烟水同道除尘装置的制作方法

本发明属于烟气除尘领域，具体涉及一种用于烟囱的烟水同道除尘装置。

背景技术：

工业粉尘通常指含尘的工业废气，或者产生于固体物料加工过程中的粉碎、筛分、输送、爆破等机械过程，或产生于燃烧、高温熔融和化学反应等过程中的微小粉尘。其中工业废气的粉尘含有粒度大、化学成分与原固体物质相同的粉尘，而后者含有粒度小、化学性质与生成它的物质有别的烟尘，通过改进生产工艺和燃烧技术可以减少颗粒物的产生。

这些在工业生产过程中经常排放的工业废气，如不经过处理直接排放会污染大气环境，会导致雾霾、酸雨等不良气候以及人体呼吸道疾病等，造成社会公害。因此工业粉尘治理，特别是工业废气的有效治理，是防止大气污染、使工厂污染物达标排放的重要手段。

目前常见的工业粉尘废气的处理装置包括机械除尘器、电除尘器、过滤袋式除尘器、洗涤除尘器等。其中，机械除尘器依靠机械力将尘粒从气流中除去，其结构简单，设备费和运行费均较低，但除尘效率不高；电除尘器利用静电力实现粉尘颗粒与气流分离，基本上有板式电除尘与管式电除尘两种，电除尘的气流阻力小，除尘效率可达99％以上，电除尘的初投资比较高，占地面积也较大。过滤袋式除尘器使含尘气流通过袋式滤料将尘粒颗粒分离捕集，除尘效率较高一般为90％～99％，但是受袋式滤材的耐温影响，有时不适用于温度高的含尘工业废气；洗涤除尘器用液体(通常是水和有机溶剂)洗涤含尘工业气体，使尘粒与液滴或液膜碰撞而被俘获，并与气流分离，除尘效率为80％～95％，运转费用较高，吸收下来的废液需要考虑回收或者进行二次处理。

现有的采用水源除尘的设备或洗涤除尘器通常采用喷淋的方式用水除尘，或者是用带有小孔的水管围绕在烟道四周，通过小孔喷出的水雾在烟道中形成一层水膜进行除尘。前者所产生的喷淋水线密度不够，不能与烟气充分长期接触，难以达到有效的除尘效果，而且由于烟道面积所限，产生的纵向或抛物线状的水线数量有限，无法应用于实际生产。后者成本高，所产生的水雾与烟气接触时间短，而且会影响烟气的排出。另外这两种方法的耗水量都极大，而且喷出的水沿烟道侧壁向下流动时会加速烟道中间部分气流加速排出，更加降低除尘效果；当喷水量过大时容易在烟道内侧壁上形成倒v型水膜，造成排烟不畅或封堵烟道。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种用于烟囱的烟水同道除尘装置。本装置能大幅提高水与烟尘的接触面积，有效地溶解或混合绝大部分烟尘杂质，使工业废气得到了良好的治理。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种烟水同道除尘装置，它包括烟囱、水道、进水装置、出水装置和锥形排水罩，所述烟囱的内壁为金属管道，在所述烟囱的内部纵向设置有一个或多个所述水道，在所述水道的管壁上设有多个用以将水道内的水喷向烟囱内壁的横向喷水孔，所述水道的入水口与所述进水装置的出水口通过管路相连接，在所述烟囱上设有一个或多个出水装置，该出水装置包括贴合于烟囱内壁上的环状接水槽和与该环状接水槽相连通的使收集到的水直接穿过烟囱壁导出烟囱的出水通道；用于防止水流出烟囱底部的所述锥形排水罩位于所述烟囱的底部。

本装置中的水道可通过一层或多层水道连接装置纵向悬空固定在所述烟囱内部。

进一步的，水道连接装置可以呈多层设置，相邻两层水道连接装置之间的纵向间隔为0.5～2m。在一种具体方案中，水道连接装置包括固定环和至少三个固定架，所述固定环与所述水道的外周壁固定连接，所述固定架的一端与所述固定环连接，固定架的另一端与烟囱内壁相连接；所述固定环和固定架均为开口向上且内部相连通的用以将水道外壁上的水引导至烟囱内壁的槽状结构。

本装置中水道的长度为烟囱高度的60～80％，水道上的喷水孔的直径为0.1～3mm。

本发明中的进水装置包括进水泵和进水管路，所述进水泵的出口通过所述进水管路与所述水道下部的入水口相连接；在所述水道内设有维持水道内部各高度水压稳定的分段阻隔装置。

出水装置的出水通道自烟囱内至外向下倾斜以利于排出所述环状接水槽收集到的水；所述出水装置在烟囱上呈一层或多层设置。

出水装置进一步包括过滤装置和出水管道，所述过滤装置的入口通过所述出水管道与出水装置的出水通道相连接，所述过滤装置的出水口通过出水管道连接至外部的储水装置或循环回用装置。过滤装置包括一个或多个过滤池，所述过滤池内部设有与池底平行的用以滤除水内烟尘并维持网下水流稳定的滤网，所述过滤池的进水口和出水口均设有降低污水内烟尘移动速度的拦截网。

本装置中，在所述烟囱的底部设有内径大于烟囱的烟囱座，所述锥形排水罩位于该烟囱座内部，所述锥形排水罩的四周与烟囱座内壁之间留有使烟排向烟囱的出烟通道；在所述烟囱座的内壁上设有环状的导水槽和与所述导水槽连通的排水通道。

进一步的，可以在烟囱内水道的上部设有加速排烟或防止空气倒流的的抽风装置。

本发明的烟水同道除尘装置，使水线从烟囱或烟道的中部向烟囱或烟道的内壁横向喷射，克服了纵向水线数量少、密度低的限制，在尽量不影响排烟的基础上可以在同一时间在烟囱内横向喷出成千上万根乃至上百万根水线，形成环形辐射状除尘水网，并且每条水线在撞击到烟囱内壁后反弹又会分散成多个更小的水线，在进一步增加水线数目的同时更是构成了多方向喷射的立体除尘网络，极大地增加了水与烟气的接触面积和时间，提高了除尘效果。采用本装置对黑色烟气除尘时，可以使烟尘中的绝大部分杂质或颗粒物溶解或混合进水中，从而排出无色的烟气，具有极佳的除尘效果。

附图说明

图1本发明的一种结构示意图；

图2本发明的水道与水道连接装置纵向剖视图；

图3是现有技术中的两种喷淋塔与本申请装置的上部水线方向示意图；

其中a为顶部向下喷淋塔，b为顶部横向喷淋塔，c为本发明的水线示意图；

图4是本发明出水过滤装置的一种结构示意图；

图中，1-烟囱，2-水道，3-进水装置，4-出水装置，5-锥形排水罩，6-环状接水槽，7-喷水孔，8-烟囱座，9-水道连接装置，10-导水槽，11-抽风装置，21-固定环，22-固定架，31-水线，32-喷淋塔，33-顶部喷淋头，41-滤池一，42-滤池二，43-滤池三，44-滤网一，45-滤网二，46-滤网三，51-拦截网一，52-拦截网二，53-拦截网三，54-拦截网四，55-拦截网五，56-拦截网六，61-含尘污水，62-清水。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明本发明的内容。但以下所述的实例是为了更好的阐述本专利，并不是用来限制本专利的保护范围。

如图1所示，本烟水同道除尘装置包括烟囱、水道、进水装置、出水装置和锥形排水罩。其中，烟囱的内壁为金属管道或金属材质，在烟囱的内部纵向设置有一个或多个水道。水道为管状结构，根据烟囱的内径大小，可以设一个、两个、三个或更多的水道。当水道有多个时，多个水道均位于烟囱内部的中心位置。

在水道的管壁上设有多个用以将水道内的水喷向烟囱内壁的横向喷水孔，根据烟囱的大小和所形成水线的要求，喷水孔的直径可在0.1～3mm范围内调整。

水道可通过一层或多层水道连接装置纵向悬空固定在所述烟囱内部。优选的水道连接装置可以呈多层设置，相邻两层水道连接装置之间的纵向间隔为0.5～2m。水道的长度为烟囱高度的60～80％。如图2所示，水道连接装置包括固定环和至少三个固定架，所述固定环与所述水道的外周壁固定连接，所述固定架的一端与所述固定环连接，固定架的另一端与烟囱内壁相连接；所述固定环和固定架均为开口向上且内部相连通的用以将水道外壁上的水引导至烟囱内壁的槽状结构。

水道的入水口与进水装置的出水口通过管路相连接，水道的入水口位于水道的下方或底部。进水装置包括进水泵和进水管路，进水泵的出口通过所述进水管路与所述水道下部的入水口相连接；在水道内可进一步设有维持水道内部各高度水压稳定的分段阻隔装置。

在烟囱上设有一个或多个出水装置，根据烟囱的高度和实际需求，可决定出水装置的数量。该出水装置包括贴合于烟囱内壁上的环状接水槽和与该环状接水槽相连通的使收集到的水直接穿过烟囱壁导出烟囱的出水通道；出水装置的出水通道自烟囱内至外向下倾斜以利于排出所述环状接水槽收集到的水。出水装置进一步包括过滤装置和出水管道，所述过滤装置的入口通过所述出水管道与出水装置的出水通道相连接，所述过滤装置的出水口通过出水管道连接至外部的储水装置或循环回用装置。

出水装置的过滤装置包括一个或多个相互串联或/和并联过滤池，过滤池内部设有与池底平行的用以滤除水内烟尘并维持网下水流稳定的滤网，过滤池的进水口和出水口均设有降低污水内烟尘移动速度的拦截网，其中拦截网也是一种网孔比前述滤网大的过滤网。含尘污水中所含有的烟尘在污水中会以极大速度流动，通过一般的过滤方法很难除去或是成本较大。本申请中巧妙地采用滤网和拦截网的方式使污水中的烟尘被拦截下来，拦截网使烟尘减速，而滤网将减速后的烟尘滤至过滤池底部后又使过滤池下部水流稳定至接近表静止状态，采用这种简洁的方式可以使污水中的烟尘顺利沉降至过滤池底部，定期将其从池底清除即可。当采用一个滤池无法得到清水时，可采用两个或两个以上的过滤池串联的方式进行处理，最后经由过滤装置处理得到的清水，可以直接循环使用，以节省成本。

以图4为例，过滤装置包括滤池一、滤池二和滤池三，三个滤池通过水管相互串联，在每个滤池的中部或中上部均设有与池底平行的滤网(如滤网一、滤网二和滤网三)。在三个滤池的进水口和出水口均设有拦截网(如拦截网一、拦截网二、拦截网三、拦截网四、拦截网五、拦截网六)，经实地验证，这种过滤装置可以将黑色的含尘污水过滤成清水导出。

本装置中，在烟囱的底部设有内径大于烟囱的烟囱座，用于防止水流出烟囱底部的锥形排水罩位于烟囱底部的烟囱座内部，锥形排水罩的四周与烟囱座内壁之间留有使烟排向烟囱的出烟通道；在烟囱座的内壁上设有环状的导水槽和与所述导水槽连通的排水通道。

本发明还可以在烟囱内水道的上部设有加速排烟或防止空气倒流的的抽风装置，例如抽风机或抽风叶片等。烟囱内部的大量水线会使上升烟气逐渐降温，降低流速，而抽风装置可以弥补上升烟气部分动力不足的问题使气流流速平稳。另外，如果碰到极端天气，例如当烟囱顶部出口外的冷空气剧降、风速过大或风向下吹时，大气向下推压时，容易造成烟囱内的烟气回流或倒烟，影响正常运行，而抽风装置适时运行则可以向上提升气流。避免这种问题的产生。

本装置在运行时，带粉尘等污染物的烟气从烟囱座下方向上经烟囱座和锥形排水罩排入烟囱内。开启进水装置，将水压入水道中，并通过多个喷水孔向外喷出多条水线，水线撞击到金属的烟囱壁后分散成更多条方向不规定的水线，形成横向、斜向等立体水线网络，如图3中的c所示。本装置所形成的立体水线网络与图3的a中所示的向下垂落的有限水线和图3的b中所示的只有顶部部分喷淋所形成的网络之间不具有可比性，而且图3的a和b中的水线密度不够，且淋水装置在上部降温较快，加速烟囱内部气体对流逸出，喷淋水线不能充分接触烟尘，不能达到除尘目的，这也是目前水源除尘并未应用在实际工业生产中的原因之一。

本装置在除尘时，由于有密集的水线分布，因此烟气向上穿过立体水线网络时，实际上与成千上万根水线交融以充分除去其中的粉尘等污染物。当立体水线网络影响到烟气向上的动力时，可打开烟囱内的抽风装置为烟气提供动力。喷水孔喷出的水最后汇聚在烟囱内壁上，经由一个或多个出水装置导出至烟囱外，再经过过滤操作可以继续返回本装置中使用。汇聚在水道外壁上的水经由槽状结构的水道连接装置也引流至烟囱内壁上。少量未从出水装置导出的水在烟囱内向下滴落时，滴入锥形排水罩上，经由烟囱座内壁上的导水槽收集，最后由排水通道排出。