CN206549374U - 一种迷宫式旋流除尘装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于一种迷宫式旋流除尘装置；包括机械部分和控制部分，机械部分包括除尘装置、引风机、表面活性剂储罐、循环水池和泡沫储罐，除尘装置包括壳体，壳体的内部设有烟囱、上层冲洗管道、上层除雾器、下层冲洗管道、下层除雾器、沉降除雾塔、迷宫式旋流装置和灰水室，控制部分包括控制器，控制器的信号输入端分别与烟气流量检测传感器、烟尘浓度分析仪器、第二压力检测仪、第一压力检测仪、循环水密度计、液位计和外排烟尘浓度检测仪相连，具有结构简单、运行稳定、投资省、占地面积小、运行成本低和具有脱硫功能的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于锅炉烟气除尘技术领域，具体涉及一种迷宫式旋流除尘装置。
背景技术
近年来我国大气污染治理形势严峻，雾霾天气时有发生且呈现恶化趋势，造成雾霾的主要因素是颗粒物浓度较高，究其原因主要是工业生产排放的粉尘浓度过高。当前我国大气重污染区域集中在东北、华北、华中等地区，钢铁、水泥、建材、化工、电力、造纸等行业受地区经济发展不均影响，环保设施大多较为陈旧，效率较低，改造成本过高，造成超标排放现象严重。为扭转当前大气污染局面，我国政府明确提出在全国范围内逐步实施超低排放改造，烟尘排放浓度不高于10mg/Nm3。现阶段除尘方式主要有静电除尘、布袋除尘、电袋复合除尘、湿式静电除尘等，单一除尘方式很难实现超低排放标准，而采用组合式除尘***复杂、投资高、占地面积大、运行成本高，现有装置除尘提标改造难度大，企业负担较重，因此亟需研究新的除尘技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种结构简单、运行稳定、投资省、占地面积小、运行成本低和具有脱硫功能的一种迷宫式旋流除尘装置。
本实用新型的目的是这样实现的：包括机械部分和控制部分，a、机械部分包括除尘装置、引风机、表面活性剂储罐、循环水池和泡沫储罐，除尘装置包括壳体，壳体的内部由上至下依次设有烟囱、上层冲洗管道、上层除雾器、下层冲洗管道、下层除雾器、沉降除雾塔、迷宫式旋流装置和灰水室，所述的迷宫式旋流装置包括喉管、与喉管相连的盘旋上升流线型螺旋壳体和设在盘旋上升流线型螺旋壳体顶部中间位置上的出口扩散管，所述的出口扩散管设置在沉降除雾塔的内部；所述的盘旋上升流线型螺旋壳体的底部通过孔板与灰水室相连；所述喉管与文丘里预混器扩散段出口相连，文丘里预混器进口通过引风机与待除尘气体管道相连，文丘里预混器吸入端通过第一三通与泡沫储罐相连；所述盘旋上升流线型螺旋壳体内上部设有雾化喷头，雾化喷头通过静电发生器、第一过滤器和第二三通与表面活性剂储罐相连；所述沉降除雾塔的底部一侧设有旋流除尘装置第一排液口，所述灰水室底部的一侧设有旋流除尘装置第二排液口，旋流除尘装置第一排液口和旋流除尘装置第二排液口分别通过管道与循环水池的进液口相连，循环水池底部排液口通过调节阀与后处理***相连；循环水池一侧的出液口通过第二过滤器和循环水泵分别与第二三通的第三端、第一三通的第三端、上层冲洗管道和下层冲洗管道相连；所述的循环水池顶部的补液口上设有带补水调节阀的补水管道；b、控制部分包括控制器，控制器的信号输入端分别与烟气流量检测传感器、烟尘浓度分析仪器、第二压力检测仪、第一压力检测仪、循环水密度计、液位计和外排烟尘浓度检测仪相连，所述控制器的信号输出端分别与泡沫计量泵变频器、稀释水调节阀、表面活性剂计量泵变频器、喷淋水调节阀、第一冲洗水电动阀、第二冲洗水电动阀、补水调节阀和调节阀相连。
优选地，所述的引风机与文丘里预混器进口之间设有锅炉烟气流量检测传感器和烟尘浓度分析仪器。
优选地，所述的泡沫储罐与第一三通之间依次设有第一底部出口阀门、泡沫计量泵和泡沫电动阀，所述的泡沫计量泵的顶部设有泡沫计量泵变频器。
优选地，所述的表面活性剂储罐和第二三通之间依次设有第二底部出口阀门、表面活性剂计量泵和表面活性剂电动阀，所述的表面活性剂计量泵的顶部设有表面活性剂计量泵变频器。
优选地，所述的循环水泵与第二三通的第三端之间依次设有第三过滤器和喷淋水调节阀；循环水泵与第一三通的第三端之间设有稀释水调节阀；循环水泵与上层冲洗管道之间设有第一冲洗水电动阀；循环水泵与下层冲洗管道之间设有第二冲洗水电动阀。
优选地，所述的流除尘装置第一排液口与循环水池的进液口之间设有第一排放阀，所述的流除尘装置第二排液口与循环水池的进液口之间设有第二排放阀。
优选地，所述的上层冲洗管道的上部设有第一压力检测仪，下层冲洗管道的上部设有第二压力检测仪，烟囱内部设有外排烟尘浓度检测仪。
优选地，所述的循环水池内部设有液位计和循环水密度计，循环水池的出液口与第二过滤器之间设有循环水池出液口阀门。
优选地，所述的盘旋上升流线型螺旋壳体为若干个，若干个盘旋上升流线型螺旋壳体的内部分别设有雾化喷头。
按照上述方案制成的一种迷宫式旋流除尘装置及除尘方法，该除尘装置是基于分散式的静电吸附原理进行除尘的，其具体为根据粉尘粒径大小、电荷特性，采用迷宫式旋流装置，外加泡沫溶液经文丘里预混器对粉尘进行拦截、粘附、湿润等，外加表面活性剂通过静电发生器使喷淋水产生电荷效应，在迷宫式旋流装置和沉降除雾塔内实现分散式静电吸附、沉降；根据废气中粉尘排放浓度的大小智能调节带电喷淋水的喷射量及喷射浓度，依靠旋流产生的重力场加速吸附过程，促使粉尘颗粒团聚、下沉、收集，从而实现除尘的作用，经过上部进一步沉降和除雾，净化后的气体可以达到超低排放标准；同时，在循环液中添加脱硫剂还可以实现脱除二氧化硫的目的；具有结构简单、运行稳定、投资省、占地面积小、运行成本低和具有脱硫功能的优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中的A-A向视图。
图3为本实用新型的控制原理图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图1、2、3所示，本实用新型为一种迷宫式旋流除尘装置，该除尘装置包括机械部分和控制部分，a、机械部分包括除尘装置、引风机1、表面活性剂储罐24、循环水池26和泡沫储罐34，除尘装置包括壳体6，壳体6的内部由上至下依次设有烟囱7、上层冲洗管道10、上层除雾器43、下层冲洗管道44、下层除雾器13、沉降除雾塔8、迷宫式旋流装置和灰水室5，所述的迷宫式旋流装置包括喉管33、与喉管33相连的盘旋上升流线型螺旋壳体45和设在盘旋上升流线型螺旋壳体顶部中间位置上的出口扩散管14，所述的出口扩散管14设置在沉降除雾塔8的内部；所述的盘旋上升流线型螺旋壳体45的底部通过孔板54与灰水室5相连；所述喉管33与文丘里预混器4扩散段出口相连，文丘里预混器4进口通过引风机1与待除尘气体管道46相连，文丘里预混器4吸入端通过第一三通47与泡沫储罐34相连；所述盘旋上升流线型螺旋壳体45内上部设有雾化喷头15，雾化喷头15通过静电发生器17、第一过滤器19和第二三通48与表面活性剂储罐24相连；所述沉降除雾塔8的底部一侧设有旋流除尘装置第一排液口49，所述灰水室5底部的一侧设有旋流除尘装置第二排液口50，旋流除尘装置第一排液口49和旋流除尘装置第二排液口50分别通过管道与循环水池26的进液口相连，循环水池26底部排液口通过调节阀27与后处理***51相连；循环水池26一侧的出液口通过第二过滤器30和循环水泵31分别与第二三通48的第三端、第一三通47的第三端、上层冲洗管道10和下层冲洗管道44相连；所述的循环水池26顶部的补液口上设有带补水调节阀25的补水管道；
b、控制部分包括控制器52，控制器52的信号输入端分别与烟气流量检测传感器2、烟尘浓度分析仪器3、第二压力检测仪9、第一压力检测仪12、循环水密度计28、液位计29和外排烟尘浓度检测仪39相连，所述控制器52的信号输出端分别与泡沫计量泵变频器35、稀释水调节阀37、表面活性剂计量泵变频器23、喷淋水调节阀21、第一冲洗水电动阀11、第二冲洗水电动阀53、补水调节阀25和调节阀27相连。所述的引风机1与文丘里预混器4进口之间设有锅炉烟气流量检测传感器2和烟尘浓度分析仪器3相连。所述的泡沫储罐34与第一三通47之间依次设有第一底部出口阀门40、泡沫计量泵36和泡沫电动阀38，所述的泡沫计量泵36的顶部设有泡沫计量泵变频器35。所述的表面活性剂储罐24和第二三通48之间依次设有第二底部出口阀门41、表面活性剂计量泵22和表面活性剂电动阀20，所述的表面活性剂计量泵22的顶部设有表面活性剂计量泵变频器23。所述的循环水泵31与第二三通48的第三端之间依次设有第三过滤器32和喷淋水调节阀21；循环水泵31与第一三通47的第三端之间设有稀释水调节阀37；循环水泵31与上层冲洗管道10之间设有第一冲洗水电动阀11；循环水泵31与下层冲洗管道44之间设有第二冲洗水电动阀53。所述的流除尘装置第一排液口49与循环水池26的进液口之间设有第一排放阀16，所述的流除尘装置第二排液口50与循环水池26的进液口之间设有第二排放阀18。所述的上层冲洗管道10的上部设有第一压力检测仪12，下层冲洗管道44的上部设有第二压力检测仪9，烟囱7内部设有外排烟尘浓度检测仪39。所述的循环水池26内部设有液位计29和循环水密度计28，循环水池26的出液口与第二过滤器30之间设有循环水池出液口阀门42。所述的盘旋上升流线型螺旋壳体45为若干个，若干个盘旋上升流线型螺旋壳体45的内部分别设有雾化喷头15。
一种迷宫式旋流除尘装置的除尘方法，包括下列步骤：
步骤一：含尘烟气进入引风机1，通过引风机1出口烟道上的锅炉烟气流量检测传感器2检测出烟气流量，通过烟尘浓度分析仪器3检测烟尘初始浓度，控制器52自动计算出泡沫溶液加入量，由此控制泡沫计量泵变频器35和稀释水调节阀37，使进入文丘里预混器4的泡沫溶液总流量在10.5～11.5m3/h；
步骤二：含尘烟气和泡沫溶液在文丘里预混器4内充分混合后进入喉管33内，产生文丘里效应提高动能后高速旋转上升，直径10μm以上粉尘发生润湿、碰撞、团聚、下沉，经底部孔板54排入灰水室5，净化后的气体中粉尘直径在10μm以下，通过盘旋上升流线型螺旋壳体45和出口扩散管14进入沉降除雾塔8内，经进一步团聚沉降和除雾后排入烟囱7；
步骤三：当外排烟尘浓度检测仪39检测出外排浓度＞10mg/Nm3时，通过检测出的外排粉尘浓度和步骤一检测的烟气流量，控制器52控制表面活性剂计量泵变频器23和喷淋水调节阀21，使进入静电发生器的总液体流量在5.2～5.5m3/h，带电喷淋水经高效雾化的雾化喷头15产生与粉尘粒径相同的雾滴，用于吸附粉尘；
步骤四、沉降除雾塔8底部灰水与灰水室5灰水分别通过第一排液口49和第二排液口50汇入循环水池26中，经分离沉淀后由循环水泵31抽出供***循环使用，循环水密度计28检测到循环水密度＞1060kg/m3，控制器52控制循环水池26底部排污调节阀27打开，液位计29检测循环水池26内的液位，当液位下降＜2.8m时，控制器52控制补水调节阀25打开，开始补水，当循环水密度计28检测到循环水密度≤1040kg/m3时，控制器52控制循环水池26底部排污调节阀27关闭，当液位计29检测循环水池26内的液位上升至3.2m时，控制器52控制补水调节阀25关闭；
步骤五：控制器52检测到下层除雾器13出口第二压力检测仪9显示压力＜250Pa时，打开第二冲洗水电动阀53使下层冲洗管道44对下层除雾器13进行冲洗；控制器52检测到下层除雾器13出口第二压力检测仪9显示压力＞350Pa时，关闭第二冲洗水电动阀53；
步骤六：控制器52检测到上层除雾器43出口第一压力检测仪12显示压力＜100Pa时，打开第一冲洗水电动阀11使上层冲洗管道10对上层除雾器43进行冲洗；控制器52检测到上层除雾器43出口第一压力检测仪12显示压力＞200Pa时，关闭第一冲洗水电动阀11。
需要注意的是：上述工艺的步骤三中所述的“带电喷淋水经高效雾化的雾化喷头15产生与粉尘粒径相同的雾滴，用于吸附粉尘；”通过带电喷淋与粉尘粒径相同的雾滴能够有效提高吸附效率，研究表明，粒径相同的雾滴与粉尘更容易结合，便于捕集；如果粒径相差较大，容易造成粉尘逃逸，从而造成除尘效果变差。另外，步骤五中压力测点在下层除雾器13的上部设置，正常运行时压力是一定值，当出现压力降低，说明下层除雾器13流通不畅，粉尘聚集造成通流面积减小，这时候需要启动喷淋，反之，压力升高，说明下层除雾器13流通顺畅，而上层除雾器43开始堵塞。
本实用新型根据粉尘粒径大小、电荷特性，采用迷宫式旋流装置，外加泡沫溶液经文丘里预混器4对粉尘进行拦截、粘附、湿润等，外加表面活性剂通过静电发生器17使喷淋水产生电荷效应，在迷宫式旋流装置和沉降除雾塔8内实现分散式静电吸附、沉降。根据废气中粉尘排放浓度的大小智能调节带电喷淋水的喷射量及喷射浓度，依靠旋流产生的重力场加速吸附过程，促使粉尘颗粒团聚、下沉、收集，从而实现除尘的作用，经过上部进一步沉降和除雾，净化后的气体可以达到超低排放标准。同时，在循环液中添加脱硫剂还可以实现脱除二氧化硫的目的。
本实用新型中所述的所述若干个盘旋上升流线型螺旋壳体45互不连通，雾化喷头15分别设置在盘旋上升流线型螺旋壳体45的内上部；每个盘旋上升流线型螺旋壳体45只在流动方向上相连，彼此独立，设置盘旋上升流线型螺旋壳体45的目的是为了延长烟气行程，增加气液接触时间，增强捕集粉尘的能力，鉴于此，在每个旋转通道上方均设置雾化喷头15，雾化喷头15所连管道穿过各个旋转通道的壁板，接口处均密封。含尘烟气和泡沫溶液在文丘里预混器4内充分混合后进入喉管33内，产生文丘里效应提高动能后高速旋转上升，直径10μm以上粉尘发生润湿、碰撞、团聚、下沉，经底部孔板54排入灰水室5，净化后的气体中粉尘直径在10μm以下。为了去除10μm以下的粉尘，在旋转通道上方喷淋带电荷的雾滴，雾滴与粉尘充分接触，随着气流不断扰动前进，最终由扩散管14排出进入沉降除雾塔8，由于沉降除雾塔8内为空旷结构，高速气流进入到大体积的空间内流速急速降低，雾滴吸附粉尘后重量增加，体积增大，随着气流速度的降低会逐渐下沉至底部，进而通过底部排液口49排出。简而言之，雾化喷头与烟气直接接触，这样喷出的雾滴可以和烟气充分混合，这样才可以发生吸附、团聚、凝并等现象，起到捕集粉尘的作用。
本实用新型采用分级除尘，通过添加特定溶液实现粉尘的凝并、团聚、收集，可以实现同时脱硫除尘，结构简单，操作方便，占地面积较小，投资省，运行成本低，具体如下：1、目前传统的除尘设施体积较大，功能单一，本实用新型为单塔布置，处理20万m3/h的烟气，塔体直径为4.5m，同样气量采用湿式电除尘直径需要6.5m，其余附属设施可以因地制宜，灵活布置，不受场地限制；2、本实用新型投资较湿式电除尘节约30％，运行成本低20％；3、本实用新型可以根据不同排放要求自动控制所加溶液，操作简单，不需要进行复杂的调整，负荷适应性好，可以连续运行，湿式电除尘需要停电冲洗，停电期间设备不工作，外排粉尘处于超标状态，存在环保风险；4、本实用新型节能环保，废水可以循环使用，收集的湿灰可以送入锅炉燃烧，无废渣产生；5、另外本实用新型可以兼具脱硫功能，实现同时脱硫除尘，达到超低排放。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”等等应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。上文的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式、变更和改造均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种迷宫式旋流除尘装置，该除尘装置包括机械部分和控制部分，其特征在于：
a、机械部分包括除尘装置、引风机(1)、表面活性剂储罐(24)、循环水池(26)和泡沫储罐(34)，除尘装置包括壳体(6)，壳体(6)的内部由上至下依次设有烟囱(7)、上层冲洗管道(10)、上层除雾器(43)、下层冲洗管道(44)、下层除雾器(13)、沉降除雾塔(8)、迷宫式旋流装置和灰水室(5)，所述的迷宫式旋流装置包括喉管(33)、与喉管(33)相连的盘旋上升流线型螺旋壳体(45)和设在盘旋上升流线型螺旋壳体顶部中间位置上的出口扩散管(14)，所述的出口扩散管(14)设置在沉降除雾塔(8)的内部；所述的盘旋上升流线型螺旋壳体(45)的底部通过孔板(54)与灰水室(5)相连；
所述喉管(33)与文丘里预混器(4)扩散段出口相连，文丘里预混器(4)进口通过引风机(1)与待除尘气体管道(46)相连，文丘里预混器(4)吸入端通过第一三通(47)与泡沫储罐(34)相连；
所述盘旋上升流线型螺旋壳体(45)内上部设有雾化喷头(15)，雾化喷头(15)通过静电发生器(17)、第一过滤器(19)和第二三通(48)与表面活性剂储罐(24)相连；
所述沉降除雾塔(8)的底部一侧设有旋流除尘装置第一排液口(49)，所述灰水室(5)底部的一侧设有旋流除尘装置第二排液口(50)，旋流除尘装置第一排液口(49)和旋流除尘装置第二排液口(50)分别通过管道与循环水池(26)的进液口相连，循环水池(26)底部排液口通过调节阀(27)与后处理***(51)相连；循环水池(26)一侧的出液口通过第二过滤器(30)和循环水泵(31)分别与第二三通(48)的第三端、第一三通(47)的第三端、上层冲洗管道(10)和下层冲洗管道(44)相连；所述的循环水池(26)顶部的补液口上设有带补水调节阀(25)的补水管道；
b、控制部分包括控制器(52)，控制器(52)的信号输入端分别与烟气流量检测传感器(2)、烟尘浓度分析仪器(3)、第二压力检测仪(9)、第一压力检测仪(12)、循环水密度计(28)、液位计(29)和外排烟尘浓度检测仪(39)相连，所述控制器(52)的信号输出端分别与泡沫计量泵变频器(35)、稀释水调节阀(37)、表面活性剂计量泵变频器(23)、喷淋水调节阀(21)、第一冲洗水电动阀(11)、第二冲洗水电动阀(53)、补水调节阀(25)和调节阀(27)相连。
2.根据权利要求1所述的一种迷宫式旋流除尘装置，其特征在于：所述的引风机(1)与文丘里预混器(4)进口之间设有锅炉烟气流量检测传感器(2)和烟尘浓度分析仪器(3)。
3.根据权利要求1所述的一种迷宫式旋流除尘装置，其特征在于：所述的泡沫储罐(34)与第一三通(47)之间依次设有第一底部出口阀门(40)、泡沫计量泵(36)和泡沫电动阀(38)，所述的泡沫计量泵(36)的顶部设有泡沫计量泵变频器(35)。
4.根据权利要求1所述的一种迷宫式旋流除尘装置，其特征在于：所述的表面活性剂储罐(24)和第二三通(48)之间依次设有第二底部出口阀门(41)、表面活性剂计量泵(22)和表面活性剂电动阀(20)，所述的表面活性剂计量泵(22)的顶部设有表面活性剂计量泵变频器(23)。
5.根据权利要求1所述的一种迷宫式旋流除尘装置，其特征在于：所述的循环水泵(31)与第二三通(48)的第三端之间依次设有第三过滤器(32)和喷淋水调节阀(21)；循环水泵(31)与第一三通(47)的第三端之间设有稀释水调节阀(37)；循环水泵(31)与上层冲洗管道(10)之间设有第一冲洗水电动阀(11)；循环水泵(31)与下层冲洗管道(44)之间设有第二冲洗水电动阀(53)。
6.根据权利要求1所述的一种迷宫式旋流除尘装置，其特征在于：所述的流除尘装置第一排液口(49)与循环水池(26)的进液口之间设有第一排放阀(16)，所述的流除尘装置第二排液口(50)与循环水池(26)的进液口之间设有第二排放阀(18)。
7.根据权利要求1所述的一种迷宫式旋流除尘装置，其特征在于：所述的上层冲洗管道(10)的上部设有第一压力检测仪(12)，下层冲洗管道(44)的上部设有第二压力检测仪(9)，烟囱(7)内部设有外排烟尘浓度检测仪(39)。
8.根据权利要求1所述的一种迷宫式旋流除尘装置，其特征在于：所述的循环水池(26)内部设有液位计(29)和循环水密度计(28)，循环水池(26)的出液口与第二过滤器(30)之间设有循环水池出液口阀门(42)。
9.根据权利要求1所述的一种迷宫式旋流除尘装置，其特征在于：所述的盘旋上升流线型螺旋壳体(45)为若干个，若干个盘旋上升流线型螺旋壳体(45)的内部分别设有雾化喷头(15)。
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