旋風分離器旋轉(zhuǎn)并聯(lián)除塵裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋風分離器旋轉(zhuǎn)并聯(lián)除塵裝置，尤其涉及一種能捕集細顆粒物(PM2.5)的旋風分離器旋轉(zhuǎn)并聯(lián)除塵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣污染是影響我國環(huán)境的重要因素之一，其中粉塵污染是大氣污染的重要部分。研宄表明，粉塵中的細顆粒物(PM2.5)易于富集空氣中的重金屬、酸性氧化物、有機污染物、細菌和病毒等，其對人體健康的危害遠高于粗顆粒物。因此，控制粉塵污染，尤其是控制細顆粒物的排放具有重要意義。(張大年，城市大氣可吸入顆粒物的研宄，[J]上海環(huán)境科學，1999，18 (4):154-157)。
[0003]旋風分離器因其具有結(jié)構(gòu)簡單、投資少、運行成本低等優(yōu)點，在工業(yè)除塵上得到廣泛的使用。但單個的旋風除塵器除塵效率低，無法滿足大型鍋爐的除塵要求。眾多學者研宄在循環(huán)流化床鍋爐中，采用多個旋風除塵器并聯(lián)的方式來脫硫除塵。中國科學院王法軍、廖磊等([I]王法軍.循環(huán)流化床多旋風分離器并聯(lián)布置冷態(tài)實驗研宄[D].中國科學院研宄生院(工程熱物理研宄所)，2014.;[2]廖磊.六個旋風分離器并聯(lián)布置循環(huán)流化床的實驗研宄和數(shù)值模擬[D].中國科學院研宄生院(工程熱物理研宄所)，2011)研宄了六個旋風除塵器以爐腔中心軸對稱H型分布的情況。如圖3所示。實驗結(jié)果表明，六個旋風分離器之間存在氣固分配不均現(xiàn)象；在相同條件下，不同位置的旋風分離器壓降和風量均有一些差異。在爐膛同側(cè)，位于中間的旋風分離器的壓降低于位于兩端的旋風分離器的壓降；靠近尾部母管道的一側(cè)旋風分離器壓降要大于遠離尾部母管道一側(cè)的壓降，中間位置處壓降大小處于兩者之間。在爐膛風速5 m/s時，六個旋風分離器的壓降偏差為5.6%左右?？梢?，六個旋風分離器采用中心軸對稱布置型式，中間的兩個旋風分離器始終無法達到氣固平衡和顆粒濃度分布均勻。
[0004]另外有研宄發(fā)現(xiàn)，在高密度多相流中，氣固流動在兩分離器內(nèi)均等分配時，分離器壓力損失最大；在低密度多相流中，尤其是密度非常低時，均等分配會使分離器壓力損失最小，而非均等分配有較大的壓力損失。
[0005]廖磊和王法軍分析了多個旋風分離器之間氣固兩相不均勻分布的原因，主要有兩部分:一部分是由于聚式流態(tài)化的脈動性與對稱結(jié)構(gòu)的多解性引起，另一部分是由于結(jié)構(gòu)的不完全對稱性引起。由此可見，實現(xiàn)多個旋風分離器的氣固兩相均勻分布對提高除塵效率、減小能量損耗意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種旋風分離器旋轉(zhuǎn)并聯(lián)除塵裝置，以解決現(xiàn)有鍋爐內(nèi)多個旋風除塵器除塵效率低、氣量分布不均的問題。
[0007]為此，采用如下技術(shù)方案:
一種旋風分離器旋轉(zhuǎn)并聯(lián)除塵裝置，主要由同軸設(shè)置、相互之間具有空腔、相互之間密封隔離的中心筒體、中間筒體、外筒體組成，該三筒體的下部均為錐體結(jié)構(gòu)而中間筒體和外筒體的錐體末端為內(nèi)、外底流口，該內(nèi)、外底流口通過法蘭和排灰裝置連接；所述中間筒體與外筒體之間空腔的上端設(shè)有切向進口 ；若干個小型旋風分離器以三筒體的中心為軸均勻固定在中間筒體的內(nèi)壁上；中間筒體和其下部錐體的結(jié)合處固接有底板，該底板的外緣和中間筒體的內(nèi)壁間留有進氣環(huán)孔；所述若干個小型旋風分離器的底部出料口固定在底板上并和中間筒體下部的錐體貫通；所述若干個小型旋風分離器的上端開有進氣口，該進氣口和中間筒體的內(nèi)腔貫通；該若干個小型旋風分離器上端的出口通過彎管和中心筒體貫通；所述彎管被置于外筒體頂部的頂蓋密封，該頂蓋上開有出口。
[0008]所述彎管出口的截面和水平面的角度為90°至180 0O
[0009]本發(fā)明綜合考慮了多個旋風除塵器的除塵效率低、氣量和壓降分布不均的原因，將多個旋風除塵器并聯(lián)布局在一個大的空腔內(nèi)，具體為旋風除塵器同軸設(shè)置，圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)排布一周，然后將含塵氣體直接用管道送入大空腔內(nèi)旋風除塵器進行除塵。
[0010]本發(fā)明和多個旋風分離器并聯(lián)H型布局的對比如圖2和圖3所示。本發(fā)明若干個旋風分離器圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)一周布局，而多個旋風分離器H型并聯(lián)是以爐腔為對稱軸，六個旋風分離器均分布局在爐腔兩側(cè)。在實驗室內(nèi)，對本發(fā)明和多個旋風分離器并聯(lián)H型布局的除塵效果、風量和壓降分布均勻性進行了測試，測試風量為10000m3/h。測試結(jié)果如圖4-6所示。圖4為兩種旋風分離器布局引起的壓降變化。從圖4中可以看出，本發(fā)明中每個旋風分離器的壓降大小基本相同，而多個旋風分離器H型并聯(lián)引起每個旋風分離器的壓降差別較大。圖5為兩種旋風分離器布局引起的風量變化，可以看出，多個旋風分離器H型布局導致每個旋風分離器的氣固分布不均，風量各不同，而本發(fā)明每個旋風分離器的風量差別不大，實現(xiàn)了風量的均勻分布。圖6是兩種旋風分離器布局的分離效率對比，H型布局的旋風分離器分離效率各不同，B分離效率最低，為60%，A最高達到80%，總的分離效率為79% ;而本發(fā)明中每個旋風分離器的除塵效率均為95%左右，總分離效率為95%。因此，本發(fā)明的分離效率遠大于H型布局，可以高效去除含塵氣體中的細顆粒物。
[0011]綜上所述，與傳統(tǒng)的多個旋風分離器H型并聯(lián)布局相比，本發(fā)明可以解決風量、壓降分布不均勻、分離效率低等缺點，同軸布局的各個旋風分離器風量均勻、壓降相等、分離效率均勻，可以高效的收集含塵氣體中粉塵。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的俯視圖；
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中旋風分離器H型并聯(lián)布局的示意圖；
圖4為本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)中旋風分離器H型并聯(lián)布局的壓降對比圖；
圖5為本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)中旋風分離器H型并聯(lián)布局的風量對比圖；
圖6為本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)中旋風分離器H型并聯(lián)布局的分離效率對比圖。
[0013]圖4、5、6中的A至F代表現(xiàn)有技術(shù)中的旋風分離器，而￥工至Y 8為本發(fā)明中的各小型旋風分離器。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0015]實施例1，參照圖1、2，一種旋風分離器旋轉(zhuǎn)并聯(lián)除塵裝置，主要由同軸設(shè)置、相互之間具有空腔、相互之間密封隔離的中心筒體14、中間筒體27、外筒體23組成，該三筒體的下部均為錐體結(jié)構(gòu)，而中間筒體27和外筒體23的錐體末端為內(nèi)、外底流口 10、24，該內(nèi)、外底流口 10、24通過法蘭和排灰裝置連接；所述中間筒體27與外筒體23之間的空腔上端設(shè)有切向進口 22 ;若干個小型旋風分離器28以三筒體的中心為軸均勻固定在中間筒體27的內(nèi)壁上；中間筒體27和其下部錐體的結(jié)合處固接有底板11，該底板11的外緣和中間筒體27的內(nèi)壁間留有進氣環(huán)孔26 ;所述若干個小型旋風分離器28的底部出料口 9固定在底板11上并和中間筒體27下部的錐體貫通；所述若干個小型旋風分離器28的上端開有進氣口 29，該進氣口 29和中間筒體27的內(nèi)腔貫通；該若干個小型旋風分離器28上端的出口通過彎管12和中心筒體14貫通；所述彎管12被置于外筒體頂部的頂蓋13密封，該頂蓋13上開有出口 15。
[0016]所述彎管12出口的截面和水平面的角度為90°至180 °，使得壓降均勻。
[0017]所述排灰裝置6由底料槽17、連接閥19、U形管20組成；所述底料槽17 —端與所述內(nèi)、外底流口 10、24通過法蘭16連接，另一端通過法蘭與U形管20連接，U形管20的另一端為排污口 21 ;底料槽17的底部設(shè)有排污閥18。
[0018]實施例2，參照圖1，所述排灰裝置6的底料槽17通過排水管30和中心筒體14連通，解決中心筒體14中的積塵問題。余同實施例1。
[0019]本發(fā)明的工作過程:含塵氣流由切向進口 22切向進入外筒體23與中間筒體27之間空腔的上端，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流，在離心力作用下，進行第一級分離。分離出的粗顆?；蛞旱螌涞酵馔搀w23下端的錐體內(nèi)壁，經(jīng)外底流口 24排出。經(jīng)過第一級分離的氣流經(jīng)進氣環(huán)孔26進入中間筒體27的底部，然后從若干旋風分離器28上端的進氣口 29同時分別旋轉(zhuǎn)進入每個旋風分離器28，在旋風分離器28內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流，進行第二級分離。第二級分離后的氣流經(jīng)彎管12排到中心筒14，氣流在中心筒14內(nèi)進行碰撞、團聚，使部分未捕集的細顆粒物再一次長大，實現(xiàn)第三級分離。在中心筒14底端設(shè)有排污管30，經(jīng)第三級分離后生成的液滴通過排污管30排到底料槽17。最后，在外部施加的負壓作用下，中心筒14內(nèi)的氣流會通過出口 15進入后面的排氣管道。
【主權(quán)項】
1.一種旋風分離器旋轉(zhuǎn)并聯(lián)除塵裝置，其特征在于:主要由同軸設(shè)置、相互之間具有空腔、相互之間密封隔離的中心筒體(14)、中間筒體(27)、外筒體(23)組成，該三筒體的下部均為錐體結(jié)構(gòu)而中間筒體(27)和外筒體(23)的錐體末端為內(nèi)、外底流口(10、24)，該內(nèi)、外底流口( 10、24)通過法蘭和排灰裝置連接；所述中間筒體(27)與外筒體(23)之間空腔的上端設(shè)有切向進口(22);若干個小型旋風分離器(28)以三筒體的中心為軸均勻固定在中間筒體(27)的內(nèi)壁上；中間筒體(27)和其下部錐體的結(jié)合處固接有底板(11)，該底板(11)的外緣和中間筒體(27)的內(nèi)壁間留有進氣環(huán)孔(26);所述若干個小型旋風分離器(28)的底部出料口(9)固定在底板(11)上并和中間筒體(27)下部的錐體貫通；所述若干個小型旋風分離器(28 )的上端開有進氣口( 29 )，該進氣口( 29 )和中間筒體(27 )的內(nèi)腔貫通；該若干個小型旋風分離器(28)上端的出口通過彎管(12)和中心筒體(14)貫通；所述彎管(12)被置于外筒體頂部的頂蓋(13)密封，該頂蓋(13)上開有出口(15)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋風分離器旋轉(zhuǎn)并聯(lián)除塵裝置，其特征在于:所述彎管(12)出口的截面和水平面的角度為90°至180 °。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋風分離器旋轉(zhuǎn)并聯(lián)除塵裝置，其特征在于:所述排灰裝置由底料槽(17 )、連接閥(19 )、U形管(20 )組成；所述底料槽(17 ) —端與所述內(nèi)、外底流口( 10、24 )通過法蘭(16 )連接，另一端通過連接閥(19 )與U形管(20 )連接，該U形管(20 )的另一端為排污口(21);底料槽(17)的底部設(shè)有排污閥(18)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種旋風分離器旋轉(zhuǎn)并聯(lián)除塵裝置，其特征在于:所述排灰裝置的底料槽(17)通過排水管(30)和中心筒體(14)連通。
【專利摘要】一種旋風分離器旋轉(zhuǎn)并聯(lián)除塵裝置，主要由同軸設(shè)置、相互之間具有空腔、相互之間密封隔離的中心筒體、中間筒體、外筒體組成，所述中間筒體與外筒體之間的空腔上端設(shè)有切向進口；若干小型旋風分離器以三筒體的中心為軸均勻并聯(lián)固定在中間筒體的內(nèi)壁上。本發(fā)明解決了現(xiàn)有鍋爐內(nèi)多個旋風除塵器除塵效率低、氣量分布不均的問題。
【IPC分類】B04C5/28
【公開號】CN104907191
【申請?zhí)枴緾N201510356212
【發(fā)明人】王博
【申請人】王博
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月25日