烟气中的微细粉尘进行双重团聚，促使微细粉尘粒径增大，提高了团聚塔的团聚效率，为后续除尘器创造了有利条件。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型提供的团聚塔的结构示意图。

图2：为图1中沿A-A的剖视图。

图3：为图1中沿B-B的剖视图。

图4：为图1中沿C-C的剖视图。

附图标号说明：

1、筒体；11、烟气出口；

2、入口管；21、弯管；22、中心直管；23、扩径管；24、末端直管；

3、洗涤喷嘴；

4、旋流器；

5、化学团聚喷嘴；

6、声波团聚器；

7、集水斗；

8、排水管。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1至图4所示，本申请提供一种团聚塔，包括竖直设置的筒体1，在筒体1的侧壁插设有入口管2，入口管2的出口端伸入筒体1内并朝下设置；在筒体1内且位于出口端的上方设有喷头朝下布置的化学团聚喷嘴5，在筒体1的顶部设有声波团聚器6，在筒体1的顶面设有烟气出口11。

整个团聚塔为立式结构，筒体1一般为圆筒形，为烟气流通的通道。入口管2的出口端一般伸入至筒体1的中心位置，以便烟气由入口管2进入后，由筒体1的中心开始向外扩散，烟气分布更均匀，有助于烟气中粉尘的团聚效果。该入口管2优选采用圆形管道，以保证入口管2内气流均匀分布。声波团聚器6是由一定数量可产生高强声场的喇叭组成，主要包括发生器、扩音喇叭和控制装置，安装时扩音喇叭伸入筒体1内，声波团聚器6的具体结构为现有结构，在此不再赘述。

使用时，含尘烟气由入口管2进入后竖直向下进入筒体1内，因烟气出口11位于塔顶，塔顶的负压使烟气向低压方向流动，进而入口管2流出的烟气流向改变，变为向上运动，化学团聚喷嘴5内的雾化气体将团聚溶液雾化成微米级雾滴，与向上运动的烟气充分混合团聚，之后烟气继续向上运动，筒体1顶部的声波团聚器6产生高强度声场，进一步促使这部分细微粉尘进行声波团聚，粒径变大。

由此，本申请中的团聚塔，采用化学团聚耦合声波团聚，两者协同处理，对烟气中的微细粉尘进行双重团聚，促使微细粉尘粒径增大，提高了团聚塔的团聚效率，为后续除尘器创造了有利条件。

在具体实现方式中，在入口管2内且靠近出口端的位置设有喷头朝下布置的洗涤喷嘴3。本实施例中洗涤喷嘴3的数量为一个，可采用单相大流量喷嘴，能对含尘烟气中的大颗粒粉尘进行初步洗涤，使团聚塔具有一定的除尘功能。

作为优选的，入口管2上靠近出口端的位置具有扩径段，扩径段的内径由上向下逐渐增大，洗涤喷嘴3位于扩径段的上方。扩径段的设置可使烟气的流速下降，更利于后续的团聚。

上述的入口管2为烟气入口通道，具体而言，参照图1，入口管2包括顺序连接的弯管21、中心直管22、扩径管23和末端直管24，弯管21的端部插设固定在筒体1上，化学团聚喷嘴5设在中心直管22的外壁与筒体1的内壁之间，洗涤喷嘴3设在中心直管22内，扩径管23构成扩径段，末端直管24的底端构成出口端。

进一步优选的，在出口端与筒体1的内壁之间设有旋流器4。入口管2末端(具体是在末端直管24和筒体1之间)设置旋流器4，烟气经旋流器4后在筒体1内壁和入口管2之间产生碰撞扰流，有利于与化学团聚液滴充分混合。

具体的，旋流器4包括同轴设置的外管和内管，在外管和内管之间轴向间隔设有多个旋流叶片，外管和内管分别与筒体1和入口管2连接。每个旋流叶片按照一定的角度倾斜布置，具体倾斜角度根据实际需要而定。

进一步的，上述化学团聚喷嘴5的数量可以为多个，并沿筒体1的周向均匀间隔布置在筒体1和入口管2之间；具体可通过相应的支架将化学团聚喷嘴5固定在中心直管22和筒体1之间，化学团聚喷嘴5例如可以采用双相喷嘴，团聚液被雾化至微米级，促使团聚液雾滴与粉尘同时进行分配团聚和浸没团聚。

上述声波团聚器6的数量可以为多个，并沿筒体1的周向均匀间隔布置。

进一步的，筒体1的底部内还设有排污机构，以便定期排污。

参照图1，排污机构包括直径由上向下渐缩的集水斗7以及排水管8，集水斗7设在筒体1内并位于出口端的下方，排水管8的第一端与集水斗7的底端连接，其第二端穿过筒体1的侧壁并伸出筒体1的外部。

集水斗7为锥形管结构，位于筒体1底部，其顶端固接于筒体1的内壁，其底端与排水管8固接，用于收集和存储含尘水，排水管8用于定期将集水斗7内的污水排出。

文中所提到的上下位置关系是针对图1中示出的上下方位，实际上是在入口管2的出口端沿烟气流向依次设置旋流器4、化学团聚喷嘴5和声波团聚器6。整个团聚塔的工作原理具体如下：

含尘烟气由入口管2被竖直向下导入筒体1内；

中心直管22内安装有洗涤喷嘴3，可以对含尘烟气进行初步洗涤，去除烟气中所含大粒径粉尘；烟气流向与洗涤喷嘴3的喷淋方向一致，可有效避免洗涤喷嘴3被大颗粒粉尘堵塞失效；洗涤喷嘴3的喷淋水量可以根据入口烟气温度进行调节，一般的当烟气温度高于80℃时需加大喷水量，将烟气出口11温度控制在60℃以下；

经过初步洗涤之后的烟气通过扩径管23之后烟气流速降低，同时烟气经末端直管24流出后烟气流向发生改变，由向下运动变为向上运动，所以烟气中的部分大颗粒粉尘和较大的含尘液滴在重力的作用下落入集水斗7内，被收集存储，并定期通过排水管8排出塔外；

烟气通过旋流器4之后向上运动，旋流器4由一定数量均布的叶片组成，烟气在旋流器4内流速提高，并在筒体1内壁和中心直管22外壁进行碰撞产生扰流；

化学团聚喷嘴5位于旋流器4上游，化学团聚喷嘴5内的雾化气体将团聚溶液雾化成微米级雾滴，与从旋流器4出来的烟气进行充分的混合团聚；控制化学团聚喷嘴5喷出的雾滴中位直径与粉尘平均粒径相当，本实施例中雾滴中位直径的典型值为10μm，小于等于粉尘粒径的团聚雾滴与微细粉尘进行分配团聚，大于粉尘粒径的团聚雾滴与微细粉尘进行浸没团聚；为了保证团聚剂与粉尘充分混合传质，烟气流速不能过高，一般的控制在5m/s以内；

经过第一次化学团聚的烟气继续向上运动，此时烟气中还存有部分未进行化学团聚的微细粉尘，当烟气运动至团聚塔上部区域之后，安装在筒体1顶部一定数量的声波团聚器6产生高强度声场，进一步促使这部分微细粉尘进行声波团聚，粒径变大；声波团聚区域的烟气流速需控制在较化学团聚区域更低，一般的在3m/s以内；

经过初级洗涤、化学团聚和声波团聚之后，烟气中所含大颗粒粉尘被洗涤下来，微细粉尘进行了充分的团聚长大，烟气中粉尘数量得以降低，可使10μm以下的微细粉尘降低60％以上，为后续湿式电除尘器的除尘创造有利条件。

整个团聚塔是一种对含微细粉尘湿烟气进行预处理的高效多功能团聚塔，采用化学团聚耦合声波团聚两种团聚方法，促使烟气中的微细粉尘团聚长大，提高团聚塔团聚效果；烟气入口管2内设置洗涤喷嘴3，根据烟气温度调节水量，初步去除烟气中的大颗粒粉尘；烟气进入化学团聚区域之前，通过设置的旋流器4在塔内壁和入口管2外壁之间产生扰动，有利于烟气在化学团聚区与团聚雾滴进行充分混合。通过设置的洗涤喷嘴3、旋流器4、化学团聚喷嘴5和声波团聚器6对烟气中的不同粒径粉尘进行捕集处理，尤其通过耦合化学团聚和声波团聚两种不同团聚方法，强化对微细粉尘的团聚效果，可以使10μm以下的微细粉尘降低60％以上。整个设备稳定可靠、阻力低、占地面积小，是高湿烟气实现超低排放的关键设备。

以上仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种团聚塔，其特征在于，包括竖直设置的筒体；

在所述筒体的侧壁插设有入口管，所述入口管的出口端伸入所述筒体内并朝下设置；在所述筒体内且位于所述出口端的上方设有喷头朝下布置的化学团聚喷嘴，在所述筒体的顶部设有声波团聚器，在所述筒体的顶面设有烟气出口。

2.如权利要求1所述的团聚塔，其特征在于，

在所述入口管内且靠近所述出口端的位置设有喷头朝下布置的洗涤喷嘴。

3.如权利要求2所述的团聚塔，其特征在于，

所述入口管上靠近所述出口端的位置具有扩径段，所述扩径段的内径由上向下逐渐增大，所述洗涤喷嘴位于所述扩径段的上方。

4.如权利要求3所述的团聚塔，其特征在于，

所述入口管包括顺序连接的弯管、中心直管、扩径管和末端直管；

所述弯管的端部插设固定在所述筒体上，所述化学团聚喷嘴设在所述中心直管的外壁与所述筒体的内壁之间，所述洗涤喷嘴设在所述中心直管内，所述扩径管构成所述扩径段，所述末端直管的底端构成所述出口端。

5.如权利要求1所述的团聚塔，其特征在于，

在所述出口端与所述筒体的内壁之间设有旋流器。

6.如权利要求5所述的团聚塔，其特征在于，

所述旋流器包括同轴设置的外管和内管，在所述外管和所述内管之间轴向间隔设有多个旋流叶片，所述外管和所述内管分别与所述筒体和所述入口管连接。

7.如权利要求1所述的团聚塔，其特征在于，

所述化学团聚喷嘴的数量为多个，并沿所述筒体的周向均匀间隔布置在所述筒体和所述入口管之间；

所述声波团聚器的数量为多个，并沿所述筒体的周向均匀间隔布置。

8.如权利要求1所述的团聚塔，其特征在于，

所述筒体的底部内还设有排污机构。

9.如权利要求8所述的团聚塔，其特征在于，

所述排污机构包括直径由上向下渐缩的集水斗，所述集水斗设在所述筒体内并位于所述出口端的下方。

10.如权利要求9所述的团聚塔，其特征在于，

所述排污机构还包括排水管，所述排水管的第一端与所述集水斗的底端连接，其第二端穿过所述筒体的侧壁并伸出所述筒体的外部。