一种含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器

1.本实用新型属于湿法除尘技术领域，具体提供一种含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器。


背景技术：

2.目前处理易燃易爆类的含尘烟气，通常采用湿式除尘器。湿式除尘器种类繁多，目前湿式除尘器主要有湿式电除尘器、文丘里湿式除尘器、旋风式湿式除尘器、泡沫式湿式除尘器、自激式湿式除尘器等。
3.湿式电除尘器虽然除尘效率较高，但是其一次性投入很大，后期维护不方便；文丘里湿式除尘器除尘效率较低、运行阻力较大；旋风式湿式除尘器对低粒径分布粉尘的除尘效率较低；泡沫式湿式除尘器运行阻力较大、筛孔易堵塞；自激式湿式除尘器耗水量较大、可能带来二次污染。
4.本课题组实用新型喷淋水浴除尘器对粒径小于4μm粉尘捕集效果不佳，改进后由于经洗气管流出的气体流速高，激起水雾，粉尘随水雾逃逸增大了排放量。


技术实现要素：

5.本实用新型的旨在解决目前喷淋水浴除尘器对粒径小于4μm粉尘捕集效果不佳，并且容易激起水雾，使水雾夹带粉尘逃离除尘器捕集的问题，提供一种含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器，本实用新型装置在处理含有亲水性细微颗粒物的易燃易爆烟气时，具有粉尘排放浓度低、运行阻力小、防堵塞、体积小、运行成本低、结构简单等特点。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
7.一种含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器，包括在卧式波浪形除雾器的排气罩和箱体的进气罩之间通过除尘管串联箱体的上气室、下气室、卧式波浪形除雾器形成的除尘通道，和在上气室及卧式波浪形除雾器的喷淋管和下气室的排液口之间通过管路串联循环泵的水路形成的喷淋回路，以及连通下气室底部的排渣装置，所述上气室入口设有气流均布板，所述下气室内容纳有洗涤液，所述上气室和下气室之间设有隔板，该隔板与上气室内壁封闭式连接，所述除尘管上端悬挂固定在隔板上表面，除尘管下端伸入下气室且高于洗涤液液面0～20mm或者低于洗涤液液面0～20mm，该除尘管上端开口并在底端设置布置网孔的封板，除尘管内填装有多孔介质；所述下气室内设有至少一层导流板，该导流板自下气室内远离卧式波浪形除雾器的一侧内壁倾斜向下延伸至所述卧式波浪形除雾器入口处下边缘的下方，所述导流板均匀开设有蜂窝孔，该蜂窝孔包括供除尘管穿过的孔、和作为分布除尘后气流的孔道。
8.进一步地，所述洗涤液表面设有液面稳定器，所述液面稳定器为均匀分布的耐腐蚀栅格，液面稳定器的四周与下气室及竖直隔板围成的内壁相配合，液面稳定器的高度为40～200mm。
9.进一步地，所述卧式波浪形除雾器设有上箱体、折流箱体、下箱体，所述下气室顶
部一侧与卧式波浪形除雾器的折流箱体连通，折流箱体内竖直设立有多个平行间隔排列的折流板，各折流板间形成波浪形气道，波浪形气道内各侧折流板的驻点与竖直的截流板连接，所述截流板高度等于波浪形气道并与折流板形成15～19
°
的截流夹角，该截流夹角朝向下气室，所述波浪形气道为正弦或余弦波形，所述驻点为波浪形气道内折流板的弯折处，所述上箱体和下箱体内设有多个将上箱体和下箱体沿波浪形气道纵长方向分隔的阻流板，位于上箱体内的阻流板将上箱体分隔成多个喷淋室，各喷淋室内设置用于清洗折流板和截流板的喷淋管，下箱体内阻流板还伸入至洗涤液液面下方或伸入至靠近下箱体底部，使下箱体内的洗涤液上方形成互相隔开的回流室，或使气流从波浪形气道通过的阻力低于经阻流板绕流的阻力；所述截流板的宽度为20～40mm，所述波浪形气道的宽度为50～ 100mm。
10.进一步地，所述多孔介质孔径为0.5～2mm，多孔介质在除尘管内堆积成厚度为10～30mm的柱状过滤层，多孔介质内部具有弯曲的通道。
11.进一步地，所述导流板设置两层以上时，导流板之间的间距为 100～200mm。
12.进一步地，所述洗涤液采用水。
13.由于采用上述技术方案，本实用新型具有如下积极效果：
14.1.本实用新型在上气室的顶部均匀设有若干排喷淋管，每排喷淋管上均匀设有若干个喷淋喷嘴，喷嘴均匀喷淋粒径较大的液滴，喷嘴对液体的水质和水压要求较低，喷嘴不易堵塞、耗能较少。喷淋管与下气室中的排液口连通，通过循环泵实现水循环，避免水资源浪费。
15.2.所述上气室顶部设有气流均布板，气流均布板厚度为5～10mm 的轻质多孔板，有助于均布上气室中的含尘气流，使气流均匀进入每根除尘管，维持工况稳定。
16.3.所述上气室上方喷淋管喷淋液滴至隔板上，在隔板上形成一层液膜，含尘气流中的颗粒物与隔板表面的液膜发生惯性碰撞，从而捕集部分粉尘。
17.4.除尘管为圆柱形管，除尘管的管长为500～1000mm，除尘管的内径为40～100mm，除尘管上端悬挂固定在隔板上表面。在上方喷淋装置的作用下，除尘管内壁形成一层液膜，液膜与含尘气流中的颗粒物发生惯性碰撞，捕集部分粉尘。被捕集的粉尘在液滴的冲洗作用下随液滴向下运动，防止堵塞。
18.5.除尘管上端开口并在底端设置布置网孔的封板，除尘管管内底部设有多孔介质，所述多孔介质孔径为0.5～2mm、厚度为10～30mm、内部孔道为弯曲的通孔。多孔介质内部孔结构是纵横交错的通孔，含细微颗粒物的气流与液滴在孔道内形成湍流，有利于含细微颗粒物的气流与孔道中的液滴充分接触混合润湿。多孔介质增加了液膜的比表面积，在上方喷淋管的作用下，多孔介质内部孔壁会形成一层液膜，多孔介质有效增加形成液膜的比表面积。含尘气流在通过多孔介质孔道的过程中，气流中的颗粒物与孔壁上的液膜发生充分惯性碰撞和接触阻流，被液膜捕捉下来，在上方喷淋管的冲洗作用下一起流入下气室中。通过多孔介质的气流与下气室中的水发生冲激，在冲激过程中会形成较多小气泡，小气泡比表面积较大，有利于液膜对粉尘的吸附，气泡中的粉尘颗粒被气泡外的液膜高效捕捉。由于在冲激过程形成的是小气泡，从而有效避免了大气泡破裂导致较多小粒径雾滴随气流逸出除尘器，造成二次污染。
19.6.所述下气室中液体表面设有液面稳定器，所述液面稳定器为均匀分布的耐腐蚀轻质栅格，液面稳定器的长、宽与下气室的长、宽相同，液面稳定器的高度为40～200mm。液
面稳定器有利于维持液面稳定，避免液面剧烈震荡导致多孔介质与液面的距离发生剧烈变化和装置不稳定，使工况保持相对稳定。当洗涤液液面没过除雾介质底部时，洗涤液表面震荡剧烈，产生较多大气泡，大气泡破裂导致较多小粒径雾滴随气流逸出除尘器，造成二次污染。
20.7.所述下气室距离洗涤液液面50～100mm处设有蜂窝导流板用于净气，所述导流板靠近卧式波浪形除雾器一端低另一端高，形成向下倾斜的斜板，倾斜角度为15
°
～75
°
，所述导流板落差高度为 100～200mm，导流板上均匀分布蜂窝孔，如40～100mm的孔供除尘管穿过和5～20mm的孔作为分布除尘后气流的孔道。倾斜导流板有利于均布水面上方气流分布，避免局部风速过高导致气流夹带液滴，增加除雾负荷。
21.8.所述下气室出口与排气罩之间设有卧式波浪形除雾器，将气流夹带出的含尘液滴有效捕捉，避免“二次污染”。
22.9.所述卧式波浪形除雾器中部的波浪形气道两端与下气室顶部和排气罩连通，气流水平通过卧式波浪形气道时，湿润气流在气流方向发生偏折时，在惯性力的作用下液滴附着在折流板和截流板上实现气液两相分离。由于截流板增大了阻力，故在截流板上下设置阻流板，气流绕过阻流板需要克服的阻力远大于通过除雾器的阻力，气流会选择走较小阻力通道，除雾器下方相当于断路，因此能够有效防止除雾器中的气流向上或向下逸出波浪形气道，使卧式波浪形除雾器中气流沿水平方向运动，捕集的液滴在重力作用下沿竖直方向向下运动，避免了在高速气流的作用下较小粒径的雾滴被气流夹带，逃逸出除雾器，避免二次夹带。
23.因此，在处理含有亲水性细微颗粒物的易燃易爆烟气时，本实用新型的装置通过伸入液面下并填装多孔介质的除尘管增强除尘效果，通过卧式波浪形除雾器捕集除尘后夹带的雾滴，防止微小粉尘逃逸，整体的技术方案具有粉尘排放浓度低、运行阻力小、防堵塞、体积小、运行成本低、结构简单等特点，有良好的应用前景。
附图说明
24.图1为本实用新型的含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器的结构示意图；
25.图2为本实用新型图1的a
‑
a向俯视图；
26.图3为本实用新型图1的液面稳定器的单排结构示意图；
27.图4为实施例1中水位高度对含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器粉尘排放浓度的影响；
28.图5为实施例1中水位高度对含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器压力损失的影响。
具体实施方式
29.下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
31.实施例1
32.图1为本实用新型的一种结构示意图。含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器包括多孔介质2、气流均布板8、液面稳定器1、下气室4、喷淋装置7、上气室6、隔板5、除尘管3、卧式波浪形除雾器12、排气罩13、灰斗14、卸灰阀15。
33.所述上气室6入口设有气流均布板8，所述下气室4内容纳有洗涤液，洗涤液采用水。所述上气室6和下气室4之间设有隔板5，隔板5上均匀布置花孔，隔板5与上气室6内壁封闭式连接。所述除尘管3上端悬挂固定在隔板5上表面，除尘管3下端伸入下气室4且高于洗涤液液面0～20mm或者低于洗涤液液面0～20mm，该除尘管3上端开口并在底端设置布置网孔的封板，除尘管3底部填装有多孔介质 2，液面稳定器1设在下气室4中的洗涤液上表面。下气室4底部设有灰斗14和卸灰阀15，下气室4内设有两层导流板10，导流板10 间隔距离为100～200mm。该导流板10自下气室4内远离卧式波浪形除雾器12的一侧内壁倾斜向下延伸至卧式波浪形除雾器12进气口处下边缘的下方，导流板10均匀开设有蜂窝孔23，包括直径40～100mm 的孔供除尘管3穿过和直径5～20mm的孔作为分布除尘后气流的孔道。
34.卧式波浪形除雾器12设在下气室4和排气罩13之间，卧式波浪形除雾器12设有上箱体18、折流箱体16、下箱体17，下气室4顶部一侧与卧式波浪形除雾器12的折流箱体16连通。如图2为含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器的俯视剖面图，折流箱体16内竖直设立有多个平行间隔排列的折流板19，各折流板19间形成波浪形气道，波浪形气道内各侧折流板19的驻点与竖直的截流板11连接，再参见图1截流板11高度等于波浪形气道并与折流板19形成15～19
°
的截流夹角，该截流夹角朝向下气室4，波浪形气道为正弦或余弦波形，驻点为波浪形气道内折流板19的弯折处并将波浪形气道分成多段，图1中每个截流板11的上端和下端分别在上箱体18和下箱体 17内连接向上或向下延伸形成阻流板22，阻流板22将上箱体18分隔成多个喷淋室25，每个喷淋室25对应于截流夹角正对的波浪形气道段，各喷淋室25内设置用于清洗折流板19和截流板11的喷淋管 7，可想象的下箱体17内阻流板22还可伸入至洗涤液液面下方，使下箱体17内的洗涤液上方形成互相隔开的回流室21，或如图1伸入至靠近下箱体17底部，使气流从波浪形气道通过的阻力低于经阻流板22绕流的阻力。
35.上气室6的顶部均匀设有若干排喷淋管7，每排喷淋管7上均匀设有若干个喷淋喷嘴，喷嘴均匀喷淋粒径较大的液滴，喷嘴对液体的水质和水压要求较低，喷嘴不易堵塞、耗能较少。喷淋液滴至隔板5 上，在隔板5上形成一层液膜，含尘气流中的颗粒物与隔板表面的液膜发生惯性碰撞，从而捕集部分粉尘。喷淋管7与下气室4中的排液口连通，通过循环泵实现水循环，避免水资源浪费。
36.除尘管3为圆柱形管，除尘管3的管长为500～1000mm，除尘管 3的内径为40～100mm，除尘管3上端悬挂固定在隔板5上表面。在上方喷淋管7的作用下，除尘管3内壁形成一层液膜，液膜与含尘气流中的颗粒物发生惯性碰撞，捕集部分粉尘。被捕集的粉尘在液滴的冲洗作用下随液滴向下运动，防止堵塞。
37.所述多孔介质2孔径为0.5～2mm、厚度为10～30mm、内部孔道为弯曲的通孔。多孔介质2内部孔结构是纵横交错的通孔，含细微颗粒物的气流与液滴在孔道内形成湍流，有利于含细微颗粒物的气流与孔道中的液滴充分接触混合润湿。多孔介质2增加了液膜的比表面积，在上方喷淋管的作用下，多孔介质2内部孔壁会形成一层液膜，多孔介质2有效增加形成液膜的比表面积。含尘气流在通过多孔介质 2孔道的过程中，气流中的颗粒物与孔壁上
的液膜发生充分惯性碰撞和接触阻流，被液膜捕捉下来，在上方喷淋装置7的冲洗作用下一起流入下气室4中。通过多孔介质2的气流与下气室4中的水发生冲激，在冲激过程中会形成较多小气泡，小气泡比表面积较大，有利于液膜对粉尘的吸附，气泡中的粉尘颗粒被气泡外的液膜高效捕捉。
38.所述液面稳定器1为均匀分布的耐腐蚀轻质栅格，液面稳定器的长、宽与下气室的长、宽相同，液面稳定器1的高度为40～200mm。液面稳定器1有利于维持液面稳定，避免液面剧烈震荡导致多孔介质与液面的距离发生剧烈变化和装置不稳定，使工况保持相对稳定。本实用新型中当洗涤液液面没过除雾介质2底部时，除尘器运行阻力增加，洗涤液表面震荡剧烈，产生较多小气泡，小气泡破裂导致较多小粒径雾滴随气流逸出除尘器，并进入卧式波浪形除雾器12。
39.所述下气室4出口与排气罩13之间设有卧式波浪形除雾器12，将气流夹带出的含尘液滴有效捕捉，避免“二次污染”。卧式波浪形除雾器12的阻流板22能够有效防止除雾器中的气流向上或向下逸出除雾器，使气流顺利水平通过卧式波浪形除雾器。折流板19的高度为 200～400mm，长度为200～500mm，湿润气流在通过折流板19间时，气流方向发生偏折，在惯性力的作用下实现气液两相分离，液滴撞击折流板19和截流板11被捕集，液滴在重力作用下沿竖直方向向下运动，避免了在高速气流的作用下较小粒径的雾滴被气流夹带，逃逸出除雾器，避免二次夹带，本实用新型的卧式波浪形除雾器12有效捕集含尘液滴，较传统的在竖直方向折流的除雾器降低至少15wt％。在卧式波浪形除雾器12的上方设有喷淋装置7，可对除雾器进行冲洗，避免堵塞。
40.为验证含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器的除尘性能，对本实用新型的实施例1进行了实验，实验内容如下：
41.(1)运行阻力测试：利用压力计测试含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器上气室6入口和排气罩13出口的全压，运行阻力为上气室6入口与排气罩13出口的全压差；
42.(2)气流速度测试：含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器运行稳定后，测试排气罩13出口处风速为v。在实施例1中，排气罩13出口风速与除尘管3内风速相同；
43.(3)含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器入口粉尘浓度根据单位时间内给粉器发出的粉尘质量和处理的气体量获得，出口粉尘浓度采用重量法获得，运用等速采样法采样。
44.采样流量l计算如公式(1)所示，出口粉尘浓度c2计算如公式(2) 所示，除尘效率η计算如公式(3)所示。
[0045][0046]
式中，l
‑
采样流量，m3/h；
[0047]
d
‑
采样头直径，m；
[0048]
v
‑
采样速度，m/s。
[0049][0050]
式中，c2‑
粉尘排放浓度，g/m3；
[0051]
δm
‑
采样后滤纸增加的质量，g；
[0052]
δt
‑
采样时间，h；
[0053]
l
‑
采样流量，m3/h。
[0054][0055]
式中，η
‑
除尘效率；
[0056]
c1‑
发尘浓度，g/m3；
[0057]
c2‑
粉尘排放浓度，g/m3。
[0058]
水位高度：以多孔介质下表面为水位0刻度线，水位高于多孔介质下表面为正，水位低于多孔介质下表面为负。
[0059]
实施例1中洗涤液液面与多孔介质底部的距离即水位高度对含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器粉尘排放浓度的影响如图4 所示。
[0060]
实施例1中水位高度对含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器压力损失的影响如图5所示。
[0061]
如表1～表2，研究表明在气流速度为5m/s、粉尘入口浓度为 4.8g/m3、多孔介质顶部与底部的距离即厚度为15mm时，含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器对中位径为4μm的氧化铝粉尘的除尘效率大于99.84％，压力损失为282～487pa。本实验验证了含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器具有除尘效率高、运行阻力小的特点。
[0062]
表1除尘工况
[0063][0064]
表2不同工况的除尘效率
[0065][0066]
实施例2
[0067]
为验证含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器的除尘性能，运用104863624b公布的一种湿式喷淋水浴除尘器与实施例1进行对比实验，实验内容如下：
[0068]
(1)运行阻力测试：利用压力计测试含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器上气室6入口和排气罩13出口的全压，运行阻力为上气室6入口与排气罩13出口的全压差；
[0069]
(2)气流速度测试：含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器运行稳定后，测试排气罩出口处风速为v。在实施例1中，排气罩13 出口风速与除尘管3内风速相同；
[0070]
(3)含多孔介质的细微颗粒物高效湿式除尘器入口粉尘浓度根据单位时间内给粉器发出的粉尘质量和处理的气体量获得，出口粉尘浓度采用重量法获得，运用等速采样法采样。
[0071]
相同工况下除尘器性能对比试验数据统计如下：
[0072]
表3相同实验工况
[0073][0074]
表4洗涤液与除尘管底端距离为0时有无多孔介质对除尘器除尘性能的影响
[0075] 无多孔介质有多孔介质粉尘排放浓度(mg/m3)102.919.95运行阻力(pa)119282
[0076]
表5除尘管底端没入洗涤液15mm时有无多孔介质对除尘器除尘性能的影响
[0077] 无多孔介质有多孔介质粉尘排放浓度(mg/m3)28.425.58运行阻力(pa)241431
[0078]
研究结果表明，本实用新型相对于现有技术具有以下突出效果：在处理粉尘中位径为4μm的亲水性微细颗粒物时，本实用新型的粉尘排放浓度远低于现有技术，运行阻力增加较少。同时，本实用新型在多孔介质的作用下，在洗涤液中形成的气泡小于现有技术形成的气泡，在安装卧式波浪形除雾器后，有效避免了小气泡破裂导致较多小粒径雾滴随气流逸出除尘器，造成二次污染。