本發(fā)明屬于除塵環(huán)境保護(hù)研究領(lǐng)域，具體涉及一種濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置。

背景技術(shù)：

煤燃燒產(chǎn)生的SO2和可吸入顆粒物污染是我國大氣環(huán)境的主要污染。目前，在濕法脫硫工藝前均裝有除塵裝置，如電除塵、機(jī)械除塵及布袋除塵等，這些除塵裝置能有效去除大部分大粒徑顆粒物和部分微細(xì)粒徑顆粒物，而對PM2.5等細(xì)微顆粒脫除效率非常低且隨粒徑減小脫除效率顯著下降。此外，濕法煙氣脫硫除塵一般是水霧噴淋或水幕過濾方式，因煙氣與水霧交叉重疊過程短，接觸面積小，除塵效果受到影響。在脫硫過程中由于氣液的強(qiáng)烈接觸、氣液夾帶作用及多相反應(yīng)的結(jié)晶析出作用，導(dǎo)致脫硫產(chǎn)物隨脫硫煙氣排出，使得煙氣在脫硫后細(xì)顆粒的排放濃度反而升高。有研究表明，在安裝有石灰石/石膏法脫硫系統(tǒng)的燃煤電廠煙氣出口的細(xì)顆粒大多為PM2.5，除飛灰外，還有石膏、石灰石等組分。近年，隨著霧霾天氣的頻發(fā)，PM2.5污染對人們的健康和日常生活造成嚴(yán)重的影響，因此加強(qiáng)細(xì)顆粒物的控制和開發(fā)高效節(jié)能的PM脫除技術(shù)已迫在眉睫。

本發(fā)明有效運(yùn)用旋流分離筒、液膜控塵和凈化裝置、環(huán)形噴霧器、旋流板洗滌板、高效脫除細(xì)微顆粒物，具有占地面積小、工藝相對簡單、吸收劑利用率高，洗滌液能夠做到全封閉循環(huán)，沒有廢液排放，耗水量很少，系統(tǒng)阻力小，運(yùn)行工況適應(yīng)力強(qiáng)，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠，還滿足低溫電除塵器的運(yùn)行條件，能夠達(dá)到較高的煙氣凈化效果。煙氣凈化后沒有夾霧帶水現(xiàn)象，設(shè)備材質(zhì)具有耐腐蝕性、耐磨、耐高溫的性能，運(yùn)行維護(hù)簡便、使用壽命長。除塵的同時(shí)兼有脫除氣態(tài)污染物的作用，特別適用于生產(chǎn)工藝本身具有水處理設(shè)備的場合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有的濕法煙氣脫硫除塵工藝煙氣含有大量霧沫液滴，細(xì)顆粒脫除困難，工藝復(fù)雜，旋流板結(jié)垢堵塞、所需能耗高等問題提供一種濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置，實(shí)現(xiàn)用噴霧降塵、旋流板洗滌、液膜控塵和吸附使旋流分離裝置能高效脫除細(xì)微顆粒物，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。除塵機(jī)理主要有團(tuán)聚沉積、液滴洗滌、液滴沉降、液滴吸附、液膜控塵和吸附以及布朗擴(kuò)散、攔截、慣性碰撞、壁面擴(kuò)散和重力沉降、旋流分離等機(jī)制。在煙氣排放至大氣中之前，對煙氣進(jìn)行深度凈化，對煙氣中微細(xì)顆粒物、微小液滴進(jìn)行脫除，進(jìn)一步降低排放到大氣環(huán)境中的污染物濃度。采用PM濃度測量儀和控制信號傳感器，實(shí)現(xiàn)對液體流量的自動調(diào)節(jié)，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，增強(qiáng)節(jié)能效益。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置包括旋流筒、若干組噴霧洗滌機(jī)構(gòu)、除霧器、變頻水泵和集液池；

所述旋流筒的筒體下端設(shè)有集液池和排液口，在集液池上部的筒體切向設(shè)置矩形煙氣進(jìn)口，旋流筒的筒體上端部設(shè)有煙氣出口；

所述噴霧洗滌機(jī)構(gòu)包括旋流洗滌板、噴霧器和噴射液膜噴頭，所述旋流洗滌板、噴霧器和噴射液膜噴頭從下到上依次固定安裝在旋流筒的筒體內(nèi)腔；

所述除霧器安裝在旋流筒的筒體內(nèi)腔上部且位于煙氣出口下方；

所述變頻水泵的出水口通過管道分別與噴射液膜噴頭的進(jìn)水口和噴霧器連接。

上述方案中，還包括PM濃度測量儀和控制信號傳感器；

所述PM濃度測量儀與控制信號傳感器的一端電連接，且PM濃度測量儀的探頭分別設(shè)置在煙氣進(jìn)口和煙氣出口；所述控制信號傳感器的另一端與所述變頻水泵電連接；

所述控制信號傳感器根據(jù)PM濃度測量儀提供的顆粒物濃度信號，調(diào)節(jié)變頻水泵的流量。

上述方案中，還包括過濾器；所述過濾器設(shè)置在集液池的排液口與變頻水泵之間的連接的管道上。

上述方案中，所述噴射液膜噴頭包括螺紋直管、外螺紋桿、內(nèi)螺紋支撐環(huán)和內(nèi)螺紋擋液板；所述螺紋直管通過螺紋與供液管路連接，螺紋直管內(nèi)設(shè)置內(nèi)螺紋支撐環(huán)，內(nèi)螺紋支撐環(huán)軸線上連有外螺紋桿，在螺紋直管端部設(shè)有中心帶有內(nèi)螺紋擋液板，內(nèi)螺紋擋液板與軸心線上外螺紋桿連接，通過螺紋調(diào)節(jié)內(nèi)螺紋擋液板與螺紋直管端部的間隙。

上述方案中，所述旋流洗滌板包括盲板和多個(gè)旋流葉片；所述旋流葉片的一端分別安裝在盲板的圓周上。

上述方案中，所述噴霧器為環(huán)形噴霧器；所述環(huán)形噴霧器連接多個(gè)噴嘴。

進(jìn)一步的，所述噴嘴為螺旋噴嘴。

上述方案中，所述變頻水泵與噴射液膜噴頭的進(jìn)水口和噴霧器連接的管道上分別安裝有控制閥。

上述方案中，所述變頻水泵與最頂層噴射液膜噴頭的進(jìn)水口連接的管道上設(shè)有壓力表。

上述方案中，所述除霧器采用旋流板除霧器或絲網(wǎng)除霧器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明工藝簡單，旋流筒內(nèi)煙氣呈旋流狀上升，延長了在筒內(nèi)流動的路徑和時(shí)間，帶水煙氣在筒內(nèi)相互作用，大大提高了被水霧捕捉概率；噴射液膜一方面使顆粒物與水膜碰撞反彈，延長了顆粒物在旋流筒內(nèi)停留時(shí)間；另一方面，懸浮液膜與筒體內(nèi)壁撞擊產(chǎn)生液滴和壁面液膜，液滴反彈到筒體內(nèi)捕捉細(xì)微顆粒，部分液滴受重力作用沉降，部分液滴在離心力作用下甩向壁面，并被壁面液膜潤濕捕集。

2.在懸浮液膜形成的封閉體內(nèi)設(shè)置環(huán)形噴霧器和旋流洗滌板，噴霧產(chǎn)生的霧滴和液膜噴頭產(chǎn)生的液滴與旋流葉片接觸產(chǎn)生液膜，利用液體碰撞、粘附、凝聚的原理，在旋流板葉片上形成液膜，當(dāng)含塵氣流經(jīng)過旋流葉片時(shí)可與液膜再次作用，進(jìn)一步提高凈化效率；當(dāng)噴液量較大時(shí)，在旋流板上形成液池，含塵氣流經(jīng)過旋流板后進(jìn)入旋流洗滌池，形成大量氣泡，氣泡夾帶顆粒物與洗滌液充分作用，進(jìn)一步提高凈化效率。

3.通過多種捕集機(jī)制使得不同粒徑的顆粒物和液滴都能被有效捕集，能夠在煙氣排放至大氣前得到深度的凈化，進(jìn)一步保證煙氣排放的質(zhì)量。只需對現(xiàn)有的脫硫除塵裝置進(jìn)行簡單改造，在濕法煙氣脫硫洗滌裝置內(nèi)設(shè)置液膜噴頭裝置，在液膜封閉體內(nèi)安裝高效噴霧裝置即可實(shí)現(xiàn)細(xì)微顆粒的高效脫除；本發(fā)明可有效控制濕法煙氣脫硫細(xì)顆粒和霧滴的排放，可廣泛應(yīng)用于安裝有濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的領(lǐng)域，投資運(yùn)行費(fèi)用低。

4.本發(fā)明適用于中小型鍋爐和相當(dāng)容量工業(yè)窯爐、垃圾焚燒爐的煙氣除塵脫硫和其他有毒有害氣體的一體化凈化裝置。占地面積小，洗滌液能夠做到全封閉循環(huán)，沒有廢液排放，耗水量很少、系統(tǒng)阻力小，運(yùn)行工況適應(yīng)力強(qiáng)，還滿足低溫電除塵器的運(yùn)行條件，能夠達(dá)到較高的煙氣凈化效果。煙氣凈化后沒有夾霧帶水現(xiàn)象，設(shè)備材質(zhì)具有耐腐蝕性、耐磨、耐高溫的性能，使用壽命長。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施方式的噴射液膜噴頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施方式的旋流洗滌板機(jī)構(gòu)示意圖。

圖中：1.煙氣進(jìn)口；2.集液池；3.過濾器；4.變頻水泵；5.旋流洗滌板；501.盲板；502.旋流葉片；6.噴嘴；7.噴霧器；8.噴射液膜噴頭；801.帶螺紋直管；802.外螺紋桿；803.內(nèi)螺紋支撐環(huán)；804.內(nèi)螺紋擋液板；9.除霧器；10.控制閥；11.壓力表；12.煙氣出口；13.PM濃度測量儀；14.控制信號傳感器；15.旋流筒。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

圖1所示為本發(fā)明所述濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置的一種實(shí)施方式，所述濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置，包括旋流筒15、若干組噴霧洗滌機(jī)構(gòu)、除霧器9、過濾器3、變頻水泵4、集液池2、PM濃度測量儀13和控制信號傳感器14。

所述旋流筒15的筒體下端設(shè)有集液池2和排液口，在集液池2上部的筒體切向設(shè)置矩形煙氣進(jìn)口1，煙氣進(jìn)口1與引風(fēng)機(jī)連接。所述旋流筒15的筒體上端部設(shè)有煙氣出口12。所述噴霧洗滌機(jī)構(gòu)包括旋流洗滌板5、噴霧器7和噴射液膜噴頭8，所述旋流洗滌板5、噴霧器7和噴射液膜噴頭8從下到上依次固定安裝在旋流筒15的筒體內(nèi)腔。所述除霧器9安裝在旋流筒15的筒體內(nèi)腔上部且位于煙氣出口12下方；所述變頻水泵4的出水口通過管道分別與噴射液膜噴頭8的進(jìn)水口和噴霧器7連接。所述變頻水泵4為變頻污變頻水泵。所述過濾器3設(shè)置在集液池2的排液口與變頻水泵4之間的連接的管道上。廢液經(jīng)集液池2的排液口由污變頻水泵4抽至過濾器3過濾后，再輸送至噴射液膜噴頭8和噴霧器7循環(huán)使用。所述除霧器9采用旋流板除霧器或絲網(wǎng)除霧器，能進(jìn)一步脫除細(xì)微顆粒物，且保證煙氣凈化后沒有夾霧帶水現(xiàn)象。

所述PM濃度測量儀13與控制信號傳感器14的一端電連接，且PM濃度測量儀13的探頭分別設(shè)置在煙氣進(jìn)口1和煙氣出口12；所述控制信號傳感器14的另一端與所述變頻水泵4電連接；所述控制信號傳感器14根據(jù)PM濃度測量儀13提供的顆粒物濃度信號，調(diào)節(jié)變頻水泵4的變頻器，實(shí)現(xiàn)對液體流量的自動調(diào)節(jié)，隨顆粒物濃度的降低，減小噴液量，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，增強(qiáng)節(jié)能效益。

如圖2所示，所述噴射液膜噴頭8包括螺紋直管801、外螺紋桿802、內(nèi)螺紋支撐環(huán)803和內(nèi)螺紋擋液板804；所述螺紋直管801通過螺紋與供液管路連接，螺紋直管801內(nèi)設(shè)置內(nèi)螺紋支撐環(huán)803，內(nèi)螺紋支撐環(huán)803軸線上連有外螺紋桿802，在螺紋直管801端部設(shè)有中心帶有內(nèi)螺紋擋液板804，內(nèi)螺紋擋液板804與軸心線上外螺紋桿802連接，通過螺紋調(diào)節(jié)內(nèi)螺紋擋液板804與螺紋直管801端部的間隙。

如圖3所示，所述旋流洗滌板5包括盲板501和多個(gè)旋流葉片502；所述旋流葉片502的一端分別安裝在盲板501的圓周上。

旋流洗滌板5，通過設(shè)計(jì)旋流葉片502的葉片角和葉片數(shù)，經(jīng)試驗(yàn)分析，葉片角為15度左右，葉片數(shù)為16時(shí)，使洗滌液在旋流板上均勻分布，使旋流洗滌達(dá)到最佳除塵效果。在旋流筒15內(nèi)安裝一級或多級旋流洗滌板5，煙氣在筒內(nèi)旋流板葉片的導(dǎo)向作用下與除塵水或堿液接觸，含塵氣體經(jīng)多次撞擊表面附有流動液膜的旋流葉片和旋流板上部洗滌池后，細(xì)微顆粒物被捕集液潤濕凝聚捕集，在離心力作用下得到有效的分離，并在重力作用下落入底部集液池，所述旋流板要求防腐、耐磨、表面光滑的特性，其結(jié)構(gòu)具有較好的布水特性。

所述變頻水泵4與噴射液膜噴頭8的進(jìn)水口和噴霧器7連接的管道上分別安裝有控制閥10。

所述變頻水泵4與最頂層噴射液膜噴頭8的進(jìn)水口連接的管道上設(shè)有壓力表11。

噴射液膜噴頭8利用射流撞擊原理，噴水時(shí)形成均勻的薄膜。在一定的水壓下，通過調(diào)節(jié)閥10調(diào)節(jié)流量，同時(shí)可以調(diào)節(jié)噴頭頂部的蓋帽，使噴射液膜達(dá)到最佳除塵效果。在旋流筒內(nèi)安裝一級或數(shù)級液膜噴頭，形成多層懸浮液膜層，液膜噴射外圍尺寸和液膜厚度可以根據(jù)具體使用情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。噴射液膜噴頭8結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，成本低廉，同時(shí)便于安裝，使用壽命長。

所述噴霧器7為環(huán)形噴霧器，采用圓環(huán)連接多個(gè)噴嘴6，噴嘴6為不易堵塞的低壓旋流霧化噴嘴、螺旋噴頭或者其他能夠產(chǎn)生氣液旋轉(zhuǎn)提高分散效果的裝置，優(yōu)選螺旋噴嘴。在有限的空間形成多個(gè)液滴密集區(qū)，在滿足脫除細(xì)顆粒物的前提下，盡量達(dá)到減少占地面積、節(jié)約投資的目的。

本發(fā)明所述濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置的各部件材料做耐腐處理或使用耐腐蝕材料。

本發(fā)明裝置進(jìn)行濕法高效旋流脫除細(xì)微顆粒物，主要過程如下：在引風(fēng)機(jī)的作用下，含塵氣流從筒體下部的煙氣進(jìn)口1以切向進(jìn)入旋流筒15，并沿筒壁呈螺旋式上升，粗的顆粒物在離心力作用下被甩向壁面碰撞分離。細(xì)微顆粒隨氣流繼續(xù)向上運(yùn)動，首先進(jìn)入旋流板洗滌區(qū)，煙氣經(jīng)旋流洗滌板5加強(qiáng)旋轉(zhuǎn)，在筒內(nèi)旋流葉片502的導(dǎo)向作用下與除塵水或堿液接觸，含塵氣流撞擊表面附有流動液膜的旋流葉片502和旋流板上部洗滌池后，通過慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散等機(jī)理作用，細(xì)微顆粒物被捕集液潤濕凝聚捕集，在離心力作用下得到有效的分離，并在重力作用下落入底部集液池，達(dá)到高效脫除細(xì)顆粒物的目的。然后經(jīng)過噴霧洗滌區(qū)，含塵氣流與噴霧器7噴出的水霧層相互作用，在慣性碰撞、攔截和擴(kuò)散等短程機(jī)理的作用下，被潤濕凝聚的顆粒物在離心力作用下被甩向筒壁，并被壁面液膜潤濕凝聚，則在重力作用下隨液膜下流至集液池，未被捕集的細(xì)微顆粒則隨著氣流繼續(xù)向上運(yùn)動。再經(jīng)過噴射液膜噴頭8產(chǎn)生的懸浮液膜，細(xì)微顆粒受懸浮液膜控制和凈化作用，一方面，部分顆粒物與懸浮液膜接觸碰撞反彈，延長顆粒物在旋流筒內(nèi)停留時(shí)間。另一方面，懸浮液膜與筒體內(nèi)壁撞擊產(chǎn)生液滴和壁面液膜，液滴反彈到筒體內(nèi)捕捉細(xì)微顆粒，部分液滴受重力作用沉降，部分液滴在離心力作用下甩向壁面，并被壁面液膜潤濕捕集。壁面液膜在重力作用下流向底部集液池。

經(jīng)過一級旋流洗滌板、噴霧器、液膜控塵和吸附裝置后的煙氣繼續(xù)上升，可設(shè)計(jì)經(jīng)二級或多級旋流洗滌板、噴霧器、液膜控塵和吸附，在旋流洗滌系統(tǒng)的上方設(shè)有單層或多層除霧器9。凈化后的煙氣經(jīng)煙氣出口12排出。在旋流筒15底部設(shè)有集液池2。污水流入筒底集液池，再經(jīng)變頻污變頻水泵4抽到過濾器3中，廢液經(jīng)過濾處理后再輸送至噴液裝置循環(huán)利用。

本裝置的有益效果，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用新型濕式高效旋流脫除細(xì)微顆粒裝置，當(dāng)含塵氣流經(jīng)過旋流液膜時(shí)，顆粒更容易通過慣性碰撞、攔截、布朗擴(kuò)散、黏附凝聚、液膜控塵和除塵、重力沉降、離心分離等作用機(jī)理被捕集，有效解決了脫除細(xì)顆粒物，并兼?zhèn)湮諝鈶B(tài)污染物的目的。可以處理高溫廢氣、黏性顆粒和液滴，除塵效率高。本發(fā)明可以拓展應(yīng)用于各種需要凈化的外排尾氣以及再除塵等。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個(gè)實(shí)施例描述的，但并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實(shí)施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。