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一種濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置的制作方法

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一種濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置的制作方法

本實(shí)用新型屬于除塵環(huán)境保護(hù)研究領(lǐng)域,具體涉及一種濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置。



背景技術(shù):

煤燃燒產(chǎn)生的SO2和可吸入顆粒物污染是我國(guó)大氣環(huán)境的主要污染。目前,在濕法脫硫工藝前均裝有除塵裝置,如電除塵、機(jī)械除塵及布袋除塵等,這些除塵裝置能有效去除大部分大粒徑顆粒物和部分微細(xì)粒徑顆粒物,而對(duì)PM2.5等細(xì)微顆粒脫除效率非常低且隨粒徑減小脫除效率顯著下降。此外,濕法煙氣脫硫除塵一般是水霧噴淋或水幕過(guò)濾方式,因煙氣與水霧交叉重疊過(guò)程短,接觸面積小,除塵效果受到影響。在脫硫過(guò)程中由于氣液的強(qiáng)烈接觸、氣液夾帶作用及多相反應(yīng)的結(jié)晶析出作用,導(dǎo)致脫硫產(chǎn)物隨脫硫煙氣排出,使得煙氣在脫硫后細(xì)顆粒的排放濃度反而升高。有研究表明,在安裝有石灰石/石膏法脫硫系統(tǒng)的燃煤電廠煙氣出口的細(xì)顆粒大多為PM2.5,除飛灰外,還有石膏、石灰石等組分。近年,隨著霧霾天氣的頻發(fā),PM2.5污染對(duì)人們的健康和日常生活造成嚴(yán)重的影響,因此加強(qiáng)細(xì)顆粒物的控制和開發(fā)高效節(jié)能的PM脫除技術(shù)已迫在眉睫。

本實(shí)用新型有效運(yùn)用旋流分離筒、液膜控塵和凈化裝置、環(huán)形噴霧器、旋流板洗滌板、高效脫除細(xì)微顆粒物,具有占地面積小、工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、吸收劑利用率高,洗滌液能夠做到全封閉循環(huán),沒(méi)有廢液排放,耗水量很少,系統(tǒng)阻力小,運(yùn)行工況適應(yīng)力強(qiáng),且運(yùn)行穩(wěn)定可靠,還滿足低溫電除塵器的運(yùn)行條件,能夠達(dá)到較高的煙氣凈化效果。煙氣凈化后沒(méi)有夾霧帶水現(xiàn)象,設(shè)備材質(zhì)具有耐腐蝕性、耐磨、耐高溫的性能,運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便、使用壽命長(zhǎng)。除塵的同時(shí)兼有脫除氣態(tài)污染物的作用,特別適用于生產(chǎn)工藝本身具有水處理設(shè)備的場(chǎng)合。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有的濕法煙氣脫硫除塵工藝煙氣含有大量霧沫液滴,細(xì)顆粒脫除困難,工藝復(fù)雜,旋流板結(jié)垢堵塞、所需能耗高等問(wèn)題提供一種濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置,實(shí)現(xiàn)用噴霧降塵、旋流板洗滌、液膜控塵和吸附使旋流分離裝置能高效脫除細(xì)微顆粒物,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。除塵機(jī)理主要有團(tuán)聚沉積、液滴洗滌、液滴沉降、液滴吸附、液膜控塵和吸附以及布朗擴(kuò)散、攔截、慣性碰撞、壁面擴(kuò)散和重力沉降、旋流分離等機(jī)制。在煙氣排放至大氣中之前,對(duì)煙氣進(jìn)行深度凈化,對(duì)煙氣中微細(xì)顆粒物、微小液滴進(jìn)行脫除,進(jìn)一步降低排放到大氣環(huán)境中的污染物濃度。采用PM濃度測(cè)量?jī)x和控制信號(hào)傳感器,實(shí)現(xiàn)對(duì)液體流量的自動(dòng)調(diào)節(jié),滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),增強(qiáng)節(jié)能效益。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置包括旋流筒、若干組噴霧洗滌機(jī)構(gòu)、除霧器、變頻水泵和集液池;

所述旋流筒的筒體下端設(shè)有集液池和排液口,在集液池上部的筒體切向設(shè)置矩形煙氣進(jìn)口,旋流筒的筒體上端部設(shè)有煙氣出口;

所述噴霧洗滌機(jī)構(gòu)包括旋流洗滌板、噴霧器和噴射液膜噴頭,所述旋流洗滌板、噴霧器和噴射液膜噴頭從下到上依次固定安裝在旋流筒的筒體內(nèi)腔;

所述除霧器安裝在旋流筒的筒體內(nèi)腔上部且位于煙氣出口下方;

所述變頻水泵的出水口通過(guò)管道分別與噴射液膜噴頭的進(jìn)水口和噴霧器連接。

上述方案中,還包括PM濃度測(cè)量?jī)x和控制信號(hào)傳感器;

所述PM濃度測(cè)量?jī)x與控制信號(hào)傳感器的一端電連接,且PM濃度測(cè)量?jī)x的探頭分別設(shè)置在煙氣進(jìn)口和煙氣出口;所述控制信號(hào)傳感器的另一端與所述變頻水泵電連接;

所述控制信號(hào)傳感器根據(jù)PM濃度測(cè)量?jī)x提供的顆粒物濃度信號(hào),調(diào)節(jié)變頻水泵的流量。

上述方案中,還包括過(guò)濾器;所述過(guò)濾器設(shè)置在集液池的排液口與變頻水泵之間的連接的管道上。

上述方案中,所述噴射液膜噴頭包括螺紋直管、外螺紋桿、內(nèi)螺紋支撐環(huán)和內(nèi)螺紋擋液板;所述螺紋直管通過(guò)螺紋與供液管路連接,螺紋直管內(nèi)設(shè)置內(nèi)螺紋支撐環(huán),內(nèi)螺紋支撐環(huán)軸線上連有外螺紋桿,在螺紋直管端部設(shè)有中心帶有內(nèi)螺紋擋液板,內(nèi)螺紋擋液板與軸心線上外螺紋桿連接,通過(guò)螺紋調(diào)節(jié)內(nèi)螺紋擋液板與螺紋直管端部的間隙。

上述方案中,所述旋流洗滌板包括盲板和多個(gè)旋流葉片;所述旋流葉片的一端分別安裝在盲板的圓周上。

上述方案中,所述噴霧器為環(huán)形噴霧器;所述環(huán)形噴霧器連接多個(gè)噴嘴。

進(jìn)一步的,所述噴嘴為螺旋噴嘴。

上述方案中,所述變頻水泵與噴射液膜噴頭的進(jìn)水口和噴霧器連接的管道上分別安裝有控制閥。

上述方案中,所述變頻水泵與最頂層噴射液膜噴頭的進(jìn)水口連接的管道上設(shè)有壓力表。

上述方案中,所述除霧器采用旋流板除霧器或絲網(wǎng)除霧器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果是:

1.本實(shí)用新型工藝簡(jiǎn)單,旋流筒內(nèi)煙氣呈旋流狀上升,延長(zhǎng)了在筒內(nèi)流動(dòng)的路徑和時(shí)間,帶水煙氣在筒內(nèi)相互作用,大大提高了被水霧捕捉概率;噴射液膜一方面使顆粒物與水膜碰撞反彈,延長(zhǎng)了顆粒物在旋流筒內(nèi)停留時(shí)間;另一方面,懸浮液膜與筒體內(nèi)壁撞擊產(chǎn)生液滴和壁面液膜,液滴反彈到筒體內(nèi)捕捉細(xì)微顆粒,部分液滴受重力作用沉降,部分液滴在離心力作用下甩向壁面,并被壁面液膜潤(rùn)濕捕集。

2.在懸浮液膜形成的封閉體內(nèi)設(shè)置環(huán)形噴霧器和旋流洗滌板,噴霧產(chǎn)生的霧滴和液膜噴頭產(chǎn)生的液滴與旋流葉片接觸產(chǎn)生液膜,利用液體碰撞、粘附、凝聚的原理,在旋流板葉片上形成液膜,當(dāng)含塵氣流經(jīng)過(guò)旋流葉片時(shí)可與液膜再次作用,進(jìn)一步提高凈化效率;當(dāng)噴液量較大時(shí),在旋流板上形成液池,含塵氣流經(jīng)過(guò)旋流板后進(jìn)入旋流洗滌池,形成大量氣泡,氣泡夾帶顆粒物與洗滌液充分作用,進(jìn)一步提高凈化效率。

3.通過(guò)多種捕集機(jī)制使得不同粒徑的顆粒物和液滴都能被有效捕集,能夠在煙氣排放至大氣前得到深度的凈化,進(jìn)一步保證煙氣排放的質(zhì)量。只需對(duì)現(xiàn)有的脫硫除塵裝置進(jìn)行簡(jiǎn)單改造,在濕法煙氣脫硫洗滌裝置內(nèi)設(shè)置液膜噴頭裝置,在液膜封閉體內(nèi)安裝高效噴霧裝置即可實(shí)現(xiàn)細(xì)微顆粒的高效脫除;本實(shí)用新型可有效控制濕法煙氣脫硫細(xì)顆粒和霧滴的排放,可廣泛應(yīng)用于安裝有濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的領(lǐng)域,投資運(yùn)行費(fèi)用低。

4.本實(shí)用新型適用于中小型鍋爐和相當(dāng)容量工業(yè)窯爐、垃圾焚燒爐的煙氣除塵脫硫和其他有毒有害氣體的一體化凈化裝置。占地面積小,洗滌液能夠做到全封閉循環(huán),沒(méi)有廢液排放,耗水量很少、系統(tǒng)阻力小,運(yùn)行工況適應(yīng)力強(qiáng),還滿足低溫電除塵器的運(yùn)行條件,能夠達(dá)到較高的煙氣凈化效果。煙氣凈化后沒(méi)有夾霧帶水現(xiàn)象,設(shè)備材質(zhì)具有耐腐蝕性、耐磨、耐高溫的性能,使用壽命長(zhǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的噴射液膜噴頭結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施方式的旋流洗滌板機(jī)構(gòu)示意圖。

圖中:1.煙氣進(jìn)口;2.集液池;3.過(guò)濾器;4.變頻水泵;5.旋流洗滌板;501.盲板;502.旋流葉片;6.噴嘴;7.噴霧器;8.噴射液膜噴頭;801.帶螺紋直管;802.外螺紋桿;803.內(nèi)螺紋支撐環(huán);804.內(nèi)螺紋擋液板;9.除霧器;10.控制閥;11.壓力表;12.煙氣出口;13.PM濃度測(cè)量?jī)x;14.控制信號(hào)傳感器;15.旋流筒。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。

圖1所示為本實(shí)用新型所述濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置的一種實(shí)施方式,所述濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置,包括旋流筒15、若干組噴霧洗滌機(jī)構(gòu)、除霧器9、過(guò)濾器3、變頻水泵4、集液池2、PM濃度測(cè)量?jī)x13和控制信號(hào)傳感器14。

所述旋流筒15的筒體下端設(shè)有集液池2和排液口,在集液池2上部的筒體切向設(shè)置矩形煙氣進(jìn)口1,煙氣進(jìn)口1與引風(fēng)機(jī)連接。所述旋流筒15的筒體上端部設(shè)有煙氣出口12。所述噴霧洗滌機(jī)構(gòu)包括旋流洗滌板5、噴霧器7和噴射液膜噴頭8,所述旋流洗滌板5、噴霧器7和噴射液膜噴頭8從下到上依次固定安裝在旋流筒15的筒體內(nèi)腔。所述除霧器9安裝在旋流筒15的筒體內(nèi)腔上部且位于煙氣出口12下方;所述變頻水泵4的出水口通過(guò)管道分別與噴射液膜噴頭8的進(jìn)水口和噴霧器7連接。所述變頻水泵4為變頻污變頻水泵。所述過(guò)濾器3設(shè)置在集液池2的排液口與變頻水泵4之間的連接的管道上。廢液經(jīng)集液池2的排液口由污變頻水泵4抽至過(guò)濾器3過(guò)濾后,再輸送至噴射液膜噴頭8和噴霧器7循環(huán)使用。所述除霧器9采用旋流板除霧器或絲網(wǎng)除霧器,能進(jìn)一步脫除細(xì)微顆粒物,且保證煙氣凈化后沒(méi)有夾霧帶水現(xiàn)象。

所述PM濃度測(cè)量?jī)x13與控制信號(hào)傳感器14的一端電連接,且PM濃度測(cè)量?jī)x13的探頭分別設(shè)置在煙氣進(jìn)口1和煙氣出口12;所述控制信號(hào)傳感器14的另一端與所述變頻水泵4電連接;所述控制信號(hào)傳感器14根據(jù)PM濃度測(cè)量?jī)x13提供的顆粒物濃度信號(hào),調(diào)節(jié)變頻水泵4的變頻器,實(shí)現(xiàn)對(duì)液體流量的自動(dòng)調(diào)節(jié),隨顆粒物濃度的降低,減小噴液量,滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),增強(qiáng)節(jié)能效益。

如圖2所示,所述噴射液膜噴頭8包括螺紋直管801、外螺紋桿802、內(nèi)螺紋支撐環(huán)803和內(nèi)螺紋擋液板804;所述螺紋直管801通過(guò)螺紋與供液管路連接,螺紋直管801內(nèi)設(shè)置內(nèi)螺紋支撐環(huán)803,內(nèi)螺紋支撐環(huán)803軸線上連有外螺紋桿802,在螺紋直管801端部設(shè)有中心帶有內(nèi)螺紋擋液板804,內(nèi)螺紋擋液板804與軸心線上外螺紋桿802連接,通過(guò)螺紋調(diào)節(jié)內(nèi)螺紋擋液板804與螺紋直管801端部的間隙。

如圖3所示,所述旋流洗滌板5包括盲板501和多個(gè)旋流葉片502;所述旋流葉片502的一端分別安裝在盲板501的圓周上。

旋流洗滌板5,通過(guò)設(shè)計(jì)旋流葉片502的葉片角和葉片數(shù),經(jīng)試驗(yàn)分析,葉片角為15度左右,葉片數(shù)為16時(shí),使洗滌液在旋流板上均勻分布,使旋流洗滌達(dá)到最佳除塵效果。在旋流筒15內(nèi)安裝一級(jí)或多級(jí)旋流洗滌板5,煙氣在筒內(nèi)旋流板葉片的導(dǎo)向作用下與除塵水或堿液接觸,含塵氣體經(jīng)多次撞擊表面附有流動(dòng)液膜的旋流葉片和旋流板上部洗滌池后,細(xì)微顆粒物被捕集液潤(rùn)濕凝聚捕集,在離心力作用下得到有效的分離,并在重力作用下落入底部集液池,所述旋流板要求防腐、耐磨、表面光滑的特性,其結(jié)構(gòu)具有較好的布水特性。

所述變頻水泵4與噴射液膜噴頭8的進(jìn)水口和噴霧器7連接的管道上分別安裝有控制閥10。

所述變頻水泵4與最頂層噴射液膜噴頭8的進(jìn)水口連接的管道上設(shè)有壓力表11。

噴射液膜噴頭8利用射流撞擊原理,噴水時(shí)形成均勻的薄膜。在一定的水壓下,通過(guò)調(diào)節(jié)閥10調(diào)節(jié)流量,同時(shí)可以調(diào)節(jié)噴頭頂部的蓋帽,使噴射液膜達(dá)到最佳除塵效果。在旋流筒內(nèi)安裝一級(jí)或數(shù)級(jí)液膜噴頭,形成多層懸浮液膜層,液膜噴射外圍尺寸和液膜厚度可以根據(jù)具體使用情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。噴射液膜噴頭8結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,成本低廉,同時(shí)便于安裝,使用壽命長(zhǎng)。

所述噴霧器7為環(huán)形噴霧器,采用圓環(huán)連接多個(gè)噴嘴6,噴嘴6為不易堵塞的低壓旋流霧化噴嘴、螺旋噴頭或者其他能夠產(chǎn)生氣液旋轉(zhuǎn)提高分散效果的裝置,優(yōu)選螺旋噴嘴。在有限的空間形成多個(gè)液滴密集區(qū),在滿足脫除細(xì)顆粒物的前提下,盡量達(dá)到減少占地面積、節(jié)約投資的目的。

本實(shí)用新型所述濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置的各部件材料做耐腐處理或使用耐腐蝕材料。

本實(shí)用新型裝置進(jìn)行濕法高效旋流脫除細(xì)微顆粒物,主要過(guò)程如下:在引風(fēng)機(jī)的作用下,含塵氣流從筒體下部的煙氣進(jìn)口1以切向進(jìn)入旋流筒15,并沿筒壁呈螺旋式上升,粗的顆粒物在離心力作用下被甩向壁面碰撞分離。細(xì)微顆粒隨氣流繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),首先進(jìn)入旋流板洗滌區(qū),煙氣經(jīng)旋流洗滌板5加強(qiáng)旋轉(zhuǎn),在筒內(nèi)旋流葉片502的導(dǎo)向作用下與除塵水或堿液接觸,含塵氣流撞擊表面附有流動(dòng)液膜的旋流葉片502和旋流板上部洗滌池后,通過(guò)慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散等機(jī)理作用,細(xì)微顆粒物被捕集液潤(rùn)濕凝聚捕集,在離心力作用下得到有效的分離,并在重力作用下落入底部集液池,達(dá)到高效脫除細(xì)顆粒物的目的。然后經(jīng)過(guò)噴霧洗滌區(qū),含塵氣流與噴霧器7噴出的水霧層相互作用,在慣性碰撞、攔截和擴(kuò)散等短程機(jī)理的作用下,被潤(rùn)濕凝聚的顆粒物在離心力作用下被甩向筒壁,并被壁面液膜潤(rùn)濕凝聚,則在重力作用下隨液膜下流至集液池,未被捕集的細(xì)微顆粒則隨著氣流繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)。再經(jīng)過(guò)噴射液膜噴頭8產(chǎn)生的懸浮液膜,細(xì)微顆粒受懸浮液膜控制和凈化作用,一方面,部分顆粒物與懸浮液膜接觸碰撞反彈,延長(zhǎng)顆粒物在旋流筒內(nèi)停留時(shí)間。另一方面,懸浮液膜與筒體內(nèi)壁撞擊產(chǎn)生液滴和壁面液膜,液滴反彈到筒體內(nèi)捕捉細(xì)微顆粒,部分液滴受重力作用沉降,部分液滴在離心力作用下甩向壁面,并被壁面液膜潤(rùn)濕捕集。壁面液膜在重力作用下流向底部集液池。

經(jīng)過(guò)一級(jí)旋流洗滌板、噴霧器、液膜控塵和吸附裝置后的煙氣繼續(xù)上升,可設(shè)計(jì)經(jīng)二級(jí)或多級(jí)旋流洗滌板、噴霧器、液膜控塵和吸附,在旋流洗滌系統(tǒng)的上方設(shè)有單層或多層除霧器9。凈化后的煙氣經(jīng)煙氣出口12排出。在旋流筒15底部設(shè)有集液池2。污水流入筒底集液池,再經(jīng)變頻污變頻水泵4抽到過(guò)濾器3中,廢液經(jīng)過(guò)濾處理后再輸送至噴液裝置循環(huán)利用。

本裝置的有益效果,與現(xiàn)有技術(shù)相比,采用新型濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置,當(dāng)含塵氣流經(jīng)過(guò)旋流液膜時(shí),顆粒更容易通過(guò)慣性碰撞、攔截、布朗擴(kuò)散、黏附凝聚、液膜控塵和除塵、重力沉降、離心分離等作用機(jī)理被捕集,有效解決了脫除細(xì)顆粒物,并兼?zhèn)湮諝鈶B(tài)污染物的目的??梢蕴幚砀邷貜U氣、黏性顆粒和液滴,除塵效率高。本實(shí)用新型可以拓展應(yīng)用于各種需要凈化的外排尾氣以及再除塵等。

應(yīng)當(dāng)理解,雖然本說(shuō)明書是按照各個(gè)實(shí)施例描述的,但并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案,說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體,各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合,形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本實(shí)用新型的可行性實(shí)施例的具體說(shuō)明,它們并非用以限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍,凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所作的等效實(shí)施例或變更均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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