CN107158819B - 一种自清洁烟气除尘装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种自清洁烟气除尘装置及方法，将多孔叶轮结构应用于除尘装置腔体内，能够将烟气中污染物颗粒的吸附与脱离分开进行，大大提升了除尘效率；同时除尘叶轮使用隔热材料，同时叶轮末端与壳体紧密相连，利用烟气与清洁流体反向流动促进除尘叶轮的顺时针转动，避免了烟气与清洁流体直接接触，避免了在除尘过程中烟气余热的损失，同时避免了除尘过程阻碍烟气流动，更大程度的降低了除尘过程中的功耗；同时除尘叶轮顺时针旋转过程中，烟气与清洁流体的流动同时产生一定的推进作用，降低了叶轮旋转的能耗。装置整体具有除尘效率高、制作与运行成本低、适用温度范围广等特点。
Description
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，具体涉及一种自清洁烟气除尘装置及方法。
背景技术
随着我国工业的快速发展，以原煤为燃料的锅炉和冶金炼钢电炉越来越多，而这些炉窑所排放的污染物对大气环境带来了很大的危害，使我国环境治理面临很大的挑战，因此对于烟气中颗粒物的回收和处理技术也越来越重要。而烟气中成分很复杂，烟尘中往往包含燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等，对环境的污染是多种毒物的复合污染，对人体为危害很大。
除尘装置能够将粉尘从烟气中分离出来，因此在烟气除尘中得到了越来越多的应用。按捕集机理除尘方法可以分为机械除尘、电除尘、过滤除尘和洗涤除尘等。其中机械除尘利用机械力将粉尘从气流中除去，成本低但除尘效率较低；电除尘利用静电力是粉尘与气流分离，除尘效率高但成本较高；过滤除尘通过滤料使粉尘与气体分离，对于高温烟气不适用；洗涤除尘通过粉尘与液滴或液膜的碰撞使粉尘与气体分离，运行费用较高。
因此，一种除尘效率高、制作与运行成本低、适用温度范围广的除尘装置亟待出现。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种除尘效率高、制作与运行成本低、适用温度范围广的自清洁烟气除尘装置及方法。
为达到上述目的，本发明的装置包括：包括上端为半圆结构的壳体以及设置在壳体内半圆结构底部中心的中心轴，除尘叶轮通过中心轴安装在壳体内，除尘叶轮的叶片末端与壳体上端半圆结构内壁紧密接触；
所述的壳体上端的半圆结构两侧分别安装有带有烟气进口阀、烟气出口阀的烟气进口管道和烟气出口管道；
壳体烟气出口管道一侧位于中心轴的下端安装有带清洁流体进口阀的清洁流体进口管道；
壳体下端两侧分别安装有带清洁流体出口阀的清洁流体出口管道和带有凝尘出口阀的凝尘出口管道，且在壳体内位于清洁流体进口管道的下端倾斜放置有将清洁流体出口管道、凝尘出口管道分隔的滤网。
所述的烟气出口管道为渐缩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向收缩。
所述的烟气进口管道为渐扩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向扩张。
所述的清洁流体进口管道为渐扩结构。
所述的清洁流体出口管道为渐缩结构，其下端平行于清洁流体流向，上端沿清洁流体流向收缩。
所述的凝尘出口管道为渐缩结构，其下端平行于清洁流体流向，上端沿清洁流体流向收缩。
所述的清洁流体为水、碱性溶液或具有除尘作用的流体。
所述的烟气进口阀、烟气出口阀、清洁流体进口阀、清洁流体出口阀和凝尘器出口阀采用自动阀、动力驱动阀或手动阀。
所述的除尘叶轮采用具有固体颗粒吸附功能的多孔结构的陶瓷绝热材料制成；
所述滤网采用具有颗粒补集作用的纤维织物或滤纸制成。
一种自清洁烟气除尘方法，包括以下步骤：
步骤S100：流体注入：打开清洁流体进口阀，使清洁流体由清洁流体进口管道进入壳体内，使清洁流体能够充满除尘叶轮下半部分，同时，中心轴转动，带动除尘叶轮顺时针旋转；
步骤S200：烟气除尘：打开烟气出口阀与烟气进口阀，烟气由烟气进口管道流入壳体，烟气在壳体内流动过程中污染物颗粒被除尘叶轮吸附得到清洁气体，清洁气体由壳体流出经烟气出口管道排出；
步骤S300：粉尘处理：吸附有污染物颗粒的除尘叶轮顺时针由烟气侧进入清洁流体侧，清洁流体带走除尘叶轮中的污染物颗粒，除尘叶轮继续顺时针旋转进行除尘；打开凝尘出口阀，污染物颗粒向下沉积并通过滤网流经凝尘出口管道排出；打开清洁流体出口阀，可将滤网下侧的清洁流体由清洁流体出口管道排出。
本发明相对于现有技术，具有如下优点及效果：
(1)本发明将除尘叶轮应用于除尘装置腔体内，能够将烟气中污染物颗粒的吸附与脱离分开进行，大大提升了除尘效率；
(2)本发明中除尘叶轮使用隔热材料，同时叶轮末端与壳体紧密相连，利用烟气与清洁流体反向流动促进除尘叶轮的顺时针转动，避免了烟气与清洁流体直接接触，避免了在除尘过程中烟气余热的损失，同时避免了除尘过程阻碍烟气流动，更大程度的降低了除尘过程中的功耗；
(3)本发明中除尘叶轮顺时针旋转过程中，烟气与清洁流体的流动同时产生一定的推进作用，降低了叶轮旋转的能耗。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图中，1-烟气出口管道，2-烟气出口阀，3-烟气进口阀，4-烟气进口管道，5-清洁流体进口管道，6-清洁流体进口阀，7-清洁流体出口阀，8-清洁流体出口管道，9-壳体，10-中心轴，11-除尘叶轮，12-滤网，13-凝尘出口管道，14-凝尘出口阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括上端为半圆结构的壳体9以及设置在壳体内半圆结构底部中心的中心轴10，采用具有固体颗粒吸附功能的多孔结构的陶瓷绝热材料制成的除尘叶轮11通过中心轴10安装在壳体9内，除尘叶轮11的叶片末端与壳体9上端半圆结构内壁紧密接触；
所述的壳体9上端的半圆结构两侧分别安装有带有烟气进口阀3、烟气出口阀2的烟气进口管道4和烟气出口管道1；
壳体9烟气出口管道1一侧位于中心轴10的下端安装有带清洁流体进口阀6的清洁流体进口管道5，清洁流体采用水、碱性溶液或具有除尘作用的流体；
壳体9下端两侧分别安装有带清洁流体出口阀7的清洁流体出口管道8和带有凝尘出口阀14的凝尘出口管道13，且在壳体9内位于清洁流体进口管道5的下端倾斜放置有将清洁流体出口管道8、凝尘出口管道13分隔的采用具有颗粒补集作用的纤维织物或滤纸制成的滤网12。
本发明的所述的烟气出口管道1为渐缩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向收缩，烟气进口管道4为渐扩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向扩张，清洁流体进口管道5为渐扩结构，清洁流体出口管道8为渐缩结构，其下端平行于清洁流体流向，上端沿清洁流体流向收缩，凝尘出口管道13为渐缩结构，其下端平行于清洁流体流向，上端沿清洁流体流向收缩。
本发明采用渐扩结构能够使烟气更好的充满除尘叶轮上半侧，从而增大烟气与叶轮的接触面积，一方面提升除尘效率，另一方面能够更好的利用烟气动能从而带动除尘叶轮旋转；减缩结构能够更好地将充满叶轮上侧的烟气收集并排出。
本发明的烟气进口阀3、烟气出口阀2、清洁流体进口阀6、清洁流体出口阀7和凝尘器出口阀14采用自动阀、动力驱动阀或手动阀。
本发明自清洁烟气除尘方法，包括以下步骤：
步骤S100：流体注入：打开清洁流体进口阀6，使清洁流体由清洁流体进口管道5进入壳体内，使清洁流体能够充满除尘叶轮11下半部分，同时，中心轴10转动，带动除尘叶轮11顺时针旋转；
步骤S200：烟气除尘：打开烟气出口阀2与烟气进口阀3，烟气由烟气进口管道4流入壳体9，烟气在壳体9内流动过程中污染物颗粒被除尘叶轮11吸附得到清洁气体，清洁气体由壳体9流出经烟气出口管道2排出；
步骤S300：粉尘处理：吸附有污染物颗粒的除尘叶轮11顺时针由烟气侧进入清洁流体侧，清洁流体带走除尘叶轮11中的污染物颗粒，除尘叶轮继续顺时针旋转进行除尘；打开凝尘出口阀14，污染物颗粒向下沉积并通过滤网12流经凝尘出口管道13排出；打开清洁流体出口阀7，可将滤网12下侧的清洁流体由清洁流体出口管道8排出。
本发明将多孔叶轮结构应用于除尘装置腔体内，能够将烟气中污染物颗粒的吸附与脱离分开进行，大大提升了除尘效率；除尘叶轮使用隔热材料，同时叶轮末端与壳体紧密相连，利用烟气与清洁流体反向流动促进除尘叶轮的顺时针转动，避免了烟气与清洁流体直接接触，避免了在除尘过程中烟气余热的损失，同时避免了除尘过程阻碍烟气流动，更大程度的降低了除尘过程中的功耗；除尘叶轮顺时针旋转过程中，烟气与清洁流体的流动同时产生一定的推进作用，降低了叶轮旋转的能耗。
Claims (6)
1.一种自清洁烟气除尘装置，其特征在于，包括上端为半圆结构的壳体(9)以及设置在壳体内半圆结构底部中心的中心轴(10)，除尘叶轮(11)通过中心轴(10)安装在壳体(9)内，除尘叶轮(11)的叶片末端与壳体(9)上端半圆结构内壁紧密接触；
所述的壳体(9)上端的半圆结构两侧分别安装有带有烟气进口阀(3)、烟气出口阀(2)的烟气进口管道(4)和烟气出口管道(1)；
所述的烟气进口管道(4)为渐扩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向扩张；
所述的烟气出口管道(1)为渐缩结构，其下端与壳体内半圆结构底部处于同一平面且平行于烟气流向，上端沿烟气流向收缩；
壳体(9)烟气出口管道(1)一侧位于中心轴(10)的下端安装有带清洁流体进口阀(6)的渐扩结构的清洁流体进口管道(5)；
壳体(9)下端两侧分别安装有带清洁流体出口阀(7)的清洁流体出口管道(8)和带有凝尘出口阀(14)的凝尘出口管道(13)，所述的清洁流体出口管道(8)为渐缩结构，其下端平行于清洁流体流向，上端沿清洁流体流向收缩，且在壳体(9)内位于清洁流体进口管道(5)的下端倾斜放置有将清洁流体出口管道(8)、凝尘出口管道(13)分隔的滤网(12)。
2.根据权利要求1所述的自清洁烟气除尘装置，其特征在于，所述的凝尘出口管道(13)为渐缩结构，其下端平行于清洁流体流向，上端沿清洁流体流向收缩。
3.根据权利要求1所述的自清洁烟气除尘装置，其特征在于，所述的清洁流体为具有除尘作用的流体，所述具有除尘作用的流体为水或碱性溶液。
4.根据权利要求1所述的自清洁烟气除尘装置，其特征在于，所述的烟气进口阀(3)、烟气出口阀(2)、清洁流体进口阀(6)、清洁流体出口阀(7)和凝尘器出口阀(14)采用自动阀、动力驱动阀或手动阀。
5.根据权利要求1所述的自清洁烟气除尘装置，其特征在于，所述的除尘叶轮(11)采用具有固体颗粒吸附功能的多孔结构的陶瓷绝热材料制成；
所述滤网(12)采用具有颗粒补集作用的纤维织物或滤纸制成。
6.一种如权利要求1所述装置的自清洁烟气除尘方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S100：流体注入：打开清洁流体进口阀(6)，使清洁流体由清洁流体进口管道(5)进入壳体内，使清洁流体能够充满除尘叶轮(11)下半部分，同时，中心轴(10)转动，带动除尘叶轮(11)顺时针旋转；
步骤S200：烟气除尘：打开烟气出口阀(2)与烟气进口阀(3)，烟气由烟气进口管道(4)流入壳体(9)，烟气在壳体(9)内流动过程中污染物颗粒被除尘叶轮(11)吸附得到清洁气体，清洁气体由壳体(9)流出经烟气出口管道(2)排出；
步骤S300：粉尘处理：吸附有污染物颗粒的除尘叶轮(11)顺时针由烟气侧进入清洁流体侧，清洁流体带走除尘叶轮(11)中的污染物颗粒，除尘叶轮继续顺时针旋转进行除尘；打开凝尘出口阀(14)，污染物颗粒向下沉积并通过滤网(12)流经凝尘出口管道(13)排出；打开清洁流体出口阀(7)，可将滤网(12)下侧的清洁流体由清洁流体出口管道(8)排出。
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