專利名稱：一種噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種除塵裝置，適用于火力發(fā)電廠燃煤鍋爐及其他工業(yè)爐窯煙氣的除塵設(shè)備，屬鍋爐技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
依據(jù)不同的氣固分離理論，人們?cè)O(shè)計(jì)出了多種型式的除塵設(shè)備。靜電除塵器和布袋過(guò)濾式除塵器作為迄今為止最具有代表性的兩種高效除塵裝置，現(xiàn)已在國(guó)內(nèi)外被廣泛采用。靜電除塵器的技術(shù)原理是通過(guò)直流高壓電場(chǎng)使氣體電離，進(jìn)而使煙氣中的粉塵顆粒荷電，荷電粒子在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下向收塵極板運(yùn)動(dòng)并粘附在極板上，然后利用機(jī)械清灰方法將其收集于灰斗中。雖然靜電除塵器在通常情況下可達(dá)到較高的除塵效率，但對(duì)于高比電阻粉塵顆粒的去除效果卻并不佳，這是由于高比電阻粉塵難以充分荷電，并容易使收塵極板上的粉塵層發(fā)生反電暈，造成粉塵的二次飛揚(yáng)。此外，靜電除塵器對(duì)煤種和煙氣工況的變化非常敏感，從而直接影響除塵設(shè)備的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。布袋除塵器的核心部件是由不同材質(zhì)的纖維濾布縫制而成的濾袋。氣流流經(jīng)濾袋時(shí)較大的顆粒首先被攔截于濾布表面，形成由粗顆粒構(gòu)成的過(guò)濾層，再利用粗顆粒層攔截更細(xì)小的顆粒，進(jìn)而形成一定厚度的灰餅，最終在脈沖反吹氣流的作用下灰餅被清落至灰斗。布袋除塵器雖然不會(huì)受到粉塵比電阻特性的影響，但也存在以下不足一是對(duì)濾料材質(zhì)要求極高；二是布袋除塵器的運(yùn)行阻力大；三是對(duì)過(guò)濾風(fēng)速和煙氣流速分布的均勻性要求極高；四是不適于高粘性粉塵和高濕度煙氣的除塵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有除塵設(shè)備存在的弊病，提供一種結(jié)構(gòu)合理、適應(yīng)性好、 能夠有效提高煙氣除塵效率的噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置。本發(fā)明所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，所述裝置為塔體狀，塔體下部設(shè)有煙氣進(jìn)口、頂部設(shè)置煙氣出口，塔的頂部煙氣出口前設(shè)有除霧器，中部設(shè)有噴淋層和毛刷過(guò)濾層，底部設(shè)有灰漿池， 所述噴淋層位于毛刷過(guò)濾層之上；所述毛刷過(guò)濾層由多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)刷層、多個(gè)固定刷層、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成；每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)刷層和固定刷層均由一組毛刷組成，所述毛刷固定在對(duì)應(yīng)的毛刷軸上；所述轉(zhuǎn)動(dòng)刷層的各毛刷軸經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)連接。上述噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，所述噴淋層包括噴淋液控制閥、噴淋母管、噴淋支管和噴嘴，所述噴淋液控制閥安裝在噴淋母管上，所述噴淋母管與多組噴淋支管連接，所述噴淋支管末端連接噴嘴。上述噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，所述轉(zhuǎn)動(dòng)刷層與固定刷層交錯(cuò)布置，最上層及最下層均為轉(zhuǎn)動(dòng)刷層。上述噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，所述毛刷纏繞在毛刷軸上。
上述噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，增設(shè)密封罩，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)置于密封罩內(nèi)。上述噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，所述灰漿池由水封槽、溢流槽和沉淀池組成；所述沉淀池位于溢流槽下面；所述水封槽與塔體底部灰漿出口相通，右側(cè)與溢流槽連接，底部設(shè)有與沉淀池相通的沉淀物出口，所述沉淀池右端設(shè)置廢液回收口。上述噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，所述除霧器選用折流式除霧器或絲網(wǎng)式除霧器。本發(fā)明采用了層疊錯(cuò)列布置的毛刷作為過(guò)濾材料，基于“體積過(guò)濾”理論而設(shè)計(jì)， 它與基于傳統(tǒng)的“表面過(guò)濾”理論設(shè)計(jì)的除塵裝置相比，具有有效過(guò)濾面積更大，壓力損失更小和抗堵灰能力更強(qiáng)的特點(diǎn)；通過(guò)轉(zhuǎn)刷和固定刷的配合過(guò)濾模式，使毛刷刷絲的空間方位及刷絲間隙不斷變化，基于“動(dòng)態(tài)過(guò)濾”原理，與傳統(tǒng)的靜態(tài)過(guò)濾除塵裝置相比，有助于液滴和氣團(tuán)的細(xì)化和霧化，形成由刷絲、液滴、液膜組成的一種“液固復(fù)合過(guò)濾體”，在過(guò)濾體內(nèi)部，固體微粒、水滴及氣體分子的原有運(yùn)動(dòng)方向和軌跡呈現(xiàn)隨機(jī)交錯(cuò)、實(shí)時(shí)變化的狀態(tài)， 可有效增加固、液粒子相互碰撞粘附的概率，從而有利于對(duì)超微細(xì)顆粒的捕集；通過(guò)毛刷的轉(zhuǎn)動(dòng)還可使各個(gè)方位的刷絲保持均勻濕潤(rùn)狀態(tài)，這不僅有利于顆粒粘附，也可以有效降低煙氣對(duì)毛刷的高溫腐蝕和化學(xué)腐蝕；本發(fā)明對(duì)粉塵性質(zhì)及煙氣工況的適應(yīng)性良好，對(duì)高比電阻、高粘附性粉塵及高濕度粉塵沒(méi)有禁忌，尤其適用于對(duì)高溫和高腐蝕性氣體的凈化處理。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖2是毛刷過(guò)濾層及噴淋層結(jié)構(gòu)(平行于氣流方向)示意圖； 圖3是本發(fā)明噴淋層結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖4是本發(fā)明中毛刷與毛刷軸的組裝示意圖； 圖5是本發(fā)明中毛刷結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)為1、塔體；2、一級(jí)噴淋支管；3、噴淋母管；4、噴淋液控制閥；5、密封罩；6、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；7、減速機(jī)；8、驅(qū)動(dòng)電機(jī)；9、煙氣出口 ；10、煙氣進(jìn)口 ；11、水封槽；12、泥漿出口 ；13、廢液回收口 ；14、沉淀池；15、溢流槽；16、灰漿出口 ；17、固定刷層；18、轉(zhuǎn)動(dòng)刷層；19、噴嘴；20、除霧器；21、刷條；22、刷絲；23、刷芯；24、毛刷軸；25、二級(jí)噴淋支管。
具體實(shí)施例方式參看圖1、圖2、圖3、圖4，本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)為下部設(shè)有煙氣進(jìn)口 10、頂端設(shè)置煙氣出口 9的塔體，塔體構(gòu)成中包括毛刷過(guò)濾層、噴淋層、灰漿池和除霧器20，所述毛刷過(guò)濾層由轉(zhuǎn)動(dòng)刷層18、固定刷層17、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6、密封罩5、減速機(jī)7和驅(qū)動(dòng)電機(jī)8組成，所述轉(zhuǎn)動(dòng)刷層18與固定刷層17交錯(cuò)布置，最上層及最下層均為轉(zhuǎn)動(dòng)刷層18，轉(zhuǎn)動(dòng)刷層18與固定刷層17均由一組毛刷和毛刷軸M組成，所述毛刷纏繞在對(duì)應(yīng)的毛刷軸M上，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6置于密封罩5內(nèi)，兩端分別與轉(zhuǎn)動(dòng)刷層18的毛刷軸及減速機(jī)7輸出軸聯(lián)接，所述減速機(jī)7與驅(qū)動(dòng)電機(jī)8聯(lián)接。刷絲的材料與幾何參數(shù)根據(jù)煙氣性質(zhì)及煙氣溫度等條件確定，諸如不銹鋼、高分子材料等。參看圖1、圖2、圖3，本發(fā)明構(gòu)成中的噴淋層包括噴淋液控制閥4、噴淋母管3、噴淋支管和噴嘴19，所述噴淋液控制閥4安裝在噴淋母管3上，所述噴淋母管3與多組噴淋支管連接，所述噴淋支管由一級(jí)噴淋支管2和二級(jí)噴淋支管25組成，噴淋支管上等距并行連接噴嘴19，噴淋層位于毛刷過(guò)濾層之上。參看圖1，本發(fā)明構(gòu)成中的灰漿池由水封槽11、溢流槽15和沉淀池14組成，所述水封槽11與位于塔體底部的灰漿出口 16相連，右側(cè)與溢流槽15連接，底部設(shè)有與沉淀池 14相通的沉淀物出口，所述沉淀池14位于溢流槽15下面，右端設(shè)置廢液回收口 13。在灰漿池那還設(shè)有一些閥門，以便完成廢液或沉淀物的回收；
參看圖1、圖2、圖3、圖4，本發(fā)明的工作過(guò)程是含塵氣流從塔體下部煙氣進(jìn)口 10處引入，依次流經(jīng)毛刷過(guò)濾層和噴淋層，經(jīng)除霧器20除濕后排出塔外。噴淋液從塔體上部均勻噴灑于毛刷層頂端，并依次經(jīng)過(guò)各轉(zhuǎn)刷層，由灰漿出口 16落入灰漿池中，沉淀后將泥漿由泥漿出口 12排出，噴淋液由廢液回收口 13進(jìn)入循環(huán)處理系統(tǒng)。本發(fā)明工作原理的設(shè)計(jì)思路如下
為了充分說(shuō)明本發(fā)明的科學(xué)性和先進(jìn)性，按照以下思維深化層次加以論述
一、干塔與靜態(tài)毛刷層配合(即不設(shè)噴淋，且毛刷靜止不旋轉(zhuǎn)情況，此乃本發(fā)明的初級(jí)階段)
為了分析方便，不妨首先將進(jìn)入除塵裝置塔體的粉塵劃分為粗顆粒、中顆粒和細(xì)顆粒三部分。煙氣自下而上流經(jīng)層疊、錯(cuò)列布置的毛刷時(shí)，氣流中的粗顆粒受到最底層刷絲的攔截而失去上升動(dòng)力，在自身重力作用下克服上升氣流阻力沉降至塔底；其余中、細(xì)顆粒隨氣流進(jìn)入毛刷層，其中的細(xì)顆粒由于體積小，被包裹在氣團(tuán)中隨氣流穿透毛刷直接逃出塔外；而中顆粒經(jīng)過(guò)層層毛刷的攔截使其上升動(dòng)力消耗殆盡而滯留于致密的刷絲之間。隨著滯留顆粒的增多，上升氣流的阻力逐漸增大，導(dǎo)致刷層上下的壓差增大。當(dāng)壓差達(dá)到一定程度時(shí)，氣流將壓差相對(duì)較小的局部積灰吹開(kāi)，氣流沖出并在刷層間形成若干粗細(xì)不等的“管流”。由于毛刷是靜態(tài)布置的，這些管流會(huì)相對(duì)穩(wěn)定。時(shí)間長(zhǎng)了，一些管流成為永久性管流， 含塵氣流可以暢通無(wú)阻，而相對(duì)于這些永久性管流的非管流區(qū)則成為含塵氣流無(wú)法通過(guò)的 “滯流區(qū)”，此時(shí)的毛刷層失去過(guò)濾作用，近乎于多孔板，因此得出結(jié)論干塔與靜態(tài)毛刷層配合模式的除塵設(shè)備對(duì)煙氣的除塵效果較差。二、噴淋層與靜態(tài)毛刷層配合(此乃本發(fā)明的中級(jí)階段)
煙氣自下而上流經(jīng)毛刷層時(shí)，氣流中的粗顆粒受到底層刷絲的攔截而失去上升動(dòng)力， 進(jìn)而在自身重力作用下沉降至塔底。所不同的是，由于存在液體噴淋，大部分中顆粒也被沖洗下來(lái)未能進(jìn)入毛刷層，其余顆粒隨氣流進(jìn)入毛刷層。而進(jìn)入毛刷層的顆粒，大部分在刷絲攔截和噴淋的雙重作用下落入灰漿池，少量超微細(xì)顆粒仍會(huì)隨氣團(tuán)逃出塔外。由于刷絲表面被水浸濕，大大提高了對(duì)粉塵的粘附性，當(dāng)顆粒從具有彈性的刷絲之間鉆過(guò)時(shí)，很容易與刷絲接觸而被粘附。但是由于毛刷是靜止不動(dòng)的，在刷層的局部仍然會(huì)形成大量斷斷續(xù)續(xù)、 形狀各異的氣體管流。只要有氣體管流存在，液滴就無(wú)法沖破包裹在微細(xì)顆粒表面的氣膜與液滴親和。這是由于在顆粒表面存在著一種“氣一固”分子力，這種分子力將氣體與顆粒粘在一起，這就是所謂分子粘附力。顆粒越細(xì)小，這種粘附力相對(duì)越強(qiáng)大。只有當(dāng)液滴與顆粒產(chǎn)生零距離接觸時(shí)，這種“氣一固”分子力才能被“液一固”分子力所代替，從而將顆粒俘獲。但要達(dá)到零距離接觸，顆粒不僅需要有足夠大的動(dòng)能沖破氣膜，還必須有與液滴相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向。眾所周知，顆粒越小就越容易“隨波逐流”，即流體力學(xué)意義中的“繞流”。當(dāng)細(xì)小顆粒處于“流管”之中時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向與管流方向是一致的，無(wú)法與外界的液體接觸，因此也就不可能被液滴所俘獲。即使管流之外，對(duì)于被包裹在氣膜中非常細(xì)小的顆粒(如亞微米級(jí)粒子)，在到達(dá)較大液滴附近時(shí)也會(huì)隨氣流一起與之“擦肩而過(guò)”。這表明，除了顆粒與液滴之間的相對(duì)速度和相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向之外，液滴的大小也是影響捕集效率的一個(gè)關(guān)鍵因素。這也正是傳統(tǒng)的洗滌式除塵器效率不高的根本原因。與上述情況相同，靜態(tài)毛刷粘附灰塵顆粒后，毛刷層表面和內(nèi)部的阻力分布不均勻。這種阻力不均勻度達(dá)到一定程度時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生液體管流。氣體、液體管流既可能各行其道，也可能交替存在。而在非氣體和液體管流區(qū)，氣體和液體的流通量越來(lái)越小，直至成為 “滯流區(qū)”，而一旦形成“滯流區(qū)”，積灰與刷絲將會(huì)粘結(jié)在一起，失去過(guò)濾作用。因此得出結(jié)論噴淋層與靜態(tài)毛刷層配合模式的除塵設(shè)備對(duì)煙氣的除塵效果不佳。三、噴淋層與旋轉(zhuǎn)毛刷層配合(此乃本發(fā)明的終級(jí)階段)
在本發(fā)明中，采用噴淋層與旋轉(zhuǎn)毛刷層配合的設(shè)計(jì)，布置于塔體上部的噴淋管網(wǎng)將細(xì)密水霧噴灑于毛刷上，毛刷自上而下分多層錯(cuò)列布置，一層轉(zhuǎn)刷，一層固定刷，最上層(迎液面)和最下層(迎氣面)為轉(zhuǎn)刷。轉(zhuǎn)刷以一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，形成了一種以固體刷絲和液體水幕、 汽霧形成的“復(fù)合過(guò)濾體”。其合理性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1、毛刷旋轉(zhuǎn)，可避免在刷層間或刷毛隙間產(chǎn)生氣體管流，從而形成含塵氣流旁路，使灰塵顆粒進(jìn)入這些通道而失去了被捕集的機(jī)會(huì)，通過(guò)毛刷的轉(zhuǎn)動(dòng)不斷改變每個(gè)刷絲的位置達(dá)到了破壞氣道的作用；2、毛刷的旋轉(zhuǎn)還可避免在刷層間或毛刷隙間產(chǎn)生液體管流，從而造成噴淋液無(wú)效漏泄；3、毛刷的旋轉(zhuǎn)使不同迎風(fēng)方位的刷絲均勻接觸煙氣，當(dāng)毛刷固定不動(dòng)時(shí)，其迎風(fēng)面是不變的，這樣會(huì)使迎風(fēng)面的刷絲長(zhǎng)期處于煙氣的直接沖刷和高溫、高腐蝕性氣體的侵蝕狀況，這不僅會(huì)降低迎風(fēng)面刷絲的濕度，影響捕集效果，而且會(huì)加劇刷絲老化；4、毛刷旋轉(zhuǎn)使刷絲之間交錯(cuò)摩擦，不僅有助于氣團(tuán)破碎和液滴的細(xì)化、液膜的形成，還可以擾動(dòng)氣流、液滴和顆粒三者的穩(wěn)流軌跡，從而促進(jìn)細(xì)顆粒與細(xì)液滴之間的碰撞接觸以及顆粒之間的凝聚；5、毛刷旋轉(zhuǎn)使不同方位的刷絲被液體浸潤(rùn)的機(jī)會(huì)均等，有助于粉塵捕集和洗滌，避免死角聚灰。因此得出結(jié)論噴淋層與旋轉(zhuǎn)毛刷層配合模式的除塵設(shè)備克服了干塔與靜態(tài)毛刷層配合、噴淋層與靜態(tài)毛刷層配合模式除塵設(shè)備存在的弊病，具有適應(yīng)性好，除塵效率高的特點(diǎn)，尤其適用于對(duì)高溫和腐蝕性氣體的凈化處理，是一種最佳實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，所述裝置為塔體狀，塔體下部設(shè)有煙氣進(jìn)口(10)、頂部設(shè)置煙氣出口(9)，其特征是，塔的頂部煙氣出口(9)前設(shè)有除霧器(20)，中部設(shè)有噴淋層和毛刷過(guò)濾層，底部設(shè)有灰漿池，所述噴淋層位于毛刷過(guò)濾層之上；所述毛刷過(guò)濾層由多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)刷層(18)、多個(gè)固定刷層(17)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)、減速機(jī)(7)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(8)組成；每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)刷層(18)和固定刷層(17)均由一組毛刷組成，所述毛刷固定在對(duì)應(yīng)的毛刷軸(24)上；所述轉(zhuǎn)動(dòng)刷層(18)的各毛刷軸(24)經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)、減速機(jī)(7)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)(8)傳動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，其特征是，所述噴淋層包括噴淋液控制閥(4)、噴淋母管(3)、噴淋支管和噴嘴(19)，所述噴淋液控制閥(4)安裝在噴淋母管(3) 上，所述噴淋母管(3 )與多組噴淋支管連接，所述噴淋支管末端連接噴嘴(19 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，其特征是，所述轉(zhuǎn)動(dòng)刷層(18)與固定刷層(17)交錯(cuò)布置，最上層及最下層均為轉(zhuǎn)動(dòng)刷層(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，其特征是，所述毛刷纏繞在毛刷軸 ⑶上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，其特征是，增設(shè)密封罩(5)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)置于密封罩(5)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，其特征是，所述灰漿池由水封槽(11)、 溢流槽(15)和沉淀池(14)組成；所述沉淀池(14)位于溢流槽(15)下面；所述水封槽(11) 與塔體底部灰漿出口(16)相通，右側(cè)與溢流槽(15)連接，底部設(shè)有與沉淀池(14)相通的沉淀物出口，所述沉淀池(14)右端設(shè)置廢液回收口(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，其特征是，所述除霧器(20)選用折流式除霧器或絲網(wǎng)式除霧器。
全文摘要
一種噴淋轉(zhuǎn)刷式除塵裝置，整體結(jié)構(gòu)為下部設(shè)有煙氣進(jìn)口、頂部設(shè)置煙氣出口的塔體，塔的頂部煙氣出口前設(shè)有除霧器，中部設(shè)有噴淋層和毛刷過(guò)濾層，底部設(shè)有灰漿池，所述噴淋層位于毛刷過(guò)濾層之上；所述毛刷過(guò)濾層由多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)刷層、多個(gè)固定刷層、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成；每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)刷層和固定刷層均由一組毛刷組成，所述毛刷固定在對(duì)應(yīng)的毛刷軸上；所述轉(zhuǎn)動(dòng)刷層的各毛刷軸經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)連接。本發(fā)明具有適應(yīng)性好，除塵效率高的特點(diǎn)，尤其適用于對(duì)高溫和腐蝕性氣體的凈化處理。
文檔編號(hào)B01D47/14GK102397736SQ201110361390
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者原永濤 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)