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一種聲波耦合旋流?消旋高效除塵除霧裝置的制作方法

文檔序號(hào):12434464閱讀:441來源:國(guó)知局
一種聲波耦合旋流?消旋高效除塵除霧裝置的制作方法

本發(fā)明屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種除塵除霧裝置,尤其是涉及一種聲波耦合旋流-消旋高效除塵除霧裝置。



背景技術(shù):

我國(guó)燃煤電廠及大型工業(yè)鍋爐煙氣的超低排放將逐漸普及,現(xiàn)在大型塔器越來越多,尤其是近年來大量建設(shè)煙氣脫硫工程,一般煙氣濕法脫硫吸收塔的直徑至少在4米以上。然而,目前濕法煙氣脫硫排放的大量煙氣絕大多數(shù)在出吸收塔前用折流板除霧器截留霧沫。常規(guī)機(jī)械除霧器出口液滴含量為75mg/Nm3,造成霧滴大量逃逸,并使脫硫塔出口煙氣中的塵濃度無法滿足現(xiàn)階段超低排放環(huán)保法規(guī)對(duì)于煙塵含量≤5mg/Nm3的要求。隨著人們的環(huán)保意識(shí)的提高,必然要求采用效率更高的除霧器,開發(fā)符合我國(guó)國(guó)情且經(jīng)濟(jì)高效的除霧控制技術(shù)。

針對(duì)上述問題,常規(guī)整體式旋流板除塵除霧器除霧效果雖較好,但僅可用于直徑較小的塔體,難以滿足大型脫硫塔高效除塵除霧的需要。將旋流板除塵除霧器進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)后安裝,可較好地滿足大型脫硫塔的除霧需求,但目前市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品存在阻力高、開孔面積低等缺點(diǎn)。100%負(fù)荷運(yùn)行工況下,一般高效除塵除霧器的設(shè)備壓降≤400Pa(而在同等工況下,機(jī)械除霧器的壓降一般≤200Pa),造成引風(fēng)機(jī)電耗增加,不利于節(jié)能,存在改造后造成脫硫引風(fēng)機(jī)壓頭不足的風(fēng)險(xiǎn)。

申請(qǐng)?zhí)枮?01610156764.9的中國(guó)專利公布了一種旋流-消旋耦合高效除塵除霧組件,包括多個(gè)除塵除霧單元,所述的除塵除霧單元包括外筒體、由下而上依次平行設(shè)置在外筒體內(nèi)的第一級(jí)離心式旋流板、第二級(jí)離心式旋流板以及傾斜設(shè)置在中空復(fù)合筒體頂部的消旋疏水板;所述的第一級(jí)離心式旋流板的外緣、第二級(jí)離心式旋流板的外緣與外筒體的內(nèi)壁之間留有用于液膜降落的間隙;所述離心式旋流板的空腔體為由上而下逐漸收縮的錐形空腔體;所述消旋疏水板的消旋葉片的高度沿徑向由內(nèi)向外逐漸減小,消旋葉片上設(shè)有條形擋水片。上述專利公布的技術(shù)方案雖然其除塵除霧效果得到較大提高,但是在脫硫塔進(jìn)口SO3和煙塵等濃度較高時(shí),該專利除塵除霧裝置的除塵除霧效率仍難以達(dá)到超低排放要求,有待進(jìn)一步改進(jìn)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種除塵除霧效率高、壓損小,能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)脫硫后等含有大量液滴的飽和濕煙氣的深度除塵除霧效果的聲波耦合旋流-消旋高效除塵除霧裝置,用以解決現(xiàn)有的旋流板除塵除霧裝置去除效率低等技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):

一種聲波耦合旋流-消旋高效除塵除霧裝置,該裝置設(shè)置在脫硫吸收塔內(nèi)噴淋層的上方,包括多個(gè)并列安裝的除塵除霧單元,該除塵除霧單元包括外筒體、由下而上依次平行設(shè)置在外筒體內(nèi)的第一級(jí)離心式旋流板、第二級(jí)離心式旋流板以及傾斜設(shè)置在外筒體頂部的消旋疏水板,所述的第一級(jí)離心式旋流板的中心設(shè)有聲波發(fā)生器,該聲波發(fā)生器與第二級(jí)離心式旋流板之間設(shè)有沖洗水噴射器。

所述的聲波發(fā)生器包括底部與第一級(jí)離心式旋流板固定連接的氣流噴嘴、與氣流噴嘴相對(duì)設(shè)置的諧振腔以及設(shè)置在氣流噴嘴與諧振腔之間的連接管。

所述的氣流噴嘴的噴嘴直徑與噴距之比為0.2-2:1。

所述的諧振腔的外徑與噴距之比為2-5:1。

所述的諧振腔的深度與噴距之比為3-5:1。

所述的諧振腔的底部設(shè)有沖洗水分布口,用于連續(xù)或間歇加入沖洗水。

在工作狀態(tài)下,所述的沖洗水的注加量為0.2-2m3/h。

所述的連接管為中空結(jié)構(gòu)的連接管,并由三根支柱連接,連接管兩端采用內(nèi)螺紋設(shè)計(jì)。

所述的聲波發(fā)生器采用壓縮空氣或蒸汽的射流動(dòng)力作為聲波發(fā)生源,所述的氣流噴嘴與諧振腔的間距為3-10mm,在工作狀態(tài)下,氣流通過氣流噴嘴的流速為20-60m/s。

所述的聲波發(fā)生器與第一級(jí)離心式旋流板的直徑之比為1:20-30。

所述的第一級(jí)離心式旋流板的外緣、第二級(jí)離心式旋流板的外緣與外筒體的內(nèi)壁之間留有5-20mm用于液膜降落的間隙。

本發(fā)明裝置可用于對(duì)脫硫后中的細(xì)霧滴及細(xì)顆粒物進(jìn)行高效凝并和捕集。裝置中,所述的聲波發(fā)生器采用哈特曼氣體射流發(fā)聲原理,由氣流噴嘴、諧振腔及連接管等部分組成。諧振腔底部設(shè)有沖洗水分布口,用于增強(qiáng)聲波發(fā)生器的凝并作用以及除塵效率。

所述的外筒體由截面為正六邊形的上筒體、圓柱形下筒體以及設(shè)置在上筒體與圓柱形下筒體之間的過渡管構(gòu)成,所述的消旋疏水板固定在上筒體的頂部,所述的第一級(jí)離心式旋流板及第二級(jí)離心式旋流板均固定在圓柱形下筒體內(nèi)。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述的截面為正六邊形的上筒體的外接圓直徑為400-900mm。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述的圓柱形下筒體的外徑為300-800mm。

所述的消旋疏水板包括截面為正六邊形的板框、設(shè)置在正六邊形板框中心的空腔體以及多個(gè)豎直并且沿圓周均勻布設(shè)在空腔體周圍的消旋葉片,每個(gè)消旋葉片的兩端分別與空腔體、正六邊形板框固定連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述的消旋葉片共設(shè)有12-24個(gè)。

所述的空腔體為由上而下逐漸收縮的錐形空腔體,消旋葉片的高度沿徑向由內(nèi)向外逐漸減小,消旋葉片上還設(shè)有條形擋水片。

所述的第一級(jí)離心式旋流板及第二級(jí)離心式旋流板中的導(dǎo)流葉片與水平面所呈仰角為20-50°。

所述的消旋疏水板與水平方向的夾角為75-85°。

本發(fā)明裝置中,所述的外筒體采用一體化成型的方法制備而成。

本發(fā)明裝置的工作原理為:脫硫后的凈煙氣(夾帶有液滴及細(xì)粒子)自外筒體的底部進(jìn)入,通過第一級(jí)離心式旋流板的導(dǎo)流作用,發(fā)生快速旋轉(zhuǎn),在離心力的作用下,將煙氣中的大液滴及顆粒物甩到四周的筒壁上(并隨著筒壁的持液層流出外筒體,得到去除),由于液滴與細(xì)粒子之間的慣性(質(zhì)量)差及旋轉(zhuǎn)速度不同(存在較大的相對(duì)速度),很容易發(fā)生液滴二次捕集細(xì)粒子的現(xiàn)象,從而達(dá)到同時(shí)除霧及捕集微小液滴的作用;同時(shí)在聲波發(fā)生器的聲波和諧振腔底部的沖洗水霧化協(xié)同作用下,使煙氣中的霧滴發(fā)生強(qiáng)制匯集凝并,達(dá)到高效除塵除霧的目的;之后,煙氣再經(jīng)過第二級(jí)離心式旋流板,對(duì)煙氣的旋轉(zhuǎn)程度進(jìn)一步加強(qiáng),強(qiáng)化除霧及微小液滴的去除效果;隨后,煙氣繼續(xù)上升至正六邊形的上筒體,經(jīng)消旋疏水板的消旋和疏水作用后,凈煙氣由外筒體頂部流出。

通過本發(fā)明裝置處理后的煙氣,基本可滿足煙氣含塵量低于5mg/Nm3的超低排放要求。

在實(shí)際使用時(shí),脫硫后凈煙氣由下方圓柱形筒體的進(jìn)口進(jìn)入外筒體中,經(jīng)過兩級(jí)離心式旋流板除霧后,由于經(jīng)過離心式旋流板的導(dǎo)流作用,氣流流型呈螺旋上升狀態(tài),再經(jīng)過上方消旋疏水板的消旋作用,螺旋上升的氣流逐漸變?yōu)榫€性流動(dòng)狀態(tài),避免了流出外筒體的旋轉(zhuǎn)氣流與相鄰?fù)馔搀w流出的旋轉(zhuǎn)氣流發(fā)生多股漩渦交匯而導(dǎo)致的摩擦現(xiàn)象,減少了煙氣自身的“內(nèi)耗”,因此降低了除塵除霧裝置及脫硫塔出口煙道的煙氣阻力。

本發(fā)明聲波耦合旋流-消旋高效除塵除霧裝置在實(shí)際工作過程中,經(jīng)過聲波耦合兩級(jí)旋流后的煙氣可使煙氣中的細(xì)霧滴及粉塵充分凝并而去除,再通過外筒體頂部的消旋疏水板可將旋轉(zhuǎn)氣流重新調(diào)整為上行氣流,以避免由相鄰?fù)馔搀w流出的旋轉(zhuǎn)氣流因各自旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的紊流、相互摩擦及能量耗散問題,同時(shí)消旋疏水板自身也具有較好的除塵除霧效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明集成了聲波凝并及旋流離心除塵除霧的特點(diǎn),整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,具有以下特點(diǎn):

1)除塵除霧效果好,正常運(yùn)行條件下,可使脫硫吸收塔出口霧滴含量≤10mg/Nm3,出口煙塵濃度≤5mg/Nm3,滿足現(xiàn)階段超低排放要求;

2)裝置運(yùn)行阻力≤200pa,不存在改造后造成脫硫引風(fēng)機(jī)壓頭不足的風(fēng)險(xiǎn),比常規(guī)離心式旋流板除塵除霧器能耗??;

3)投資費(fèi)用低、運(yùn)行穩(wěn)定性好、無結(jié)垢阻塞風(fēng)險(xiǎn),在較低的投資成本與運(yùn)行成本下,可實(shí)現(xiàn)對(duì)脫硫后飽和濕煙氣的深度除塵除霧,本發(fā)明組件可以代替常規(guī)“除霧器+濕式靜電”的工藝及常規(guī)離心式旋流板除塵除霧器;

4)無額外安裝空間要求,可以拆除除霧器后直接進(jìn)行安裝;整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,投資省,能耗低,除塵除霧效率高,阻力損失低,具有很好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明中消旋疏水板的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本發(fā)明中聲波發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖;

圖中標(biāo)記說明:

1—消旋疏水板、2—上筒體、3—圓柱形下筒體、4—過渡管、5—第一級(jí)離心式旋流板、6—第二級(jí)離心式旋流板、7—聲波發(fā)生器、8—沖洗水噴射器、9—空腔體、10—條形擋水片、11—消旋葉片、12—正六邊形的板框、13—諧振腔、14—連接管、15—?dú)饬鲊娮臁?/p>

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1:

如圖1所示,一種聲波耦合旋流-消旋高效除塵除霧裝置,該裝置設(shè)置在脫硫吸收塔內(nèi)噴淋層的上方,包括多個(gè)并列安裝的除塵除霧單元,該除塵除霧單元包括外筒體、由下而上依次平行設(shè)置在外筒體內(nèi)的第一級(jí)離心式旋流板5、第二級(jí)離心式旋流板6以及傾斜設(shè)置在外筒體頂部的消旋疏水板1,第一級(jí)離心式旋流板5的中心設(shè)有聲波發(fā)生器7,該聲波發(fā)生器7與第二級(jí)離心式旋流板6之間設(shè)有沖洗水噴射器8。

聲波發(fā)生器7包括底部與第一級(jí)離心式旋流板5固定連接的氣流噴嘴15、與氣流噴嘴15相對(duì)設(shè)置的諧振腔13以及設(shè)置在氣流噴嘴15與諧振腔13之間的連接管14。連接管14為中空結(jié)構(gòu)的連接管,并由三根支柱連接,連接管兩端采用內(nèi)螺紋設(shè)計(jì)。

本實(shí)施例中,聲波發(fā)生器7的高度為80mm,直徑為25mm,氣流噴嘴15的噴嘴直徑為3mm,噴距為5mm,諧振腔13深度為15mm,連接管14的支柱高度為35mm,連接管總高度為55mm。

外筒體由截面為正六邊形的上筒體2、圓柱形下筒體3以及設(shè)置在上筒體2與圓柱形下筒體3之間的過渡管4構(gòu)成,消旋疏水板1固定在上筒體2的頂部,第一級(jí)離心式旋流板5及第二級(jí)離心式旋流板6均固定在圓柱形下筒體3內(nèi)。

如圖2所示,消旋疏水板1包括截面為正六邊形的板框12、設(shè)置在正六邊形板框12中心的空腔體9以及12個(gè)豎直并且沿圓周均勻布設(shè)在空腔體9周圍的消旋葉片11,每個(gè)消旋葉片11的兩端分別與空腔體9、正六邊形板框12固定連接。

空腔體9為由上而下逐漸收縮的錐形空腔體9;消旋葉片11的高度沿徑向由內(nèi)向外逐漸減小,消旋葉片11上還設(shè)有條形擋水片10。

本實(shí)施例中,上筒體2的外接圓直徑為800mm,圓柱形下筒體3的外徑為700mm;第一級(jí)離心式旋流板5及第二級(jí)離心式旋流板6中的導(dǎo)流葉片與水平面所呈仰角為25°,消旋疏水板1與水平方向的夾角為75°;第一級(jí)離心式旋流板5的外緣、第二級(jí)離心式旋流板6的外緣與外筒體的內(nèi)壁之間的間隙為12mm。

本實(shí)施例技術(shù)效果驗(yàn)證具體如下:

利用一內(nèi)徑為700mm的試驗(yàn)塔體,試驗(yàn)所用煙氣量為2000m3/h,煙氣溫度為90℃,入口液滴濃度為300mg/Nm3,煙塵含量為75mg/Nm3。測(cè)得的除霧效率約為90%,除塵效率為85%,全塔阻力在200Pa左右。

實(shí)施例2:

本實(shí)施例中,聲波發(fā)生器7的高度為80mm,直徑為25mm,氣流噴嘴15的噴嘴直徑為5mm,噴距為8mm,諧振腔13深度為20mm,連接管14的支柱高度為40mm,連接管總高度為60mm。

其余同實(shí)施例1。

利用一內(nèi)徑為700mm的試驗(yàn)塔體,試驗(yàn)所用煙氣量為2000m3/h,煙氣溫度為90℃,入口液滴濃度為250mg/Nm3,煙塵含量為75mg/Nm3。測(cè)得的除霧效率約為97%,除塵效率為95%,全塔阻力在180Pa左右。

實(shí)施例3:

本實(shí)施例聲波耦合旋流-消旋高效除塵除霧裝置中,聲波發(fā)生器7與第一級(jí)離心式旋流板5的直徑之比為1:20,聲波發(fā)生器7中氣流噴嘴15的噴嘴直徑與噴距之比為0.2:1,諧振腔13的外徑與噴距之比為2:1,諧振腔13的深度與噴距之比為3:1,諧振腔13的底部設(shè)有沖洗水分布口,用于連續(xù)或間歇加入沖洗水。在工作狀態(tài)下,沖洗水的注加量為0.2m3/h。

聲波發(fā)生器7采用壓縮空氣或蒸汽的射流動(dòng)力作為聲波發(fā)生源,氣流噴嘴15與諧振腔13的間距為3mm,在工作狀態(tài)下,氣流通過氣流噴嘴的流速為20m/s。

本實(shí)施例中,上筒體2的外接圓直徑為400mm,圓柱形下筒體3的外徑為300mm;第一級(jí)離心式旋流板5及第二級(jí)離心式旋流板6中的導(dǎo)流葉片與水平面所呈仰角為20°,消旋疏水板1與水平方向的夾角為78°;第一級(jí)離心式旋流板5的外緣、第二級(jí)離心式旋流板6的外緣與外筒體的內(nèi)壁之間的間隙為5mm。

其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例4:

本實(shí)施例聲波耦合旋流-消旋高效除塵除霧裝置中,聲波發(fā)生器7與第一級(jí)離心式旋流板5的直徑之比為1:30,聲波發(fā)生器7中氣流噴嘴15的噴嘴直徑與噴距之比為2:1,諧振腔13的外徑與噴距之比為5:1,諧振腔13的深度與噴距之比為5:1,諧振腔13的底部設(shè)有沖洗水分布口,用于連續(xù)或間歇加入沖洗水。在工作狀態(tài)下,沖洗水的注加量為2m3/h。

聲波發(fā)生器7采用壓縮空氣或蒸汽的射流動(dòng)力作為聲波發(fā)生源,氣流噴嘴15與諧振腔13的間距為10mm,在工作狀態(tài)下,氣流通過氣流噴嘴的流速為60m/s。

本實(shí)施例中,上筒體2的外接圓直徑為900mm,圓柱形下筒體3的外徑為800mm;第一級(jí)離心式旋流板5及第二級(jí)離心式旋流板6中的導(dǎo)流葉片與水平面所呈仰角為50°,消旋疏水板1與水平方向的夾角為85°;第一級(jí)離心式旋流板5的外緣、第二級(jí)離心式旋流板6的外緣與外筒體的內(nèi)壁之間的間隙為20mm。

其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例5:

本實(shí)施例聲波耦合旋流-消旋高效除塵除霧裝置中,聲波發(fā)生器7與第一級(jí)離心式旋流板5的直徑之比為1:25,聲波發(fā)生器7中氣流噴嘴15的噴嘴直徑與噴距之比為1:1,諧振腔13的外徑與噴距之比為3:1,諧振腔13的深度與噴距之比為4:1,諧振腔13的底部設(shè)有沖洗水分布口,用于連續(xù)或間歇加入沖洗水。在工作狀態(tài)下,沖洗水的注加量為1.5m3/h。

聲波發(fā)生器7采用壓縮空氣或蒸汽的射流動(dòng)力作為聲波發(fā)生源,氣流噴嘴15與諧振腔13的間距為7mm,在工作狀態(tài)下,氣流通過氣流噴嘴的流速為45m/s。

本實(shí)施例中,上筒體2的外接圓直徑為600mm,圓柱形下筒體3的外徑為500mm;第一級(jí)離心式旋流板5及第二級(jí)離心式旋流板6中的導(dǎo)流葉片與水平面所呈仰角為45°,消旋疏水板1與水平方向的夾角為80°;第一級(jí)離心式旋流板5的外緣、第二級(jí)離心式旋流板6的外緣與外筒體的內(nèi)壁之間的間隙為10mm。

其余同實(shí)施例1。

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改,并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此,本發(fā)明不限于上述實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示,不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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