专利名称：冲击旋转喷雾逆旋动气水分离一体化脱硫除尘器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锅炉烟气湿法高效脱硫除尘、高效气水分离一体化脱硫除尘装置，尤指一种冲击旋转喷雾逆旋动气水分离一体化脱硫除尘器。
现有技术中虽然有很多种结构的锅炉脱硫除尘器，但经调查分析这些脱硫除尘器的实际应用情况，均存在采用循环利用灰水进行脱硫除尘方式时气水接触不充分、气水分离不好(烟气的含湿量均不能达到小于6.3％，在锅炉引风机和鼓风机开最大的情况下)、脱硫率低的缺点，原因是它们的气水分离主要是借助隔板阻挡、旋转重力离心等手段；而通过添加化学脱硫剂(碱性物质)降低烟气中二氧化碳排放浓度的脱硫除尘器，虽然技术性能有所提高(脱硫率可达80％以上)，但却增加了运行成本，仍非理想。
现有技术中关键技术难点就是如何使循环利用灰水(即锅炉自身产生的碱性物质作为脱硫剂)脱硫除尘(第I类技术条件)的技术指标达到添加化学脱硫剂(第II类技术条件)的脱硫除尘装置的技术性能，因此研制过程中必须解决下列问题(以湿式脱硫除尘器为例)一、烟气一进入脱硫除尘器就和水充分接触，达到最大限度地减小烟尘及SO2对脱硫除尘器的冲刷磨耗和腐蚀。
二、设备结构要满足循环吸收液喷成水雾后和烟气充分接触以达到惯性碰撞离心分离和固液接触等捕集机制，保证高效脱硫除尘。
三、以最小的液气比达到最大的脱硫除尘率，此时要求几次净化要充分利用吸收液，并且要提高水气分离效果即排出的烟气不含水珠水雾，烟气湿度≤6.3％。这样烟气对锅炉引风机及烟道腐蚀降到最小，不会出现烟囱下黑雨现象。
四、保证脱硫除尘器系统阻力小于1100Pa。
五、采用锅炉炉渣灰水循环利用，减少运行费用，减少烟尘出灰装置从而减轻锅炉工的工作量，实际解决由于用户负担不起脱硫剂的费用，而不加脱硫剂运行或半运行的问题。
六、设备主体，美观大方，防腐性能好，体积小占地面积小，操作简便，运行稳定可靠，主体基本不用维修或量很小。
七、适用于高温，高湿及非纤维除尘的处理和易燃易爆及有害气体(其中包括烟气中的SO2)的净化。
八、解决好管道及设备的防腐蚀和堵塞问题，解决好污泥污水的处理和冬季设备防冻的问题。
本实用新型的主要目的是设计一种冲击旋转喷雾逆旋动气水分离一体化脱硫除尘器，使能在低成本运行的前提下，达到更好高的脱硫率、更佳的气水分离效果(即排出的烟气含湿量小于6.5％)。
本实用新型的具体结构是一种冲击旋转喷雾逆旋动气水分离一体化脱硫除尘器，包括脱硫除尘器壳体，壳体的下侧方与一进口烟道相通，壳体连通进口烟道的该侧固定连接有冲击板，壳体上相对于冲击板的另一侧设有一自激导流板，二者之间留有空隙，壳体底部设有溢流管及尘水排出口，使可排出尘水并保持底部储水维持在一定高度，壳体在冲击板、自激导流板的上方固设有射流板，该射流板的中央为圆形通孔，在射流板的上方固设有顺旋转导流板，该顺旋转导流板由多个斜置的板片组成，其一端固接于壳体上，另一端固接于一导流板圆柱，顺旋转导流板的上方再设有一逆旋转导流板，其亦是由多个斜置的板片组成，倾斜的方向与顺旋转导流板相反，且该板片的上下两端均形成有方向相反的折边，这些板片一端固接于壳体上，另端固接于另一导流板圆柱，壳体的顶端是烟道出口，连接引风机，壳体上在顺旋转导流板与逆旋转导流板之间，另设有向内的喷嘴，使可由外部向壳体内喷射水气。
所述设于壳体上的喷嘴是为三个，等距地布设于圆形壳体的周壁上。
进口烟道上向烟道内设有喷嘴。
上述喷嘴是为圆管收缩形条缝喷嘴。
所述的冲击板为流线型，自激导流板为弧形。
现将本实用新型的工作原理及所产生的有益效果作一详细的分析说明。
该脱硫除尘器采用了流线冲击加自激，由于烟气冲击的水面和流线型冲击板以及弧形自激导流板间有一定的空隙，故阻力相对来说比较小，由于烟气是流线惯性冲击，故冲击水面的阻力小，冲击起的水花比较多，再加上有弧形导流板引起自激二次冲击水面，以及冲击一次冲击起来的水花，达到烟气和水充分接触，由于烟气刚进入脱硫除尘器就进行了二次冲击水面，此时烟气中大部分烟尘被水花和水雾捕集，尤其是较大的尘粒几乎被捕集完，这样就减小了烟气对脱硫除尘器的冲刷和磨耗，由于此时烟气中的SO2和水中的碱性物质充分接触中和了约一半的SO2，故减小了烟气对脱硫除尘器的腐蚀。另外虽然该流线冲击导板和弧形自激导流板造成的胶硫除尘器阻力不大，但是脱硫除尘效果却比纯冲击或自激脱硫除尘器效果在同样的阻力下要好的多，冲击自激后的烟气蓄气充压后进入圆形断面自由淹紊动的射流，此时中心流速大，沿经向流速逐渐变小，流速之比是正态分布曲线形，此时解决了目前脱硫除尘器冲击后再旋转时不能均匀分布，而造成烟气旋转后和水雾接触的效果不好。从圆形断面自由淹没紊动射流出来的烟气经过弧形旋片把射流出来的烟气旋动射流起来，即烟气旋转向上射流。这样出射后的烟气不仅有纵向速度，而且有径向和切向的分速形成所谓旋动射流。由于旋动射流的卷吸和掺混的作用是较强的，所以可使烟气和水雾掺混均匀，达到充分接触，而达到高效脱硫除尘的目的，由于是采用管内导流法，即在脱硫除尘器内装有弧形斜置导流板，提高了出口的动紊度，也就提高了烟气与水雾的接触率，同时即延长了烟气在脱硫除尘器内行走的路程，又提高了烟气的径向流速和切向流速(此时切向流速越大对下一步的气水分离结构来说气水分离效果越好)，使得烟气中的SO2和水雾中的碱性物质得以充分中和，达到最大效率地脱硫除尘，为了保证脱硫除尘器系统阻力小于1100Pa，即设计在1000Pa左右，所以烟气旋转度为弱旋和中旋之间左右为好。该脱硫除尘器采用圆管收缩形条缝喷嘴，实践证明不易堵塞，控制射流的出射来达到整流目的，由于脱硫除尘器喷头是在三个等距离不同方向向内斜下方扩散喷射，故三个喷头喷出的水雾会在一起形成的水幕雾布覆盖了整个脱硫除尘器的圆断面。从圆断面旋动射流出来的烟气不管从那个角度都得通过水幕布雾区和水充分接触。(由于喷嘴喷出的雾滴自上而下与烟气逆向流动。含烟尘气体中的尘粒与雾滴作相对运动，在惯性碰撞、拦截扩散、凝聚等效应作用下被液滴捕集，同时在重力的作用下，掉入脱硫除尘器底部水中)达到脱硫除尘的目的。旋动的烟气带着部分水继续往上旋动，此时烟气的自由表面是一个稳定的旋动抛物面，由于我们加装了S形逆旋动旋切弧形斜面导流片，根据空气动力原理烟气在动力差的作用下，逆旋切方向的静压力大于旋切方向的静压力时，烟气从逆旋动旋切弧形导流片中流出至出口进入锅炉引风机排出，而烟气中的水在重力和旋转方向的离心力的作用下，合力大于引风机给予的引力，此时，动力差和烟气的动力差相反，也就是烟气中水在和烟气相反动力差作用下，逆旋切的静压力小于旋切方向的静压力(要说明的是旋度的大小和旋转离心力有关，而旋转离心力和旋切方向的力成正比)，此时，烟气中水的自由表面是一个和烟气开口相反的旋动抛物面，这样烟气中的水被该脱硫除尘器的气水分离器质量很好地从烟气中分离出来，并通过脱硫除尘器壁膜送回脱硫除尘器，这样，既不浪费水源，又减小了液体比，又不腐蚀锅炉引风机和烟道，不会出现由于气水分离不好造成烟囱下黑雨现象。该脱硫除尘器脱硫除尘下来的尘水被引入锅炉出渣机一端，再经过另一端引出来，此时的尘水被锅炉炉渣过滤变成了含有碱性物质的灰水，均匀地提高了循环吸收液的PH值。其中尘水中的尘及尘渣(其中含不溶性CaSO4等)，被留在炉渣中随出渣机和炉渣一起排出，不用增加烟尘出灰装置，由于充分利用了锅炉自身产生的碱性物质——炉渣作为脱硫剂，即采用灰水循环利用降低烟气中二氧化硫排放浓度，减少了运行费用，既解决了由于加碱操作造成PH值不稳定，给脱硫率的变化产生影响，同时也解决了由于用户往往负担不起脱硫剂的费用或由于脱硫责任心不强，往往想省掉脱硫剂的费用，而不加脱硫剂运行或半运行，造成运行时恶劣地腐蚀脱硫除尘器和不脱硫的问题。保证了实际运行中稳定脱硫，同时减少了出烟尘的出灰设备，又减轻了锅炉工的工作量，又便于维修操作。
以下结合附图进一步详细说明本实用新型的结构特征。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是顺旋转导流板结构示意图。
图3是逆旋转导流板结构示意图。
图4是
图1中的A-A视图。
图5是
图1中的B-B视图。
请参阅各附图所示，本实用新型冲击旋转喷雾逆旋动气水分离一体化脱硫除尘器，包括脱硫除尘器壳体1，壳体1的下侧方与一进口烟道2相通，进口烟道2上向内设有一喷嘴12，壳体1连通进口烟道2的该侧固定连接有流线型冲击板3，壳体1上与该流线型冲击板3相对位置设置有一自激导流板4(配合图5所示)，二者之间留有空隙，壳体1底部设有溢流管5及尘水排出口6，使可排出尘水并保持底部储水维持在一定高度，壳体1在流线型冲击板3、自激导流板4的上方固设有圆射流板7(图4)，该圆射流板7的中央为圆形通孔71，在圆射流板7的上方固设有顺旋转导流板8，该顺旋转导流板8由多个斜置的板片81组成(图2)，其一端固接于壳体1上，另一端固接于一导流板圆柱10，顺旋转导流板8的上方再设有一逆旋转导流板9，其亦是由多个斜置的板片91组成(图3)，倾斜的方向与顺旋转导流板相反，且该板片的上下两端均形成有方向相反的折边92，这些板片一端固接于壳体1上，另端固接于另一导流板圆柱10，壳体1的顶端是烟道出口11，连接引风机，壳体1上在顺旋转导流板8与逆旋转导流板9之间，另设有喷嘴12，该喷嘴12设为三个，等距地布设于圆形壳体1的周壁上。
权利要求1.一种冲击旋转喷雾逆旋动气水分离一体化脱硫除尘器，包括脱硫除尘器壳体，壳体的下侧方与一进口烟道相通，其特征在于壳体连通进口烟道的该侧固定连接有冲击板，壳体上相对于冲击板的另一侧设有一自激导流板，二者之间留有空隙，壳体底部设有溢流管及尘水排出口，壳体在冲击板、自激导流板的上方固设有射流板，该射流板的中央为圆形通孔，在射流板的上方固设有顺旋转导流板，该顺旋转导流板由多个斜置的板片组成，其一端固接于壳体上，另一端固接于一导流板圆柱，顺旋转导流板的上方再设有一逆旋转导流板，其亦是由多个斜置的板片组成，倾斜的方向与顺旋转导流板相反，且该板片的上下两端均形成有方向相反的折边，这些板片一端固接于壳体上，另端固接于另一导流板圆柱，壳体的顶端是烟道出口，连接引风机，壳体上在顺旋转导流板与逆旋转导流板之间，另设有向内的喷嘴。
2.根据权利要求1所述的脱硫除尘器，其特征在于所述设于壳体上的喷嘴是为三个，等距地布设于圆形壳体的周壁上。
3.根据权利要求1所述的脱硫除尘器，其特征在于进口烟道上设有向烟道内的喷嘴。
4.根据权利要求1、2或3所述的脱硫除尘器，其特征在于所述的喷嘴是为圆管收缩形条缝喷嘴。
5.根据权利要求1所述的脱硫除尘器，其特征在于所述的冲击板为流线型，自激导流板为弧形。
专利摘要一种冲击旋转喷雾逆旋动气水分离一体化脱硫除尘器,其壳体下侧方与进口烟道相通,壳体相对于该烟道口分别设有相对应的流线型冲击板及弧形自激导流板,壳体内并向上依序固设有圆射流板、顺旋转导流板、逆旋转导流板,顺、逆旋转导流板之间的壳体上另设有三个圆管收缩形条缝喷嘴壳体可向内喷雾气,壳体底部设有溢流管及尘水排出口。本实用新型可使烟气和水及水雾充分利用惯性碰撞、拦截、扩散、沉降、凝聚等捕集机制,达到高效脱硫除尘及高效气水分离。
文档编号B01D47/06GK2392602SQ9925380
公开日2000年8月23日 申请日期1999年11月8日 优先权日1999年11月8日
发明者穆小强, 徐文兰 申请人:穆小强, 徐文兰