一种分离液滴和颗粒的净化装置的制作方法

本发明涉及烟气、天然气和页岩气净化设备领域，具体的是一种分离液滴和颗粒的净化装置。

背景技术：

随着我国环境污染加剧，雾霾天气越来越严重，给人们的生活和身体带来了日益严重的影响。国家出台了严厉政策限制污染物排放，特别对于燃煤电厂进行了超低排放的限制，灰尘含量不高于10mg/nm3、甚至5mg/nm3。现有技术种类繁多，现有的旋转分离装置中，气体和固体粉从左边进入，然后经叶片产生离心力，其中雾滴和颗粒被甩到边壁处而排到收集罐中，其中为稳涡棒，这样就可以作为一个尾部烟气净化装置，得到了应用。其缺点是：1、若不加尾部的高速旋转分离装置，分离效率不高，特别是低浓度效果不明显，细颗粒无法排除；2、若加尾部的高速旋转分离装置，能耗较高，而且使用范围较窄。

技术实现要素：

为了解决现有烟气净化设备净化效率低的问题，本发明提供了一种分离液滴和颗粒的净化装置，该分离液滴和颗粒的净化装置能够方便快速的将捕获的雾滴和颗粒排出，所以分离效果更加明显。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分离液滴和颗粒的净化装置，包括外壳和中心收集器，外壳和中心收集器均为筒状，外壳套设于中心收集器外，外壳与中心收集器之间形成环形空腔，外壳的一端为气体进口端，外壳的另一端为气体出口端，外壳的气体进口端设有能够将进入的直线气流转换为旋转气流的离心部件，在所述离心部件与所述气体出口端之间，外壳的侧壁设有多个连通外壳的外部与所述环形空腔的排出口，中心收集器内设有内构件，内构件呈网状结构。

外壳为圆筒状，该离心部件设置于外壳外，该离心部件为沿外壳的轴线方向设置的多个气体切线入口层，每个所述气体切线入口层均含有多个沿外壳的周向设置的多个切线气体入口。

该离心部件还含有设置于外壳内的叶轮，叶轮位于气体进口端与所述气体切线入口层之间，或所述气体切线入口层位于气体进口端与叶轮之间。

沿外壳的轴线方向，外壳的侧壁上含有至少一层排出口，一层排出口内含有沿外壳的周向排列的多个排出口，排出口为长方形或椭圆形。

排出口的长度方向与外壳的横断面垂直，或者排出口的长度方向相对于外壳的横断面倾斜设置。

中心收集器的长度小于外壳的长度，中心收集器的入口端位于所述离心部件和所述气体出口端之间，中心收集器与外壳之间连接有用于将中心收集器内的液体引导至外壳外的排液管，内构件位于中心收集器的入口端和出口端之间。

当外壳呈水平状态时，该排液管位于中心收集器的下方；当外壳呈直立状态时，该排液管倾斜设置。

该离心部件还含有设置于外壳内的叶轮，中心收集器内套设有中心棒，中心棒的外径小于中心收集器的内径，中心棒的一端与叶轮的中心轴连接，中心收集器的内径大于或等于叶轮的中心轴的外径，内构件套设于中心收集器与中心棒之间。

外壳的气体出口端内套设有环形网段，环形网段的外径等于气体出口端的内径，环形网段的内径大于中心收集器的外径，环形网段的长度为1cm～30cm，中心收集器的出口端内套设有圆形网段，圆形网段的外径等于中心收集器的内径，圆形网段的长度为1cm～30cm，环形网段和圆形网段均为网状结构。

环形网段内设有多个外通孔，外通孔的直径大于环形网段的孔径，外通孔的中心线与外壳的轴线平行，多个外通孔沿环形网段的周向均匀排列，圆形网段内设有多个内通孔，内通孔的直径大于圆形网段的孔径，内通孔的中心线与外壳的轴线平行，多个内通孔沿圆形网段的周向均匀排列；当外壳呈水平状态时，外通孔位于环形网段的中部以上，内通孔位于圆形网段的中部以上。

本发明的有益效果是：

1、通过增加网状结构的内构件使液滴聚并，解决了细液滴和细颗粒难于分离的问题；

2、利用外置切线气体入口，便于维修；

3、可以采用叶轮和外置切线气体入口组合方式，使效果更明显；

4、分离装置可以水平、垂直向下和垂直向下布置，使用方便。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明所述分离液滴和颗粒的净化装置为水平状态时的总体结构示意图。

图2是离心部件为叶轮时的总体结构示意图。

图3是离心部件在上时的总体结构示意图。

图4是离心部件在下时的总体结构示意图。

图5是图1中a方向的示意图。

图6是排出口的第一种结构示意图。

图7是排出口的第二种结构示意图。

图8是排出口的第三种结构示意图。

图9是排出口的第四种结构示意图。

图10是排出口的第五种结构示意图。

图11是排出口的第六种结构示意图。

图12是排出口的第七种结构示意图。

图13是叶轮的结构示意图。

1、气体进口端；2、切线气体入口；3、排出口；4、环形网段；5、中心棒；6、内构件；7、中心收集器；8、第一种排液管；9、外壳；10、叶轮；11、第二种排液管；12、第三种排液管；13、气体出口端；14、外通孔；15、内通孔；16、方形正缝隙；17、方形右斜缝隙；18、右斜缝隙；19、正缝隙；20、方形左斜缝隙；21、左斜缝隙；22、椭圆形缝隙；23、圆形网段；

101、叶片；102、中心轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种分离液滴和颗粒的净化装置，包括外壳9和中心收集器7，外壳9和中心收集器7均为两端开放的筒状，外壳9套设于中心收集器7外，外壳9与中心收集器7之间形成环形空腔，外壳9的一端为气体进口端1，外壳9的另一端为气体出口端13，外壳9的气体进口端1设有能够将进入的直线气流转换为旋转气流的离心部件，在所述离心部件与所述气体出口端13之间，外壳9的侧壁设有多个连通外壳9的外部与所述环形空腔的排出口3，中心收集器7内设有内构件6，内构件6呈网状结构，如图1至图4所示。

使用使，含雾滴和颗粒的气体(如图1箭头d所示)通过气体进口端1进入，经离心部件后，水平的气流转变为螺旋气流，气流中雾滴和颗粒被甩向并附着于外壳9的内表面，然后雾滴和颗粒再从排出口3中排出，净化后的气体从气体出口端13排出。外壳9内中部的气流将进入中心收集器7，内构件6可以为现有的大网眼过滤网，内构件6的作用在于使雾滴和颗粒粘覆于该网状结构的骨架表面汇聚或聚并成悬浊液。由于该气体中雾滴和颗粒的净化分离装置能够方便快速的将捕获的雾滴和颗粒排出，所以分离效果更加明显。

在本实施例中，外壳9为圆筒状，该离心部件设置于外壳9外，该离心部件为沿外壳9的轴线方向设置的多个气体切线入口层，每个所述气体切线入口层均含有多个沿外壳9的周向均匀排列的多个切线气体入口2，切线气体入口2的喷射方向为外壳9的切线方向，如图1所示。

切线气体入口2喷射出的气体产生带动进入的流体产生强烈的旋转速度，多个切线气体入口2可以设置在同一圆上(即一个沿外壳9周向的气体切线入口层)，多个气体切线入口层沿外壳9的轴线方向依次设置，这样切线速度可以更容易控制，一般气体切线入口层为2层到10层，布置在外层也容易进行维修。

在本实施例中，该离心部件还可以为设置于外壳9内的叶轮10，如图2所示，该离心部件还可以为设置于外壳9外的切线气体入口2和设置于外壳9内的叶轮10，切线气体入口2和叶轮10同时存在，此时叶轮10位于气体进口端1与所述气体切线入口层之间，或所述气体切线入口层位于气体进口端1与叶轮10之间，外壳9的轴线、中心收集器7的轴线和叶轮10的轴线重合。叶轮10利用多个叶片产生旋转速度和离心力，叶片101与叶轮10的中心轴102之间的夹角为10°到80°，如图13所示。

在本实施例中，沿外壳9的轴线方向，外壳9的侧壁上含有至少一层排出口3，如外壳9的侧壁上含有一层排出口3，如图6至图8所示，一层中的多个排出口3沿外壳9的周向均匀排布(图6至图8中仅表示出了一个排出口3)，排出口3呈缝隙状，具体的如右斜缝隙18、正缝隙19、左斜缝隙21。外壳9的侧壁上含有多层排出口3，一层排出口3内含有沿外壳9的周向排列的多个排出口3，如图9至图12所示，图9至图12中仅表示出了每层排出口3中的一个排出口3，排出口3可以为长方形缝隙或椭圆形缝隙，具体的如方形正缝隙16、方形右斜缝隙17、方形左斜缝隙20或椭圆形缝隙22。

在本实施例中，排出口3的长度方向与外壳9的横断面垂直，如图7、图9、图10、图11、图12所示，或者排出口3的长度方向相对于外壳9的横断面倾斜设置，如图6、图8所示。

在本实施例中，中心收集器7的长度小于外壳9的长度，中心收集器7的入口端朝向外壳9的气体进口端1，中心收集器7的出口端与外壳9的气体出口端13平齐，中心收集器7的入口端位于所述离心部件和所述气体出口端13之间，中心收集器7与外壳9之间连接有用于将中心收集器7内的液体引导至外壳9外的排液管，内构件6位于中心收集器7的入口端和出口端之间。内构件6可以沿中心收集器7的轴向设置1个到3个，内构件6为圆柱形网状结构可以起到液滴聚并的功能，内构件6的材料是塑料或者316l钢，具有防腐蚀功能，网状结构不能太密以免堵塞造成气体不流通，优选该网状结构的孔径为0.5cm～3cm，如2cm～3cm。

在本实施例中，当外壳9呈水平状态时，该排液管位于中心收集器7的下方，如图1所示，该排液管为第一种排液管8，第一种排液管8呈直立状态。当外壳9呈直立状态且离心部件位于外壳9的上部时，该排液管倾斜设置，如图3所示，该排液管为第二种排液管11，第二种排液管11沿从内向外的方向倾斜向下设置。当外壳9呈直立状态且离心部件位于外壳9的下部时，该排液管倾斜设置，如图4所示，该排液管为第三种排液管12，第三种排液管12沿从内向外的方向倾斜向下设置。第二种排液管11和第三种排液管12可以沿中心收集器7的周向设置3个～10个。

在本实施例中，中心收集器7内套设有中心棒5(中心棒5在现有技术中也可以称为稳涡棒，起到稳定涡的作用，中心棒5需要中心收集器7或外壳9支撑，中心棒5与叶轮10相连)，中心棒5的外径小于中心收集器7的内径，中心棒5的长度大于中心收集器7的长度，中心棒5的一端与叶轮10的中心轴连接，中心收集器7的内径大于或等于叶轮10的中心轴的外径，内构件6套设于中心收集器7与中心棒5之间。中心收集器7的直径大于或者等于叶轮的中心轴102的直径。

在本实施例中，外壳9的气体出口端13内套设有环形网段4，环形网段4的外径等于气体出口端13的内径，环形网段4的内径大于中心收集器7的外径，环形网段4的长度为1cm～30cm，中心收集器7的出口端内套设有圆形网段23，圆形网段23的外径等于中心收集器7的内径，圆形网段23的长度为1cm～30cm，环形网段4和圆形网段23均为网状结构，中心棒5的另一端与圆形网段23连接。环形网段4、圆形网段23和内构件6的结构和材质相同，环形网段4和圆形网段23与内构件6的作用也相同，本发明中长度为沿外壳9的轴线方向的尺寸。

在本实施例中，环形网段4和内构件6从整体上看均呈圆环状，圆形网段23从整体上看均呈圆饼状，环形网段4内设有多个外通孔14，外通孔14的直径大于环形网段4的孔径(即环形网段4内的网眼直径)，外通孔14的中心线与外壳9的轴线平行，多个外通孔14沿环形网段4的周向均匀排列，圆形网段23内设有多个内通孔15，内通孔15的直径大于圆形网段23的孔径(即圆形网段23内的网眼直径)，内通孔15的中心线与外壳9的轴线平行，多个内通孔15沿圆形网段23的周向均匀排列，外通孔14和内通孔15的数量可以为6个到36个。当外壳9呈水平状态时，外通孔14位于环形网段4的中部以上，内通孔15位于圆形网段23的中部以上，如图5所示，外通孔14和内通孔15的数量可以为2个到12个。外通孔14和内通孔15可以由插设的圆管实现。外通孔14和内通孔15的设置即可以保证吸附雾滴和颗粒又可以保证空气顺利流通。外通孔14和内通孔15的直径为0.5cm～6cm，如可以选择4cm～6cm。

下面介绍该分离液滴和颗粒的净化装置的具体使用方式：

方式一：含雾滴和颗粒的气体通过水平布置的气体进口端1进入，切线气体入口2喷射气体产生离心力，部分雾滴和颗粒从排出口3中排出，部分雾滴和颗粒进入中心收集器7、从第一种排液管8中排出，净化后的气体从气体出口端13排出。

方式二：含雾滴和颗粒的气体通过气体进口端1进入，经过叶轮10产生离心力，部分雾滴和颗粒从排出口3中排出，部分雾滴和颗粒进入中心收集器7、从第一种排液管8中排出，净化后的气体从气体出口端13排出。

方式三：含雾滴和颗粒的气体通过垂直向上布置的气体进口端1进入，切线气体入口2喷射气体产生离心力，部分雾滴和颗粒从排出口3中排出，部分雾滴和颗粒进入中心收集器7、从第二种排液管11中排出，净化后的气体从气体出口端13排出。

方式四：含雾滴和颗粒的气体通过垂直向上布置的气体进口端1进入，切线气体入口2喷射气体产生离心力，部分雾滴和颗粒从排出口3中排出，部分雾滴和颗粒进入中心收集器7、从第三种排液管12中排出，净化后的气体从气体出口端13排出。

该分离液滴和颗粒的净化装置主要解决的技术问题有：1、较细雾滴和颗粒分离效率低；2、分离到边壁处的液滴无法完全收集；3、只靠叶片旋转进行分离，方式简单，效果不明显，本技术利用旋风分离理论利用，通过改变设备结构，分区域解决分离效率不高问题。

现场实施例：作为一个实施例，利用叶轮结构的分离器，燃煤电厂尾部烟气经分离装置净化后，出口液滴浓度低于3mg/nm³，颗粒浓度低于2mg/nm³。利用叶轮加前置切线气体入口结构的分离器，燃煤电厂尾部烟气经分离装置净化后，出口液滴浓度低于2mg/nm³，颗粒浓度低于1mg/nm³，几乎很难测出浓度值。

所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。