本实用新型涉及烟气处理领域，具体涉及一种多级悬浮分离装置。
背景技术：
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能或电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅炉包括在火上加热的盛水锅和燃烧燃料的场所炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。
旋风分离器是用于气固体系分离的一种设备，包括旋转区和压缩区。工作原理为靠气流切向引入旋转区造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴旋转下降，甩向内径逐渐减小的压缩区的外壁面分开。是工业上应用很广的一种分离设备。
现有燃煤锅炉采用开放式炉膛直接燃烧加热盛水锅的传统方式进行加热。其燃料燃烧效率低，难以完全燃烧，容易产生烟尘和焦油，以及一氧化碳、硫化物和氮氧化物等有害气体。将此类废气直接排放容易对环境造成很大的污染。并且，开放式炉膛中的煤等燃料燃烧后产生的焦油和烟尘容易在烟道中积聚，造成设备的腐蚀，降低使用寿命，并且使管壁增厚，影响换热效率。
技术实现要素：
为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种多级悬浮分离装置，能够对烟气进行多级分离处理，节能减排，提高换热效率及设备使用寿命。
多级悬浮分离装置，包括烟道、烟气处理器、水槽和风机，所述烟道与所述烟气处理器气密连接，所述烟气处理器与所述风机气密连接；所述烟气处理器包括旋风除尘器、旋风洗尘器和水汽分离器；所述旋风除尘器包括第一旋风分离器以及与其底部连通的积尘管，所述旋风洗尘器包括第二旋风分离器以及与其底部连通的洗尘筒，所述水汽分离器包括第三旋风分离器以及与其底部连通的液管，所述第一、第二和第三旋风分离器的气路依次首尾连通，最后与所述风机相连；所述水槽设置于所述烟气处理器下方，且所述积尘管、洗尘筒和液管均竖直插入水槽液面以下。
烟气处理工作机理为：燃料燃烧产生的高温烟气，在风机的抽送作用下，经烟道进入第一旋风分离器，烟尘在离心和重力作用下，伴随少数焦油从积尘管落入底部水槽之中。由于风机的负压作用，所述水槽内部分洗液会上升进入所述积尘管、洗尘筒和液管中，形成液封；烟气进入第二旋风分离器后，经二次旋风分离，下降入洗尘筒并与洗液液面接触，使烟气内残存烟尘和有害气体，尤其是二氧化硫和氮氧化物，溶解于洗液之中。所述洗液优选为水或碱性水溶液。
进一步，所述洗尘筒上边缘低于所述积尘管和所述液管上边缘。
进一步，所述风机产生风压压强小于等于，所述洗尘筒上边缘到水槽液面的竖直高度的洗液，所产生的压强。
进一步，所述旋风除尘器与所述旋风洗尘器间设置有换热器。所述换热器包括换热水套和烟气绕管，所述烟气绕管缠绕于所述换热水套内。旋风除尘器初步除尘后的高温烟气，经过所述换热器换热，不仅能够重复利用烟气热量，并能够减少在后续洗尘阶段烟气带走的水汽量，且提高有害气体溶解度，提高水洗净化效果。
优选的，所述第二旋风分离器底部开口直径与上部相同，所述洗尘筒上边缘与所述第二旋风分离器底部开口直径相同，且所述洗尘筒直径由上到下逐渐减小。该结构设置将烟气的旋风运动过程与压缩分离过程分开，使烟气在第二旋风分离器内获得旋转离心力后，迅速下降进入洗尘筒，利用洗尘筒缓慢压缩分离并洗涤烟气。其促进了烟气与洗液液面接触，进一步提高了清洗净化效果。
优选的，在所述水汽分离器中，所述第三旋风分离器直径小于所述第一和第二旋风分离器，所述液管直径小于所述积尘管和所述洗尘筒直径。所述水汽分离器能够有效提高旋风转速，分离烟气自身及净化中携带的水汽，不仅使洗液循环利用，并且提高后续风机和管道的使用寿命。
本实用新型所带来综合效果包括：
本新型能够利用风机及多级旋风分离装置，实现气路内的负压状态，并对烟气充分清洗分离，提高了烟气处理效率，节能减排，提高换热效率及设备使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型实施例1多级悬浮分离装置内部结构示意图。
其中，在附图中相同的部件用相同的附图标记；附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型。
实施例1
一种多级悬浮分离装置，包括烟道1、烟气处理器2、水槽3和风机4，所述烟道1与所述烟气处理器2气密连接，所述烟气处理器2与所述风机4气密连接；所述烟气处理器包括旋风除尘器21、旋风洗尘器22和水汽分离器23；所述旋风除尘器21包括第一旋风分离器211以及与其底部连通的积尘管212，所述旋风洗尘器22包括第二旋风分离器221以及与其底部连通的洗尘筒222，所述水汽分离器23包括第三旋风分离器231以及与其底部连通的液管232，各所述旋风分离器的气路依次首尾连通，最后与所述风机4相连；所述水槽3设置于所述烟气处理器2下方，且所述积尘管212、洗尘筒222和液管232均竖直插入水槽3液面以下。
烟气处理工作流程为：燃料燃烧产生的高温烟气，在风机4的抽送作用下，经烟道1进入第一旋风分离器21，烟尘在离心和重力作用下，伴随少数焦油从积尘管212落入底部水槽3之中。由于风机4的负压作用，所述水槽3内部分洗液会上升进入所述积尘管212、洗尘筒222和液管232中，形成液封；烟气进入第二旋风分离器221后，经二次旋风分离，下降入洗尘筒222并与洗液液面接触，使烟气内残存烟尘和有害气体，尤其是二氧化硫和氮氧化物，溶解于洗液之中。所述洗液为水。
所述洗尘筒222上边缘低于所述积尘管212和所述液管232上边缘。
所述风机4产生的风压压强小于等于，所述洗尘筒222上边缘到水槽3液面的竖直高度的洗液，所产生的压强。
所述旋风除尘器21与所述旋风洗尘器22间设置有换热器25。所述换热器25包括换热水套251和烟气绕管252，所述烟气绕管252缠绕于所述换热水套251内。旋风除尘器21初步除尘后的高温烟气，经过所述换热器25换热，不仅能够重复利用烟气热量，并能够减少在后续洗尘阶段烟气带走的水汽量，且提高有害气体溶解度，提高水洗净化效果。
在所述旋风除尘器21内，所述第一旋风分离器211和所述积尘管212设置有气路相互串联的三组。多组旋风分离器相串联，能够提高除尘集焦油效果，避免对后续管路设备尤其是换热器25的损坏。
在所述旋风洗尘器22内，所述第二旋风分离器221和所述洗尘筒222设置有气路相互串联的两组。所述第二旋风分离器221底部开口直径与上部相同，所述洗尘筒222上边缘与所述第二旋风分离器221底部开口直径相同，且所述洗尘筒222直径由上到下逐渐减小。该结构设置将烟气的旋风运动过程与压缩分离过程分开，使烟气在第二旋风分离器221内获得旋转离心力后，迅速下降进入洗尘筒222，利用洗尘筒222缓慢压缩分离并洗涤烟气。其促进了烟气与洗液液面接触，进一步提高了清洗净化效果。
在所述水汽分离器23中，述第三旋风分离器231和所述液管232设置有气路相互串联的两组。所述第三旋风分离器231直径小于所述第一和第二旋风分离器，所述液管232直径小于所述积尘管212和所述洗尘筒222直径。所述水汽分离器23能够有效提高旋风转速，分离烟气自身及净化中携带的水汽，不仅使洗液循环利用，并且提高后续风机4和管道的使用寿命。
实施例2
本实施例采用实施例1所述装置进行实施，不同之处在于，所述换热器包括容置腔，所述烟气处理器设置于所述换热器的容置腔内部，所述水槽设置于所述容置腔底部，所述换热水套设置于所述容置腔外，且所述烟气绕管绕所述容置腔设置。该优选结构能够充分利用烟气所携带显热和冷凝潜热，加热换热器内供暖流体，充分利用热量，提高能效。
以上参考了优选实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型的保护范围并不限制于此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本实用新型的保护范围内。在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。