低阻力‑旋流耦合除尘除雾装置的除尘除雾单元及方法与流程

本发明涉及一种组成低阻力-旋流耦合高效除尘除雾装置的除尘除雾单元及一种除尘除雾方法，属于烟气的净化领域。

背景技术：

硫酸盐与硝酸盐在大气中作为雾霾的载体已有定论，目前石灰石-石膏法脱硫塔出口的饱和湿烟气，二次携带较多的不溶性石膏及石灰石颗粒，并且常规除雾器出口液滴浓度约为75mg/Nm3，加上烟气中未除尽的烟尘，造成脱硫塔出口烟气中的烟尘浓度无法达到现阶段关于超净排放法规对于烟尘含量≤5mg/Nm3的要求。其中采用模块化设计的旋流板除尘除雾器由于能耗低、除尘除雾效果好、装卸方便等优点越来越受到关注，但目前市场上的同类产品由于多采用PP材质，存在设备机械强度低、叶片容易破碎等缺点。同时，采用多级旋流子的情况下，设备压损较大，一般旋流板除尘除雾器的设备压降高达400pa及以上，而一般运行工况下，机械除雾器的压降一般≤200pa，这样造成了引风机电耗增加，不利于节能，存在改造后造成脱硫引风机压头不足的风险。

技术实现要素：

本发明针对常规高效旋流板除尘除雾器部件强度低、压损大的不足，提供一种使用寿命更长、压损更小、组装更为方便，能够更好的实现对脱硫后等含有大量液滴的饱和湿烟气进行深度除尘除雾的模块化单元，同时提供一种更高效率的除尘除雾方法。

申请文件中所述的φ25x2是指外径(直径)25mm，壁厚2mm；PP管是指建筑工程中的塑料管；管式预除雾模块之间的管材错列布置是指不同管式预除雾模块中的管材依烟气方向立体平行但不在同一个垂直平面上交叉布置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种安装于脱硫吸收塔内最上一级喷淋层上方的低阻力-旋流耦合高效除尘除雾装置，该装置包含多个除尘除雾单元，每个除尘除雾单元包含包括供烟气通过的中空筒体和至少两个常规离心式旋流板模块，还包括至少两个固定在中空筒体上的管式预除雾模块，管式预除雾模块由平行排列的管材组成，平行排列的管材之间存在间隙，管式预除雾模块之间的管材沿烟气方向错列布置，所述管式预除雾模块、常规离心式旋流板模块沿中空筒体烟气入口到烟气出口方向依次设置。

该技术方案的工作原理是：脱硫后夹带有液滴及细粒子的饱和湿烟气自每个除尘除雾单元的中空筒烟气入口进入，通过管式预除雾模块的除雾作用，以较小的压损为代价，有效阻挡并去除掉烟气中一部分较大的液滴及烟尘颗粒。经过预除雾的烟气在通过第一级常规离心式旋流板模块时，发生快速旋转，在离心力的作用下，将烟气中残存的较大液滴及颗粒物甩到四周的筒壁上，使其随着筒壁的持液层流出筒体下部去除，同时由于液滴与细粒子之间的惯性差及旋转速度不同，可以利用液滴捕集细粒子。之后，烟气再经过第二级常规离心式旋流板模块，对烟气的旋转程度加强，进一步强化除雾及微小液滴的去除效果，从而达到高效除尘除雾的作用。

优选的是，中空筒体为圆柱形一体化成型，且内壁光滑，便于液滴集聚下溢。管式预除雾模块成一体化设计，使之与其他部件一样达到拆装方便的目的。

优选的是，管式预除雾模块为2-3层，同一个管式预除雾模块上的管材的横向截距优选为35-45mm，不同的管式预除雾模块上的管材沿烟气方向错列布置，其纵向截距优选为30-35mm，这样既有利于实现最佳的发明效果，又能够达到节约目的。在其外部还可以安装有包围板，该包围板可以但不唯一由PP材质制成，所述的管材可以是φ25x2的PP管。

常规离心式旋流板模块主要是便于拆装的现有技术中常见的离心式旋流板，由一个中心筒体、若干导流叶片以及外部包围板组成，导流叶片固定连接在中心筒体上，常规离心式旋流板模块固定连接在所述中空筒体上。

优选的是，相对于两个常规离心式旋流板模块，在中空筒体的近烟气出口位置安装有一级净烟气均布装置，对通过常规离心旋流板模块继续上升的烟气进行导流和消旋。所述净烟气均布装置由外部包围板和格栅板组成，所述的格栅板正交竖直分布。

优选的是：净烟气均布装置的外部包围板高度为35-80mm，其横截面沿横向、纵向分别被格栅板均分，以保证净烟气均布装置导流消旋的效果最佳。进一步，所述净烟气均布装置的外部包围板和格栅板为厚度3mm的PP材质，其横截面沿横向、纵向被9块格栅板均分。

管式预除雾模块、常规离心式旋流板模块以及净烟气均布装置可以通过螺栓、卡槽、塑料焊接等常规方式固定在中空筒体上。

此外，提供一种高效除尘除雾方法：

S1：预除雾处理。脱硫后夹带有液滴及细粒子的饱和湿烟气通过管式预除雾模块的除雾作用，以较小的压损为代价，有效阻挡并去除掉烟气中一部分较大的液滴及烟尘颗粒。

S2：初级除尘除雾处理。经过管式预除模块处理后的烟气接着通过一级常规离心式旋流板模块，经发生快速旋转，在离心力的作用下，将烟气中残存的较大液滴及颗粒物甩到四周的筒壁上，使其随着筒壁的持液层流出筒体下部去除，同时由于液滴与细粒子之间的惯性差及旋转速度不同，可以利用液滴捕集细粒子。

S3：强化除尘除雾处理。经过初级除尘除雾处理的烟气经过第二级常规离心式旋流板模块，对烟气的旋转程度加强，进一步强化除雾及微小液滴的去除效果，从而达到高效除尘除雾的作用。

S4：导流消旋处理。针对S3步骤处理的烟气采取加装净烟气均布装置对烟气进行导流和消旋，提高除尘除雾的效率。

附图说明

图1为实施例1结构示意图；

图2为常规离心式旋流板的立体结构示意图；

图3为两层预除雾装置俯视结构示意图；

图4为实施例2的结构示意图；

图5为实施例2中净烟气均布装置正视图；

图6为实施例2中净烟气均布装置的俯视图；

图7为除尘除雾方法的流程图。

标号说明：1、中空筒体，2、常规离心式旋流板模块，3、管式预除雾模块，4、中心筒体，5、常规旋流板除尘除雾器外部包围板，6、导流叶片，7、卡键，8、PP管，9、净烟气均布装置，10、格栅板。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，由若干个低阻力-旋流耦合除尘除雾单元组成的除尘除雾装置，安装于脱硫吸收塔内最上一级喷淋层上方，每个除尘除雾单元包含一个圆柱形中空筒体1、两级常规离心式旋流板模块2和两级管式预除雾模块3，中空筒体1为圆柱形且采用一体化成型，沿中空筒体的烟气入口至出口依次设置有两级管式预除雾模块3和两级常规离心式旋流板模块2。常规离心式旋流板模块2通过螺栓固定在中空筒体1上。管式预除雾模块3的管材为φ25x2的PP管，管材固定在PP材质的外部包围板上，外部包围板通过螺栓固定连接在圆柱形中空筒体1上，管材的横向截距为35mm，上下两个管式预除雾模块3的纵向截距为35mm，上下两级管式预除雾模块3上的管材沿烟气方向错列布置。每级常规离心式旋流板的导流叶片6为18片，仰角为35°，导流叶片6通过卡槽固定在中心筒体4上，外部包围板为PP材质，并通过螺栓把外部包围板固定在中空筒体1上。

当含有大量液滴的脱硫后饱和湿烟气自下而上，首先通过两级管式预除雾模块3，在经过管式预除雾模块3的过程中，烟气中携带的较大颗粒的液滴及烟尘被除掉，同时烟气中微小的液滴通过管式预除雾模块3的扰流作用，部分团聚成较大的液滴，通过管式预除雾模块3的烟气，继续上行通过常规离心旋流板模块2，在通过常规离心式旋流板模块2的过程中，细小的液滴在导流叶片6间隙内碰撞过程中，再次团聚成为较大的液滴，利用烟气和烟气中携带的液滴、烟尘的分离惯性不同，团聚的液滴与烟气中的粉尘颗粒被甩到中空筒体1的内壁流动的液膜上，实现对液滴和烟尘的捕捉。之后，烟气经过第二级常规离心式旋流板模块，对烟气的旋转程度加强，进一步强化了除尘除雾效果。

本发明实施例1的有益效果为：1、除尘除雾效果好。正常运行条件下，可使脱硫塔出口雾滴含量≤10mg/Nm3，入口烟尘总浓度(含二次携带的石膏及石灰石颗粒)≤30mg/Nm3时，出口烟尘浓度可降低至5mg/Nm3以内，满足现阶段超低排放要求。2、该装置常规离心旋流板模块2导流叶片6不易被磨损，运行寿命长。3、由于预除雾器合理的结构布置，其局部压损低，可以有效减少烟气经过常规离心式旋流板模块2时，烟气方向发生改变而产生的压降，从而降低旋流板除尘除雾器的压损，该装置运行的阻力≤230pa，与常规机械除雾器压降较为一致，不存在改造后造成脱硫引风机压头不足的风险，比常规离心式旋流板除尘除雾器能耗小。4、采用预除尘除雾模块代替一层常规旋流板除尘除雾模块，在保证除尘除雾的效果的前提下，减轻了烟气中携带的大颗粒物对常规离心旋流板模块叶片的磨损、破坏，提高了除尘除雾器长期运行的稳定性，提高了旋流板的使用寿命。5、投资费用低、运行稳定性好、无结垢阻塞风险，在较低的投资与运行成本下实现对脱硫后饱和湿烟气的深度除尘除雾，本发明可以代替常规“除雾器+湿式静电”的工艺及常规离心式旋流板除尘除雾器。6、无额外安装空间要求，可以拆除除雾器后直接进行安装。

实施例2

如图4所示，该低阻力-旋流耦合高效除尘除雾装置包含多个除尘除雾单元，每个单元在实施例1结构基础上，加装了一级净烟气均布装置9。净烟气均布装置9的高度为50mm，横截面沿横向、纵向分别被9块3mm厚的PP材质的格栅板10均分。

此外，提供一种利用以上除尘除雾装置进行除尘除雾的方法，如图7所示：

S1：脱硫后夹带有液滴及细粒子的饱和湿烟气通过一个低阻力-旋流耦合高效除尘除雾单元内的两级管式预除雾模块3，以较小的压损为代价，烟气中一部分较大的液滴及烟尘颗粒可以得到有效去除。该管式预除雾模块与实施例1中的管式预除雾模块相同。

S2：经过管式预除雾模块处理后的烟气接着通过一级常规离心式旋流板模块2，该常规离心式旋流板模块与实施例1中的常规离心式旋流板相同。经发生快速旋转，在离心力的作用下，烟气中残存的较大液滴及颗粒物被甩到四周的筒壁上，使其随着中空筒体的筒壁持液层流出筒体下部去除，同时由于液滴与细粒子之间的惯性差及旋转速度不同，可以利用液滴捕集细粒子。

S3：过滤后的烟气经过第二级常规离心式旋流板模块2，该常规离心式旋流板模块2与S2中的常规离心式旋流板模块2相同。第二级常规离心式旋流板模块2对烟气的旋转程度加强，进一步强化除雾及微小液滴的去除效果，从而达到高效除尘除雾的作用。

S4：过滤后的烟气继续上升，为了防止流出筒体的旋转气流与相邻筒体出来的旋转气流发生多股漩涡交汇摩擦现象，导致效率减弱，在中空筒体1加装净烟气均布装置9，对流出的烟气进行导流和消旋。该烟气均布装置与实施例2中的烟气均布装置相同。

实施例2相比于实施例1，其有益效果还在于：一方面，加装了净烟气均布装置可以避免流出筒体的旋转气流与相邻筒体出来的旋转气流发生多股漩涡交汇摩擦现象，导致烟气自身的“内耗”加大，使烟气阻力增加。而在筒体出口处采用正交分布的竖直格栅板，则可对旋转气流具有很好的消旋作用，并引导气流垂直向塔顶运动。另一方面，在消旋过程中，从下部刚上来的旋转气流流向与竖直叶片发生一定的夹角碰撞和导流作用，从而可对烟气中残留液滴或细粒子做进一步惯性去除作用。

尽管本发明及其方法的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施例中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明及其方法并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。