GH型涡流分布式湍流高效除尘除雾装置的制作方法

本发明涉及环保领域装置，更具体地说，特别涉及一种gh型涡流分布式湍流高效除尘除雾装置。

背景技术：

多年来在我国的环保领域里的烟气脱硫系统中，90％以上的系统采用的工艺为湿法脱硫装置。由于湿法脱硫装置技术原理的原因，在脱硫后的烟气中含有大量的60μm以下的水滴，这些水滴不但导致烟囱带水、石膏雨等问题，同时会使烟气中的烟尘排放难以达标。为了减轻这一现象，通常在脱硫塔上部安装有折板式除雾器，由于这类除雾器主要是依赖水滴和折板的碰撞来脱除水滴，因为微小的水滴存在绕流现象，一般来说，折板式除雾器对小直径水滴(20μm以下)的脱除效果不甚理想，其除雾效果很难达到75mg/nm³以下。在折板式除雾器中除雾效率不高的一个重要原因是：气体中的水滴存在绕流效应；绕流效应和水滴直径、介质有关，水滴直径越小，绕流效应越明显。要减轻绕流效应，就必须提高水滴和都会第碰撞面的相对速度。但在折板式除雾器中，过大的流速会使除雾器阻力加大，也会使水滴二次扬起而影响效果。所以折板式除雾器的除尘效率很难高于75mg/nm³。此外这些水滴并非纯净的水滴，其中含有大量更细小的尘埃，其结果是导致烟气中粉尘含量很高，以至于烟气中的粉尘排放超标，难以达到超低排放的要求。

为了解决这一问题，近年来许多环保厂家、科研单位为此进行了大量的研究，也开发出了湿式电除尘器、管束式除尘除雾器等产品；这些产品为我国的燃煤锅炉的烟气超低排放起到了不小的作用。但是这些产品由于自身的原因，还存在不少的缺陷。湿式除尘器其除尘效果很好，完全可以达到5mg/nm³的排放要求，但其投资大，运行费用高，占用空间大和维护维修成本高。管束式除尘除雾器投资、运行成本虽然有了很大的降低，但除尘除雾效果不尽人意。

技术实现要素：

(1)技术问题

因此，如何解决上述除尘除雾器投资运行成本高、除尘除雾效果不佳的问题，成了本领域技术人员亟待解决的问题。

(2)技术方案

本发明的内容是提供一种gh型微涡流分布式湍流高效除尘除雾装置，包含外壳、湍流除尘除雾部分和冲洗部分。

所述外壳呈圆筒形，所述湍流除尘除雾部分和冲洗部分均位于所述外壳内部，所述冲洗部分位于所述湍流除尘除雾部分上方。

所述湍流除尘除雾部分包含有三层湍流层，分别为第一湍流层、第二湍流层和第三湍流层。所述第一湍流层位于所述外壳内部的底层，所述第二湍流层为与第一湍流层的上方，所述第三湍流层为与第二湍流层的上方。

所述第一湍流层由第一支撑板和第一湍流球组成，所述第一支撑板通过螺栓固定于所述外壳内壁，所述第一支撑板上均匀分布有若干圆孔，所述圆孔直径小于所述第一湍流层的第一湍流球直径8～12mm。所述每个圆孔为一个区域，所有圆孔组成第一湍流球的分布式区域，所述分布式区域呈蜂巢结构，每一个分布式区域侧壁包含有6个面，每一个分布式区域横截面为正六边形。所述第一湍流球是空心球。所述空心球的表象比重依据烟气流速、水滴含量和效率进行不同的设计。

所述第二湍流层由第二支撑板和第二湍流球组成，所述第二支撑板螺栓固定于所述外壳内壁，所述第二支撑板上均匀分布有若干圆孔，所述圆孔直径小于所述第二湍流球直径8～12mm。所述每个圆孔为一个区域，所有圆孔组成第一湍流球的分布式区域，所述分布式区域呈蜂巢结构，每一个分布式区域侧壁包含有6个面，每一个分布式区域横截面为正六边形。所述第二湍流球是空心球。所述第二湍流球直径大于第一湍流球直径5～10mm。

所述第三湍流层由第三支撑板和第三湍流球组成，所述第三支撑板螺栓固定于所述外壳内壁，所述第三支撑板上均匀分布有若干圆孔，所述圆孔直径小于所述第三湍流球直径8～12mm。所述第三湍流球是空心球，所述第三湍流球球体表面设置有若干个开孔，可进一步提高去绕流效果。

所述第一湍流层、第二湍流层和第三湍流层中湍流球的形状和直径各不相同。

所述冲洗部分包含有冲洗喷头、冲洗泵、管路、阀门、压力仪表及电气控制部分。所述冲洗喷头设置有若干个，具体数量依据所述外壳横截面的大小确定。所述冲洗泵通过管路连接于所述冲洗喷头，所述冲洗泵连接有压力仪表，用于监测冲洗泵内的液体压力，进一步判断冲洗泵内的冲洗液是否足量。在所述管路中设置有阀门，控制冲洗喷头的开关。所述电气控制部分采用plc控制器，型号采用西门子200。冲洗部分的主要作用是定期冲洗掉各湍流层捕集的浆体、固体沉淀物，保持各湍流层清洁、湿润，防止各湍流层结垢和阻塞流道。

本发明设计了三层湍流球和一个冲洗层，每层湍流球的形式和直径各不相同，第一湍流球直径较小，第三湍流球直径较大，这种设计能在各种流速下获得良好的湍流效果。湍流球为空心球，空心球的直径、比表面积、孔隙率、堆积系数、堆积重各有不同，需要根据烟气流速、水滴含量和效率进行不同的设计；第三湍流球在空心球的基础上，还在球体表面开孔若干，可进一步提高去绕流效果。为了让湍流球在同一个层面上获得良好的、均匀的分布，每层设计了若干个分布式区域，湍流球在每个区域中均匀扰动，既能提高效率又能均衡阻力。冲洗层由若干冲洗喷头组成，由plc控制器按程序控制进行冲洗，让捕捉凝聚到的水滴回到脱硫塔内。

本发明的工作原理是：利用湍流球使流动相对平稳的烟气流产生湍流，提高水滴和碰撞面的相对速度，破坏细小水滴的绕流效应，从而使细小水滴的捕捉效率得到明显提高。烟气气流自下而上通过湍流层，将轻质的湍流球流化，冲洗液自上而下进行均匀喷淋，流化的湍流球在湍动旋转和相互碰撞中，使得冲洗液液膜表面不断的进行破碎更新，从而强化气液两相的传质和反应，达到较高的除尘除雾效率。同时湍流球的流化和扰动还有助于避免湍流层出现结垢和堵塞。

(3)有益效果

本发明的有益效果是：本发明通过三层湍流层和一层冲洗层的设置，烟气气流自下而上通过湍流层，将轻质的湍流球流化，冲洗液自上而下进行均匀喷淋，流化的湍流球在湍动旋转和相互碰撞中，使得冲洗液液膜表面不断的进行破碎更新，从而强化气液两相的传质和反应，达到较高的除尘除雾效率，且适用面广，对锅炉符合无要求，可与机组同步运行。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图中：1是外壳，2是第一湍流层，2-1是第一支撑板，2-2是第一湍流球；3是第二湍流层，3-1是第二支撑板，3-2是第二湍流球；4是第三湍流层，4-1是第三支撑板，4-2是第三湍流球；5是冲洗部分，5-1是冲洗喷头，5-2是冲洗泵，5-3是管路，5-4是电气控制部分。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

具体实施例：如图1所示，一种gh型微涡流分布式湍流高效除尘除雾装置，包含外壳1、湍流除尘除雾部分和冲洗部分5。

所述外壳1呈圆筒形，所述湍流除尘除雾部分和冲洗部分均位于所述外壳内部，所述冲洗部分位于所述湍流除尘除雾部分的上方。

所述湍流除尘除雾部分包含有三层湍流层，分别为第一湍流层2、第二湍流层3和第三湍流层4。所述第一湍流层位于所述外壳内部的底层，所述第二湍流层为与第一湍流层的上方，所述第三湍流层为与第二湍流层的上方。

所述第一湍流层2由第一支撑板2-1和第一湍流球2-2组成，所述第一支撑板通过螺栓固定于所述外壳内壁，所述第一支撑板上均匀分布有若干圆孔，所述圆孔直径小于所述第一湍流层的第一湍流球直径8～12mm。所述每个圆孔为一个区域，所有圆孔组成了第一湍流球的分布式区域，所述分布式区域呈蜂巢结构，每一个分布式区域侧壁包含有6个面，每一个分布式区域横截面为正六边形。所述第一湍流球是空心球，空心球直径采用25mm，比表面积500m²/m³，孔隙率为0.81m³/m³，堆积系数为85000个/m³。

所述第二湍流层3也由第二支撑板3-1和第二湍流球3-2组成，所述第二支撑板螺栓固定于所述外壳内壁，所述第二支撑板上均匀分布有若干圆孔，所述圆孔直径小于所述第二湍流球直径8～12mm。所述每个圆孔为一个区域，所有圆孔组成了第一湍流球的分布式区域，所述分布式区域呈蜂巢结构，每一个分布式区域侧壁包含有6个面，每一个分布式区域横截面为正六边形。所述第二湍流球是空心球。所述第二湍流球直径为38mm，比表面积300m²/m³，孔隙率为0.86m³/m³，堆积系数为22800个/m³。

所述第三湍流层4由第三支撑板4-1和第三湍流球4-2组成，所述第三支撑板螺栓固定于所述外壳内壁，所述第三支撑板上均匀分布有若干圆孔，所述圆孔直径小于所述第三湍流球直径8～12mm。所述第三湍流球直径为50mm，比表面积200m²/m³，孔隙率为0.90m³/m³，堆积系数为11500个/m³，此外在空心球的基础上，还在球体表面开孔若干，可进一步提高去绕流效果。

所述冲洗部分5包含有冲洗喷头5-1、冲洗泵5-2、管路5-3、阀门、压力仪表及电气控制部分5-4。所述冲洗喷头设置有若干个，本实施例中设置有十六个。所述冲洗泵通过管路连接于所述冲洗喷头，所述冲洗泵连接有压力仪表，用于监测冲洗泵内的液体压力，进一步判断冲洗泵内的冲洗液是否足量。在所述管路中设置有阀门，控制冲洗喷头的开关。所述电气控制部分采用plc控制器，型号采用西门子200。冲洗部分的主要作用是定期冲洗掉各湍流层捕集的浆体、固体沉淀物，保持各湍流层清洁、湿润，防止各湍流层结垢和阻塞流道。

实施例一：对于各湍流层采用的湍流球的参数，具体包含有湍流球的直径、比表面积、孔隙率、堆积系数，根据烟气流速、水滴含量和除尘除雾效率进行设计，进而确定各湍流层采用的湍流球的参数。

分别在烟气流速为3.0、3.5、4.0、4.5m/h，水滴含量为50mg/nm³、75mg/nm³、100mg/nm³的情况下，采用不同的湍流球参数进行除尘除雾，最终确定出最佳的湍流球的参数：即在选择湍流球参数为直径25mm、比表面积500m²/m³、孔隙率81m³/m³、堆积系数15000个/m³，烟气流速为3.0、3.5、4.0m/s时，获得较高的除尘效率和除雾效率，采用不同湍流球参数的除尘除雾效率表详见表1。。

表1采用不同湍流球参数的除尘除雾效率表

实施例二：对于35t/h、75t/h、130t/h的锅炉，分别在不同的原始烟尘量、原始水滴量情况下，得出其相应的烟尘排放量和水滴排放量，并对采用本发明的锅炉与湿式电除尘器、管束除尘器的成本、投资、运行总费用进行对比，得出采用本发明的锅炉成本、投资、运行总费用低于湿式电除尘器、管束除尘器，详见表2和表3。

表2不同锅炉排放量比较表

表3成本、投资、运行总费用比较表

在本发明的另一实施例中，所述每层湍流层上方均设置一层冲洗部分，如此可以增加冲洗的清洁效果，使得最终烟气的除尘除雾效率更佳。

通过多组实施例的除尘除雾效率得出本发明：

①在成本和投资方面比湿式电除尘器低80％，比管束式除尘除雾器低40％；

②在运行费用方面比湿式电除尘器低70％，比管束式除尘除雾低20％；

③在效率方面可比美湿式电除尘器，可比管束式除尘除雾器略高；

④在维护维修方面：本装置维护维修量很小，可长期运行；

⑤本装置使用面广，对本锅炉符合无要求，可与机组同步运行。

通过上述实施例，本发明可达到的性能指标为：

①、除尘效率：脱硫塔进口粉尘含量小于30mg/nm³时，脱硫塔出口排放浓度小于5mg/nm³。

②、除雾效率：除雾装置进口水滴含量小于75mg/nm³时，除雾装置出口水滴排放浓度小于30mg/nm³。

本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的产品。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。