CN2224651Y - 一种流体旋转式圆筒脱硫除尘器 - Google Patents

Abstract

一种流体旋转式圆筒脱硫除尘器，用于各炉烟或尾气湿法除尘或各种类型的脱硫，特别适用于大中小各炉同时高效脱硫并除尘；它包括水湿喷管(14)，旋道式进烟筒(11)，旋道式脱水排气出烟筒(12)，和装有水(2)的带旋板(3)的旋道式水浴脱硫除尘主体，它投料合理，水烟充分接触，利用了炉烟中的自然物并加入了类催化物多级的除尘也脱硫；它效高、低投、紧凑、省能省投料、便于操作维修，有利克服湿法二次污染和排气不易在空中扩散的不足，也可用于干法除尘、各专业性回收利用型脱硫和大型炉变尘脱硫除尘。

Description

一种流体旋转式圆筒脱硫除尘器

一种湿法带旋道的流体旋转式圆筒脱硫除尘装置，用于各种锅炉、熔炼冲天炉等除尘或者各类型湿法脱硫，特别适用于同时高效的脱硫并消烟除尘。

本装置出现之前干式旋转除尘装置很多，不少性能好的装置是重力惯性力和离心力的综合，但他们不能脱硫。现有经济有效地脱硫是水浴法，它包括喷淋式液膜式和带隔水板长槽式诸种，但是他们结构不紧凑，耗能多，效率不高，加料不合理。

本实用新型的目的是考虑到炉除尘必须脱硫(SO₂)的环保要求，从而吸收改进了已有技术以进一步设计出应用范围广，适应力强的省能高效除尘脱硫新机型。

本实用新型仍属水浴法的一种，引用了常见的大自然流体只要出现一个导流物，总是最易出现螺蜗流旋转的运动规律，提出了一种湿法的带旋道少水膜多水花雾的旋转流体圆筒脱硫除尘器，我们知道，从总体上讲，顺应流体运动规律或在流体运动过程中流线型圆弧过渡将减少阻力，这样必然能降低工作动力能耗。而喷淋式大量泵水，长槽式的水力撞击和边角效应，必然增加了能耗。本装置是欲在湿法水浴除尘脱硫各种场合下，也充分利用那种重力惯性力和离心力的综合性旋转式除尘原理以得到省能高效的最佳效果，从而提出了带水平蜗旋旋转通道的，中心出气，下部排尘，竖立粗圆筒和内部有搅龙的螺旋旋转的长圆筒二种主体机构，本设计还针对现有脱水排气机构效率低空间高度大，又把水看成灰，也采用了类似上述综合除尘的二种圆筒机构及其组合进行脱水排气，从而减少了其高度和占有空间；同时我们也进一步发现，将上述带水平旋道的粗圆筒除尘主体适当的安排旋道结构也完全能用于高效干法除尘。从机理上讲，水浴脱除硫等化合物的过程是其对水液等的溶解和一系列化学反应过程，它需要时间，最终与投料物，包括烟尘等有关物质化学反应中和，对于含硫量较大的专业式大中型炉，可用此装置脱硫并回收式的进一步生成有用物；对于现今大量的含硫量小的中小炉通常是最终中和生成含钙性等沉淀物，同灰一起排掉。本实用新型针对这种抛弃式的类型，还研究了其投料物的选择和对烟尘中有用碱性成分的利用；我们在炉烟入口靠内圆处设置了烟尘湿润的水湿喷管机构，此喷水量不必很大，远小于纯喷淋式，可视烟中含硫量大小而定，它有三个好处：一是此湿润用的是碱性工作水液，此时烟尘的脱硫工作就已经开始，将缩短水浴距离、时间；二是湿润的尘粒加重了比重，也促使了微尘粒的聚集，有利于旋转液中综合性除尘，它进入到旋转水浴中后有立即除尘的良好效果；三是它也有利于充分利用烟尘中能中和反应的碱性物，使它们提前溶在水中进一步参与脱硫反应，并且此时炉烟物还增加了石灰反应的比表面积，因而增强了综合反应。我们注意到常规石灰法所产生的CaSO₃和Ca(HSO₃)₂有生垢易产生二次污染，不易脱水运排尘的缺点，廉价的铁离子及其氧化物等在水液中有催化生H₂SO₄及其CaSO₄等化合物、无二次污染不起垢和直接参与中和脱硫反应的作用，并且它们能对水中悬浮物和焦油，吸附混凝一同沉降到水底排除。类似的能加速中和反应的还有：含铝、镁、锰、锌诸物及氯化钙等，特别是铝及其生成物除了混凝浮物，还有高度溶解SO₂的能力，我们对此类物质叫类催化物，们们都加速脱硫和除尘效果。我们还对供水进行磁化，用以再增加水溶解SO₂和排灰解垢能力。本实用新型还引用了一种梳水板条技术，此技术是把一块长方板的一端作成梳子形状的长条齿，板的另一头顺应水流倾斜的固在流水膜的底板上，这样，在流动中便使水膜变成水花雾沫，使水烟充分溶触，更有效脱硫；该技术可用在任何有水膜流动的场合，特别是使那些旋转的离心水膜，很容易变为水花。解决了老式旋转离心水膜式除尘时脱硫率不高的问题。

本技术方案还将结合实施例进一步描述派生和各方面应用论述并总结其效果及优越性。本说明结合实施例共4个附图，标号名细如下：图1：1)粗筒型排灰机构；2)粗筒内水液；3)蜗状旋板；4)粗圆筒；5)挡水板；6)粗筒内工作水位；7)通道空间；8)通道出口；9)粗筒型梳水板条；10)导流塔延板；11)环筒状进烟筒；12)粗筒型脱水排气筒；13)排气口；14)粗筒型水湿喷管；15)通道进口；16)炉烟入口。图(2)：20)长筒型排灰机构；21)长筒型储灰槽；22)漏灰洞；23)长筒内工作水位；24)长筒型水湿喷管；25)长筒型进烟筒；26)长筒型梳水板条；27)旋片；28)长圆筒；29)长筒型脱水排气筒。图(3)：31)连水送料管；32)加水槽；33)水湿管出口；34)水槽水位；35)投料篮斗；36)磁化器；37)水位控制器。图(4)：40)干式通道进烟口；41)干式旋出口；42)干式出烟筒；43)导流旋板片；44)间隔；45)干式外筒。

图1是一种带旋道竖立粗圆筒脱硫除尘装置的实施例原理剖面示意图，它包括加水投料、水湿进烟、水浴除尘主体、脱水排气和排灰各机构，从外型上看它是一个形像竖立的粗圆筒(4)，粗圆筒上部的中央是粗筒型脱水排气筒(12)，它与粗圆筒间形成的环状外筒是环筒状进烟筒(11)，粗圆筒的中下部则是带旋道的水浴除尘主体，它下部有水液，上部备有一定的通道空间(7)，其间从外圆到中心悬挂有上部密封的能形成蜗旋通道的插进水中的蜗状旋板(3)，其相应通道进口(15)设置在外圆部，它的下端切线式倾斜并带有导向的板栅孔，其通道出口(8)在粗圆筒中央、向上通向脱水排气筒的下侧部，在通道内横向置有阻梳水条和上部封闭的倾斜式挡水板(5)，主体下部为斜漏斗状储灰层，再下端是粗筒型排灰机构(1)，粗圆筒外圆上方是圆形切线式进入的炉烟入口(16)，接着进入带有漏孔和部分梳水条的导流塔延板(10)和固定在下外缘处的粗筒型梳水板条(9)的环筒状进烟筒(11)，此进烟筒的上方靠近炉烟入口处设有开小孔的粗筒型水湿喷管(14)，该进烟道内因旋转、梳水板条和板式塔孔等作用，形成水沫水泡破水膜式水花雾，使水与烟尘充分湿溶，一部分离心尘粒还通过下端外圆处的辅助管流入下面的水底。进烟筒最下部是通向主体使水液旋转并喷花的螺旋通道进口(15)，烟气进到此口后，水浴便正式开始，烟冲向水，形成水花水膜和水雾，烟尘与水液充分混溶，接着烟尘带水在蜗旋通道内旋转，带动下面的水也在旋转，尘粒很快落到粗圆筒下部的外圆处，当旋转的烟流每遇到档板等障碍物时，再次形成烟水混和的水花水雾等，达到水浴脱硫的目的，最后净化了烟气经通道出口(8)进入到粗筒型脱水排气筒(12)脱水，再由其上端中央的排气口(13)排除，最终排到烟筒大气中。烟气的水浴旋转所路经蜗旋通道的这段路程是脱硫除尘的重要环节，从水浴路程和能耗阻力考虑，其筒内对应的通道，包括进口、出口可设计为多个，一般为1至8个，并可设计为多层蜗旋，一般为2至5层，其工作水位也应以通道为基准，它应在挡水板(5)下端处，再下部为蜗状旋板(3)的下端面，为了工艺和效果其旋板在适当位置也可错脱开连接，此应以保留水花在道内运转为目的。

图2为内部有搅龙的烟液螺旋旋进的长圆筒型脱硫除尘装置实施原理剖面示意图，它可长可短，可大可小，可多个并联用于大型炉，它包括加水投料，水湿进烟，水浴除尘主体，脱水排气和排灰各机构。它的主体是一个形像的平行长圆筒(28)，下部连接长筒型储灰槽(21)和长筒型排灰机构(20)，其长圆筒是包围在带有等螺距或变螺距、空心或实轴的搅龙式旋片(27)上，使圆筒内形成沿轴向旋进的旋道式螺旋孔，在其孔的下部的圆筒壁上开有与下方储灰槽相连的漏灰洞(22)及相应百页板，槽中装有水液，其长筒内工作水位(23)应设置在搅龙轴下端之上，并且在对应轴截面每个螺孔的轴下部开有能储水气的小洞槽，在其螺孔的上侧壁轴向的固有能使水膜变为水花雾的长筒型梳水板条(26)，这样以来，烟尘伴水在螺旋孔中已经不是纯水膜旋转而是几次破水膜水花雾式的作螺旋旋转，从而充分湿式脱硫并重惯力离心力除尘，它的前后部是类似主体的长筒搅龙式长筒型进烟筒(25)和长筒型脱水排气筒(29)，其进烟筒的上方设有长筒型水湿喷管(24)。

图1和图2装置占有空间场地的方式是不一样的，但他们的工作原理，基本设备程式都大致一样，其制作材料可用钢板内涂防腐层、铝、玻璃钢、陶瓷等，下面将分别介绍它们的加水投料和脱水排气诸机构。

图3是新设计的加水投料装置的结构示意图，如前面所述，本脱硫投料首先是利用了炉烟中的有用物质，又增加了部分廉价的类催化物，有时不加或少加常规石灰等也可达标脱硫。其外界供水可以是自然水，予粗除尘浸泡水，炉渣过滤和锅炉排污水等废碱水或回收式脱硫再生水，经过磁化器(36)水位控制器(37)将水送入到加水槽(32)一侧的上方，在槽另一侧壁中部开有水湿管出口(33)，其中间放有多孔的投料篮斗(35)，投料可以由篮斗加入，它可以通过震撞自溶使其混溶在水中，它首先根据相应炉烟的统计性成分、PH值、含硫浓度等定量定出包括常规脱硫石灰等和类催化物，这些物质的水浴物一部分在除尘运转开始前由下部的连水送料管引送到水浴槽中，另一部分在运转中由水湿管出口送到进烟口处开有小孔的水湿喷管喷出，加速了水浴脱硫除尘的能力。若不能被水湿管带走的料渣也可以通过下部粗的连水送料管(31)引投到水浴槽桶的中下方托板上，再进行综合化合。

高效的脱水排气机构也是提高水浴脱硫除尘性能、减少占空比的关键，本设计是利用水与灰一样比烟气重，仍用上述的粗圆筒和长圆筒二种类似的机构及其加减等组合，进行综合性旋转脱水，其效果很好，并有进一步除尘脱硫作用。应说明的是此处带搅龙的长圆筒应竖立或有角度的上行旋进放置、带水烟气从下端进入、其内的搅龙旋片外端应下斜成锥伞形，即在纵轴截面投影的形状为顶向上锥伞形螺旋，这样水和残余尘粒被置于伞面下方的外缘处而被脱去，此长圆筒有角度钭放时，其钭放角度大于锥形角时，应在每个伞形孔最下端开有与储水槽相连的漏水灰管；而螺旋孔式搅龙长圆筒也可作为进烟机构，先充分水湿烟尘，并用它进行予除尘脱硫，此时搅龙螺孔长圆筒应下行竖效，也可有角度的钭放，当喷水量大时，为使烟水充分溶触，变水膜为水沫及水花雾，在螺孔外侧下方孔壁也可轴向的固有梳水板条，在其搅龙旋片上也可部分加有梳水条和漏水小洞；另外为了减低压力损失及工艺和效果，上下行二种搅龙旋片也可以类风扇叶片式单孔或多孔的有间隔间断地错税开连接。

对于竖立粗圆筒脱水机构主体也类似已述过的带水平旋道的粗圆筒结构，其下部是空间，中上部特征是：烟气首先进入在外圆处设置的1至8个干式通道进烟口，图四为四入口非水浴粗圆筒除水(尘)器的水平旋道平面示意图，它有一个竖立的粗圆的干式外筒(45)，其外圆处各进烟通道以圆弧切线式的从于式通道进烟口(40)进入，以使烟气在粗筒中旋转，为了减少压力损失和不断旋转除尘也使净化了的烟气旋向中心排离，其中间部分间隔断续的置有圆弧形导流旋板片(43)，各旋板片间留有间隔(44)，其中心的中央部分是带有多道蜗旋板并通向干式出烟筒(42)的于式旋出口(41)；烟气将在此粗筒上下整个空间旋转，在下部则是重力离心除水除尘空间。此粗筒机构也可单独用于干式除尘，其效果也很好，由于加了导流旋道，它克服了那种内筒排气外筒切入式旋风除尘器的内外筒易风短路，流速受局限，管经不易大的缺点，它也可用作上述湿法粗圆筒的螺旋通道，所以应列为本实用新形除尘主体来对待。

另外，图一的粗圆筒，其进烟和出烟排气都在上方紧靠，可用导热板相间，直接互相进行温度交换，使高温的进烟降温，又使湿法降了温的排烟气再升温；这样降了温的进烟更利于脱硫，升了温的排烟又克服了因湿法降温而使排烟烟筒冒白烟不易向空中扩散的不足。这对于图二的长圆筒，其进烟和排烟端，也可在上方二端头，使其紧靠；包括图一的粗圆筒装置，其高温进烟可用导热的密封管板直接插进到脱水排气筒的出烟排气处，其换热的管板也可兼作脱水装置的一部分。

总的来讲，上述二种带旋道的粗筒和长筒水浴式脱硫除尘装置，从总体上讲他们顺应了流体自然旋转运动规律，具体运转中水烟能破水膜的充分溶触，除了旋转水浴主除尘外，进烟筒和脱水排气筒机构也有脱硫除尘作用，又可利用了炉的烟尘和锅炉排污水等碱性水溶物脱硫，并加入了类催化物，因此实施中脱硫除尘效率高，结构紧凑，便于操作维修、压力损失小、省能省投料，可适应高浓度脱硫除尘。并有利克服其他湿法不能克服的二次污染和在空中排烟不易扩散的不足，它们可高效地用于多种型式的脱硫或除尘：首先按上述用于抛弃型脱硫消烟除尘或纯抛弃型专业脱硫，也可脱氮炭等氧化物；也可单纯用于除尘；当部分按图四等更改其内部结构，它们将是类多级干式高效除尘器；它们也可用于加石灰石等(炉前或炉后)干式脱硫后，再进一步湿法除尘，此时既高效除尘，又可少加或不加投料的进一步彻底脱硫；当适当更换脱硫物并附加其他工艺装置后，它们将最佳用于专业性大中型炉等非抛弃型回收利用型脱硫装置。为了进一步高效，还可以在脱水排气筒机构的下半部中央处再增加喷液的喷水管，可在进烟道上方用文丘量管或板孔式诸紊流节流型喷射管置换水湿喷管，这实际是说明本结构还能够再牺牲一部分能耗压力降进一步换取更高效，这对于某些专门用于极高效率脱硫是必要的。它们除了单独使用外，包括粗圆筒式于式予除尘，它们也可以整体上或局部上串并联使用，当配用带调速形液力偶合器等变速风机，可用于大形炉变尘脱硫除尘。实际应用中需要除尘的现场允许空间总是以炉体主体情况而被限定，因此适当的选用和组合，将会得到最满意的效果。

Claims (9)

1.一种流体旋转式圆筒脱硫除尘器，用于各种炉消烟除尘或各类型脱硫，特别适用于其同时消烟脱硫除尘，它包括加水投料、水湿进烟、水浴除尘主体、脱水排气和排灰各机构；其特征在于：外观看，它是一个竖立的粗圆筒(4)，粗筒上部中央是粗筒型脱水排气筒(12)，它与粗圆筒间形成的环状外筒是环筒状进烟筒(11)，粗筒中下部则是水浴除尘主体，它下部有水液，上部留有一定的通道空间(7)，其空间从外圆到中心悬挂有上部密封的能形成蜗旋通道并深入水中的蜗状旋板(3)，其相应的通道进口(15)设置在外圆部，其通道出口(8)在粗圆筒中央，向上通向脱水排气筒的下侧部，在通道内横向置有上部封闭的斜挡水板(5)，主体下部为斜漏斗状储灰层，再下端是粗筒型排灰机构(1)，粗筒外圆上方是切线式进入的炉烟入口(16)，接着进入带有导流塔延板(10)和固定在外缘处的粗筒型梳水板条(9)的环筒状进烟筒(11)，此进烟环筒上方靠近内圆的炉烟入口处有开孔喷水的粗筒型水湿喷管(14)，进烟筒的最下部是通向主体螺旋通道进口(15)，此后烟气经水浴除尘主体、脱水排气筒，再由粗筒中央上端的排气口(13)排除。

2.按权利要求1所述的除尘器，其特征在于它的除尘主体是一个内部带有旋道的水平长圆筒(28)，下部连接长筒型储灰槽(21)和长筒型排灰机构(20)，其长圆筒是包围在带有等螺距或变螺距、空心或实轴的搅龙式旋片(27)上，使圆筒内形成沿轴向旋进的旋道式螺旋孔，在其孔的下部的圆筒壁上开有与下方储灰槽相连的漏灰洞(22)，槽内装有水液，其长筒内二作水位(23)设在搅龙轴下端之上，对应每个孔的轴下部开有小洞槽，在其每个孔上侧壁轴向的固有长筒型梳水板条(26)，连接主体的前后部是类似主体长筒搅龙式的长筒型进烟筒(25)和长筒型脱水排气筒(29)，进烟筒的上方设有长筒型水湿喷管(24)。

3.按权利要求1所述的除尘器，其特征在于：它的脱水排气或除尘主体机构可以是一个竖立的粗圆的干式外筒(45)，对应于筒内中上方，有1至8个于式通道进烟口(40)设在外圆处，其中间部位间断断续的置有圆弧形导流旋板片(43)，各旋板片间留有间隔(44)，其中心的中央部位是带有多道蜗旋板并通向于式出烟筒(42)的干式旋出口(41)，对于粗筒下部则是重力离心除水除尘的空间。

4.按权利要求1所述的除尘器，其特征在于：主体中的蜗旋通道可为多个，包括出口，进口一般为1至8个，并可设计为多层蜗旋，一般为2至5层，其工作水位也以通道为基准，它应在挡水板(5)下端处，再下部是通道蜗状旋板(3)的下端面。

5.按权利要求1或2所述的除尘器，其特征在于：它的加水投料首先利用炉烟的统计成份，pH值及含硫度定量定出包括常规脱硫石灰等和所谓类催化物，此类催化物是含铁铝锰锌镁及氯化钙诸物，其外界供水经过磁化器(36)，水位控制器(37)将水送入加水槽(32)一侧的上方，在槽另一侧壁中部开有水湿管出口(33)，其中间放有多孔的投料篮斗(35)，下底部开有连水送料管(31)。

6.按权利要求5所述的除尘器，其特征在于：其进烟机构和脱水排气机构都可以是一个相似权力要求2所述带有搅龙旋道式螺旋孔的圆筒，其进烟筒是下行竖立或斜放，在进烟筒螺孔的外侧下方也可放有梳水板条，其搅龙旋片上也可部分加有梳水条和漏水小洞，脱水排气筒则是上行竖立或斜放设置，其上下行二种搅龙各旋片可间断地错脱开连接，对于脱水排气，也可以是按权力要求3所述的竖立的带导流旋板片的内旋粗圆筒机构，或者与上述上行的带搅龙旋孔的圆筒诸相组合。

7.按权利要求5所述的除尘器，其特征在于：在进烟筒上端可用导热的密封散热管板直接插进到排气筒中的出烟排气口处，并兼作脱水用。

8.按权利要求5所述的除尘器，其特征在于：可在脱水排气筒的下半部加有喷液的喷水管，在进烟筒烟道上部用文丘里管或板孔式诸紊流节流型喷射管置换其上的水湿喷管。

9.按权利要求1或2或3的除尘器，其特征在于：他们的整体或局部也可串并联使用，配用带调速型液力偶合器等变速风机，用于大型炉变尘脱硫除尘。

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