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

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粒徑顆粒物，而對PM2.5等細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烈接觸、氣液夾帶作用及多相反應的結(jié)晶析出作用，導致脫硫產(chǎn)物隨脫硫煙氣排出，使得煙氣在脫硫后細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重的影響，因此加強細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，運行工況適應力強，且運行穩(wěn)定可靠，還滿足低溫電除塵器的運行條件，能夠達到較高的煙氣凈化效果。煙氣凈化后沒有夾霧帶水現(xiàn)象，設備材質(zhì)具有耐腐蝕性、耐磨、耐高溫的性能，運行維護簡便、使用壽命長。除塵的同時兼有脫除氣態(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備的場合。

技術(shù)實現(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，細顆粒脫除困難，工藝復雜，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微顆粒裝置，實現(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微顆粒物，運行穩(wěn)定可靠。除塵機理主要有團聚沉積、液滴洗滌、液滴沉降、液滴吸附、液膜控塵和吸附以及布朗擴散、攔截、慣性碰撞、壁面擴散和重力沉降、旋流分離等機制。在煙氣排放至大氣中之前，對煙氣進行深度凈化，對煙氣中微細顆粒物、微小液滴進行脫除，進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，實現(xiàn)對液體流量的自動調(diào)節(jié)，滿足排放標準的同時，增強節(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微顆粒裝置包括旋流筒、若干組噴霧洗滌機構(gòu)、除霧器、變頻水泵和集液池；

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

所述噴霧洗滌機構(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置在煙氣進口和煙氣出口；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)形噴霧器連接多個噴嘴。

進一步的，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水口連接的管道上設有壓力表。

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，當含塵氣流經(jīng)過旋流葉片時可與液膜再次作用，進一步提高凈化效率；當噴液量較大時，在旋流板上形成液池，含塵氣流經(jīng)過旋流板后進入旋流洗滌池，形成大量氣泡，氣泡夾帶顆粒物與洗滌液充分作用，進一步提高凈化效率。

3.通過多種捕集機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行簡單改造，在濕法煙氣脫硫洗滌裝置內(nèi)設置液膜噴頭裝置，在液膜封閉體內(nèi)安裝高效噴霧裝置即可實現(xiàn)細微顆粒的高效脫除；本發(fā)明可有效控制濕法煙氣脫硫細顆粒和霧滴的排放，可廣泛應用于安裝有濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的領域，投資運行費用低。

4.本發(fā)明適用于中小型鍋爐和相當容量工業(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，運行工況適應力強，還滿足低溫電除塵器的運行條件，能夠達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)明一實施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

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

圖3是本發(fā)明一實施方式的旋流洗滌板機構(gòu)示意圖。

圖中：1.煙氣進口；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。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。

圖1所示為本發(fā)明所述濕式高效旋流脫除細微顆粒裝置的一種實施方式，所述濕式高效旋流脫除細微顆粒裝置，包括旋流筒15、若干組噴霧洗滌機構(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的筒體下端設有集液池2和排液口，在集液池2上部的筒體切向設置矩形煙氣進口1，煙氣進口1與引風機連接。所述旋流筒15的筒體上端部設有煙氣出口12。所述噴霧洗滌機構(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，能進一步脫除細微顆粒物，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的探頭分別設置在煙氣進口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，滿足排放標準的同時，增強節(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，通過設計旋流葉片502的葉片角和葉片數(shù)，經(jīng)試驗分析，葉片角為15度左右，葉片數(shù)為16時，使洗滌液在旋流板上均勻分布，使旋流洗滌達到最佳除塵效果。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的進水口連接的管道上設有壓力表11。

噴射液膜噴頭8利用射流撞擊原理，噴水時形成均勻的薄膜。在一定的水壓下，通過調(diào)節(jié)閥10調(diào)節(jié)流量，同時可以調(diào)節(jié)噴頭頂部的蓋帽，使噴射液膜達到最佳除塵效果。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液滴密集區(qū)，在滿足脫除細顆粒物的前提下，盡量達到減少占地面積、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)明裝置進行濕法高效旋流脫除細微顆粒物，主要過程如下：在引風機的作用下，含塵氣流從筒體下部的煙氣進口1以切向進入旋流筒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。細微顆粒隨氣流繼續(xù)向上運動，首先進入旋流板洗滌區(qū)，煙氣經(jīng)旋流洗滌板5加強旋轉(zhuǎn)，在筒內(nèi)旋流葉片502的導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、擴散等機理作用，細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，達到高效脫除細顆粒物的目的。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、攔截和擴散等短程機理的作用下，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，未被捕集的細微顆粒則隨著氣流繼續(xù)向上運動。再經(jīng)過噴射液膜噴頭8產(chǎn)生的懸浮液膜，細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，可設計經(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微顆粒裝置，當含塵氣流經(jīng)過旋流液膜時，顆粒更容易通過慣性碰撞、攔截、布朗擴散、黏附凝聚、液膜控塵和除塵、重力沉降、離心分離等作用機理被捕集，有效解決了脫除細顆粒物，并兼?zhèn)湮諝鈶B(tài)污染物的目的?？梢蕴幚砀邷貜U氣、黏性顆粒和液滴，除塵效率高。本發(fā)明可以拓展應用于各種需要凈化的外排尾氣以及再除塵等。

應當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術(shù)人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

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