CN107952292B - 一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器 - Google Patents

一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通量可调式文丘里‑旋流耦合型高效除雾凝并器，该凝并器设置在吸收塔的喷淋层上部，包括上下两端敞口的外筒(4)以及由下而上依次布设一级旋流导流板(1)、锥形风量调节单元(2)、锥体文丘里管(3)、二级旋流导流板(5)；所述的一级旋流导流板(1)中心设有调节孔(6)，所述的锥形风量调节单元(2)底部***所述调节孔(6)内，顶部置于所述锥体文丘里管(3)下部。与现有技术相比，本发明整体结构简单、紧凑，在不增加吸收塔塔高、不增加吸收塔的液气比的条件下，实现除雾增效凝并，节约能耗，满足雾滴的超低排放要求，降低运行成本，并能适用于不同工艺负荷的变动工况，具有很好的应用前景。

Description

一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，涉及一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器，主要用于安装在吸收塔喷淋层的上部位置，用于强化喷淋塔的除雾凝并效果。
背景技术
近年来，随着人们生存环境的逐渐恶化，环境污染问题日趋严峻，特别是“雾霾”现象频发，人们也发现微米级的雾滴和重金属粒子无法通过简单的机械除雾方式去除。常规机械除雾器出口液滴(75mg/Nm3)造成硫酸盐等污染物大量逃逸，并使出口烟气中的尘浓度无法满足目前的超低排放要求的烟尘含量要求(＜10mg/Nm3)。
目前常规的机械除雾器与湿式静电组合除尘除雾工艺路线可满足超低排放要求，但工艺造价较高，运行及维护费用昂贵。常规的整体式旋流板除尘除雾器除雾效果较好，但仅可用于烟气量较小的塔体，难以满足大型脱硫塔的高效除雾的需要。市场上同类产品存在阻力高、开孔面积低等缺点，在满负荷运行的工况下一般高效除雾器的设备压降较高，导致引风机电耗增加，不利于节能，并存在脱硫引风机压头不足的风险。中国专利CN201510303820.2公布了一种旋流板除尘除雾装置，包括多个除尘除雾单元，所述除尘除雾单元包括中空的过流筒体，过流筒体内部设有旋流子；中国专利CN201620211965.X公布了一种旋流-消旋耦合高效除尘除雾组件，该组件设置在脱硫吸收塔喷淋层的上方，可实现脱硫后饱和湿烟气的深度除尘除雾，阻力损失较低。上述专利公布的技术方案虽然能够实现气流运动状态的连续性变化，能够有效改善气体分布状态的均匀度，使烟气流动状态更加稳定，但除尘除雾装置在不同工况下的可调节性不足，导致压损较大，其除雾效果的稳定性较差，有待进一步的改进。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器，能显著提高烟气中雾滴的凝并效率，实现超低排放的新型高效除雾凝并模块。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器，该凝并器设置在吸收塔的喷淋层上部，其特征在于，包括上下两端敞口的外筒以及由下而上依次布设一级旋流导流板、锥形风量调节单元、锥体文丘里管、二级旋流导流板；所述的一级旋流导流板中心设有调节孔，所述的锥形风量调节单元底部***所述调节孔内，顶部置于所述锥体文丘里管下部；
在工作状态下，烟气经一级旋流导流板发生外向喷射，通过调节锥形风量调节单元的高度控制烟气的流速，经过锥体文丘里管的作用，增加烟气中雾滴的凝并效果，烟气由二级旋流导流板排出，并经上层冲洗水的冲洗，烟气中的雾滴被进行进一步的冷凝并脱除。
所述的锥形风量调节单元为上下密封锥形结构，中间设有用于冲洗的中空管道，该中空管道底部***所述调节孔内，顶部中空管出水口位于锥形风量调节单元的顶部。
所述的锥形风量调节单元的中空管道上设有高度调节卡件，可调节锥形风量调节单元的高度，从而调节文丘里管的进气口风速大小。
所述的锥体文丘里管根据外筒的尺寸选择多个不同形状和尺寸的管道进行组合拼接并固定在外筒内。
所述的锥体文丘里管顶部和底部管口与中间缩口的比例为1.5-2:1。
所述的锥体文丘里管的下管口距缩口的长度与上管口距缩口的长度的比为0.5-1:1。
所述的锥体文丘里管的缩口内径与缩口长度的比例为2.5-4:1。
所述的一级旋流导流板和二级旋流导流板均为外旋叶片设计，叶片与水平面所呈仰角为20-40℃，宽度为30-120mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明利用文丘里原理，使模块在喷淋层上部布置，在烟气负荷较低时，提升烟气的流速，进而提高烟气中雾滴的凝并效果；
2、实际使用过程中，烟气雾滴经过喷淋层穿过本发明模块，烟气通过旋流喷射的方式进入，可有效提高雾滴的凝并效率；
3、根据烟气负荷大小，可对模块进口烟气流速进行大小调节；
4、该模块整体结构简单、紧凑，在不增加喷淋塔的塔高、不增加喷淋层的条件下，实现除雾增效，节约能耗，满足雾滴的超低排放要求，降低运行成本，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图；
图2为本发明外向喷射旋流板截面结构示意图；
图3为本发明锥形密封箱体结构示意图；
图中标记说明：
1—一级旋流导流板；2—锥形风量调节单元；3—锥体文丘里管；4—外筒；5—二级旋流导流板；6—调节孔；7—实心板；8—密封锥面；9—中空管出水口；10—中空管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
如图1-3所示，一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器，该凝并器设置在脱硫塔的喷淋层上部，包括上下两端敞口的外筒4以及由下而上依次布设一级旋流导流板1、锥形风量调节单元2、锥体文丘里管3、二级旋流导流板5。所述的一级旋流导流板1中心设有调节孔6，可调节锥形风量调节单元2的高度。所述的锥形风量调节单元2中心支杆为中空管道10，并可通入冲洗水。
其中，一级旋流导流板1和二级旋流导流板5均为外旋叶片设计，叶片与水平面所呈仰角为20-40℃，宽度为30-120mm。
锥体文丘里管3可根据壳体4实际形状和尺寸设置多个进行组合、拼接并固定在壳体4内。锥体文丘里管3的管口(包括上管口和下管口)与缩口的比例为1.5-2:1。锥体文丘里管3的下管口距缩口的长度与上管口距缩口的长度的比为0.5-1:1。锥体文丘里管3的缩口内径与缩口长度的比例为2.5-4:1。
锥形风量调节单元2为上下密封锥形结构，中间设有用于冲洗的中空管道10，该中空管道10底部***所述调节孔6内，顶部中空管出水口9位于锥形风量调节单元2的顶部。中空管道10上设有高度调节卡件，旋转中空管道10使锥形风量调节单元2到达需要的高度后，通过卡件定位，来实现调节锥形风量调节单元2高度的目的，由于锥形风量调节单元2为上下密封锥形结构，其上密封锥面8可以与锥体文丘里管3下部结构相匹配设计，当锥形风量调节单元2高度上升，阻挡锥体文丘里管3缩口处位置，就可以加快进气口风速，当锥形风量调节单元2高度下降，就可以使锥体文丘里管3下部空间开阔，从而降低进气口风速，来实现而调节文丘里管的进气口风速大小的目的。
本实施例凝并器安装于喷淋层上方，含有大量液滴的湿烟气自下而上依次通过一级旋流导流板1、锥体文丘里管3、二级旋流导流板5的过程中，细小的液滴在旋流板内碰撞和文丘里加速的过程中，团聚长成为较大的液滴，长大的液滴被甩到外筒4内壁流动的液膜上，实现对液滴的捕捉。
本实施例组件投资费用低，运行稳定性好，无结垢阻塞风险，在较低的投资成本与运行成本下，可实现对饱和湿烟气的深度除雾效果。
实施例2
本实施例中，旋流板开孔率为35％，锥形风量调节单元2高度调至最低值，使得锥形文丘里管入口达到最大值，其余同实施例1。
针对1台30t/h蒸发量的燃煤锅炉，设计烟气量为85000m3/h，烟气温度为150℃，除雾前液滴含量为100mg/m3，加装本实施例模块，采用湿法脱硫工艺，当负荷为90％时，液气比为1.8L/m3的情况下，测得的除雾效率为80％(出口烟气中液滴浓度低于20mg/m3)。
实施例3
本实施例中，旋流板开孔率为35％，锥形风量调节单元2高度调至最高值，使得锥形文丘里管入口达到最小值，其余同实施例1。
针对1台30t/h蒸发量的燃煤锅炉，设计烟气量为85000m3/h，烟气温度为150℃，除雾前液滴含量为100mg/m3，加装本实施例模块，采用湿法脱硫工艺，当负荷为90％时，液气比为1.8L/m3的情况下，测得的除雾效率为85％(出口烟气中液滴浓度低于15mg/m3)。
实施例4
本实施例中，旋流板开孔率为40％，锥形风量调节单元2高度调至最中间值，其余同实施例1.
针对1台30t/h蒸发量的燃煤锅炉，设计烟气量为85000m3/h，烟气温度为150℃，除雾前液滴含量为100mg/m3，加装本实施例模块，采用湿法脱硫工艺，当负荷为90％时，液气比为1.8L/m3的情况下，测得的除雾效率为90％(出口烟气中液滴浓度低于10mg/m3)。
上述实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和使用发明。熟悉本领域的技术人员可以容易的对实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应在本发明的的保护范围。

Claims (7)

1.一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器，该凝并器设置在吸收塔的喷淋层上部，其特征在于，包括上下两端敞口的外筒(4)以及由下而上依次布设一级旋流导流板(1)、锥形风量调节单元(2)、锥体文丘里管(3)、二级旋流导流板(5)；所述的一级旋流导流板(1)中心设有调节孔(6)，所述的锥形风量调节单元(2)底部***所述调节孔(6)内，顶部置于所述锥体文丘里管(3)下部；
在工作状态下，烟气经一级旋流导流板(1)发生外向喷射，通过调节锥形风量调节单元(2)的高度控制烟气的流速，经过锥体文丘里管(3)的作用，增加烟气中雾滴的凝并效果，烟气由二级旋流导流板(5)排出，并经上层冲洗水的冲洗，烟气中的雾滴被进行进一步的冷凝并脱除；
所述的锥形风量调节单元(2)为上下密封锥形结构，中间设有用于冲洗的中空管道(10)，该中空管道(10)底部***所述调节孔(6)内，顶部中空管出水口(9)位于锥形风量调节单元(2)的顶部。
2.根据权利要求1所述的一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器，其特征在于，所述的锥形风量调节单元(2)的中空管道(10)上设有高度调节卡件，可调节锥形风量调节单元(2)的高度，从而调节文丘里管的进气口风速大小。
3.根据权利要求1所述的一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器，其特征在于，所述的锥体文丘里管(3)根据外筒(4)的尺寸选择多个不同形状和尺寸的管道进行组合拼接并固定在外筒(4)内。
4.根据权利要求3所述的一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器，其特征在于，所述的锥体文丘里管(3)顶部和底部管口与中间缩口的比例为1.5-2:1。
5.根据权利要求3所述的一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器，其特征在于，所述的锥体文丘里管(3)的下管口距缩口的长度与上管口距缩口的长度的比为0.5-1:1。
6.根据权利要求3所述的一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器，其特征在于，所述的锥体文丘里管(3)的缩口内径与缩口长度的比例为2.5-4:1。
7.根据权利要求1所述的一种通量可调式文丘里-旋流耦合型高效除雾凝并器，其特征在于，所述的一级旋流导流板(1)和二级旋流导流板(5)均为外旋叶片设计，叶片与水平面所呈仰角为20-40℃，宽度为30-120mm。
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