高速煙塵處理系統的製作方法

2023-09-12 10:49:55 3

本發明涉及一種高速煙塵處理系統，屬於環保設備領域。

背景技術：

目前，隨著我國經濟的快速發展，煙塵和揚塵汙染已嚴重影響我國居民的生活質量，是大氣汙染的主要成分，我國對空氣中pm10、pm2.5都有嚴格限制，甚至鍋爐煙塵都限制在5mg/l以下。

目前，常用的除塵措施主要有靜電除塵、布袋除塵、機械除塵、溼式除塵等。

靜電除塵器的基本原理是通過電暈放電建立一個高壓電場，當氣流從高壓電場中通過時，顆粒物(包括焦油霧滴)與正負離子碰撞帶電，並在電場力的作用下定向移動，在集塵極放電聚集，最後達到煙氣除塵的效果。這種靜電除塵器的初期除塵效率高，能捕集1μm以下的細微粉塵，但設備龐大，耗鋼多，而且需要高壓變電和整流設備，通常高壓供電設備的輸出峰值電壓為70～100kv，因此投資相對較高。

布袋除塵器的基本原理是利用多孔過濾介質(濾袋)捕捉並分離顆粒物進行除塵的技術，其除塵效率高，相比靜電除塵器，附屬設備少，投資省，但過濾速度低，壓力損失大，而且在應用時具有局限性(適於捕集細微而乾燥的粉塵)：在處理溼度相對較高的含塵氣體時，容易結露造成「糊袋」(尤其是冬季，更容易出現該問題)；在用於淨化有腐蝕性氣體時，需要採用適宜的耐腐蝕濾料；在用於處理高溫煙氣時，還需要採用耐高溫的濾料。

機械式除塵器是依靠機械力(重力、慣性力、離心力等)將塵粒從氣流中去除的裝置，這類除塵器又可分為重力除塵設施(如重力沉降室)、慣性力除塵設施(如慣性除塵器)、離心力除塵設施(如旋風除塵器，又稱離心分離器)。這類除塵器結構簡單、投資少、易維護，但佔地大，除塵效率低，對於除塵要求較高的場合不適用。

溼式除塵器(又稱溼式洗滌器)是一類以水或其它液體作為捕集粉塵粒子介質的除塵設施，按耗能的高低分為低能溼式除塵器(如噴霧塔、水膜除塵器等)、高能溼式除塵器(如文丘裡除塵器)。溼式除塵器可同時除塵和有害氣體，結構簡單，造價低，能處理溼度大溫度高氣體，但是其能耗大、水耗大，冬天還易結凍，因此應用時也具有一定的局限性。

目前，各類除塵器在實際應用過程中都存在一定的缺陷，國內外對除塵器的研發一直沒有間斷過，但依然沒有研發出應用不受局限且佔地小、能耗低、除塵效率高的除塵器。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術中的不足，提供一種主要用於除去氣體中煙塵的除塵效率高且佔地面積小、能耗低、適用性強的高速煙塵處理系統。

本發明所述的高速煙塵處理系統，包括依次設置的集氣裝置、煙塵捕捉阱和二次吸附阱。其中，煙塵捕捉阱包括捕捉筒、軌道和拋球器；拋球器和軌道均為圓環形結構，拋球器安裝在軌道外周，拋球器的內周具有內凹的環形儲球槽，環形儲球槽中均布有數個徑向隔板，拋球器內兩相鄰的徑向隔板與軌道之間形成獨立的過濾球儲球空間，拋球器的外壁上設有嚙合齒，其與驅動電機輸出軸上的齒輪相嚙合，並在驅動電機的帶動下繞軌道周向旋轉；捕捉筒固定在軌道的圓環形空間內，其內腔通過兩片過濾球隔離網分隔成三個腔室，位於中間位置的腔室為過濾球通道，軌道的上部、下部分別開有過濾球出口、過濾球入口，過濾球出口通過上進球通道與過濾球通道連通；過濾球通道的正下方設有與其相通的倒錐形的煙塵收集器，對應過濾球入口在煙塵收集器的側壁上開口，該口通過下出球通道與過濾球入口連通，在煙塵收集器內，從其頂部至其側壁開口位置處安裝一斜向過濾網，斜向過濾網上方設有衝洗裝置，煙塵收集器的底部連接排塵管。二次吸附阱包括二次吸附筒，二次吸附筒的進氣口處裝有倒l型分離擋板，分離擋板的下端固定有向下傾斜的導灰板，二次吸附筒上端設有出氣口，底部設有排汙口，在二次吸附筒中橫向設置有導風板，導風板上開有若干導風孔，導風板的位置高於進氣口，導風板上方裝有過濾單元。捕捉筒的煙氣進口連接集氣裝置，煙氣出口通過管路連接二次吸附筒的進氣口。

本發明的工作原理及過程如下：

工作時，氣體流經集氣裝置、煙塵捕捉阱和二次吸附阱進行淨化除塵，淨化後的氣體最後從出氣口排出。開始階段，氣體由集氣裝置吸入捕捉筒內，捕捉筒內的兩塊過濾球隔離網之間的過濾球通道內遍布有過濾球，這些過濾球通過旋轉的拋球器(拋球器的旋轉通過外部驅動電機的驅動實現)拋撒，並依次經軌道的過濾球出口、上進球通道進入到捕捉筒的過濾球通道內。正常工作時，捕捉筒內基本填滿過濾球通道，拋球器通過緩慢轉動來維持過濾球的進出平衡。氣體中的煙塵進入捕捉筒中碰觸過濾球時會被過濾球過濾，並隨過濾球落到煙塵收集器的斜向過濾網上，進行過濾球和煙塵分離，煙塵收集器中的衝洗裝置會定期對過濾球進行衝洗，附著在過濾球表面的煙塵顆粒隨衝洗介質從排塵管中流出，與煙塵分離的過濾球沿斜向過濾網進入下出球通道，並通過軌道的過濾球入口進入拋球器內部的過濾球儲球空間內，然後隨拋球器的旋轉到達軌道的過濾球出口，實現過濾球的循環利用，而氣體也在煙塵捕捉阱的捕捉筒內實現了初級過濾，循環的過濾球可防止大量煙塵堵塞過濾球間隙，增強過濾效果，適應高含量、高溫、高溼煙塵處理。之後氣體沿管道進入二次吸附阱中，在二次吸附阱的進氣口處，氣體發生折向流動，而氣體中的煙塵則由於慣性撞擊到分離擋板上，隨後在導灰板的作用下導入二次吸附筒底部，實現二級過濾。氣體在二次吸附筒內繼續上行，已除去大部分煙塵的氣體流經導風板上的導風口進入上方的過濾單元，並通過過濾單元實現精細過濾。最終，潔淨的氣體從二次吸附筒上方的出氣口排出。

優選的，所述的過濾球通道的寬度與拋球器的寬度相同。

優選的，所述的煙塵收集器的上方設有兩相對的抑塵板，兩抑塵板向內且向下傾斜，抑塵板的下端安裝有抑塵噴頭，通過抑塵板以及抑塵噴頭能夠防止煙塵顆粒逃逸。

優選的，所述的衝洗裝置採用衝洗噴頭，通過衝洗噴頭可以定期對過濾球進行清洗，從而將過濾球上附著的煙塵顆粒清除，使過濾球能夠長期循環使用。

優選的，所述的集氣裝置包括吸風罩、吸風機和吸風管道，吸風罩安裝在吸風管道的一端，吸風管道的另一端與捕捉筒的煙氣進口連接，吸風機安裝在吸風管道上。在吸風機的負壓作用下，含有煙塵的氣體經吸風罩、吸風管道進入煙塵捕捉阱的捕捉筒中進行一級過濾除塵。

優選的，所述的過濾單元包括上窄下寬的錐形外殼，錐形外殼的上、下端分別裝有上過濾網、下過濾網，在錐形外殼的內部裝有過濾顆粒。煙氣經過濾單元時，因煙氣向上流動，會將過濾顆粒壓實，剩餘的少量煙塵被過濾顆粒過濾掉。進一步優選的，所述的過濾顆粒可採用活性炭顆粒或者陶瓷顆粒，通過活性炭顆粒可以去除煙塵中的有機物。

對應過濾單元設有衝洗結構，具體優選方案如下：在錐形外殼的上邊緣設有環形水管，沿環形水管一周分布有噴水孔，必要時，打開環形水管對過濾顆粒進行衝洗形成水膜，進行進一步精過濾。

優選的，所述的導風板的下方連接煙塵分離器，煙塵分離器呈上寬下窄的倒錐形，其下端封閉，煙塵分離器的側壁上均布有進風口，各進風口呈長條狀且斜向貫穿煙塵分離器的側壁。氣體經二次吸附阱的分離擋板後向上運行，並沿倒錐形煙塵分離器側壁上的進風口切向進入煙塵分離器內部，形成旋轉，將氣體中的煙塵顆粒沉降，實現輔助過濾。進一步優選的，煙塵分離器的底部連接排汙管，排汙管接入排汙口，這樣煙塵分離器中沉降的煙塵顆粒直接沿排汙管進入排汙口並通過管路排出。

本發明與現有技術相比所具有的有益效果是：

本發明主要用於除去氣體中煙塵，其結構較為簡單、佔地面積小且適用性強，通過煙塵捕捉阱實現氣固分離的初步過濾除塵，之後基於利用塵粒在運動氣流中具有的慣性力，在二次吸附阱的進氣口處通過突然改變含塵氣流的流動方向達到二次分離的目的，利用氣體流經截面積改變加強重力沉降，並通過煙塵分離器進行第三次輔助分離，最後在過濾單元通過壓縮過濾顆粒進行精濾，對難去除顆粒進行進一步精處理，通過多級過濾提高整個系統的除塵效果。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1中的a-a剖面圖；

圖3是圖1中煙塵捕捉阱的剖面圖；

圖4是圖3中i部位的局部放大圖；

圖5是過濾單元的結構示意圖。

圖中：1、吸風罩；2、吸風管道；3、吸風機；4、拋球器；5、捕捉筒；6、導灰板；7、分離擋板；8、出氣口；9、二次吸附筒；10、過濾單元；11、導風板；12、煙塵分離器；13、進風口；14、排汙管；15、排汙口；16、驅動電機；17、輸出軸；18、齒輪；19、排塵管；20、煙塵收集器；21、嚙合齒；22、徑向隔板；23、軌道；24、下出球通道；25、過濾球入口；26、過濾球出口；27、上進球通道；28、抑塵噴頭；29、抑塵板；30、衝洗噴頭；31、斜向過濾網；32、過濾球隔離網；33、擋板；34、滾輪；35、上過濾網；36、下過濾網；37、過濾顆粒；38、噴水孔；39、環形水管；40、錐形外殼。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例做進一步描述：

如圖1～5所示，本發明所述的高速煙塵處理系統，包括依次設置的集氣裝置、煙塵捕捉阱和二次吸附阱。其中：

煙塵捕捉阱包括捕捉筒5、軌道23和拋球器4；拋球器4和軌道23均為圓環形結構，拋球器4安裝在軌道23外周，拋球器4的內周具有內凹的環形儲球槽，環形儲球槽中均布有數個徑向隔板22，拋球器4內兩相鄰的徑向隔板22與軌道23之間形成獨立的過濾球儲球空間，拋球器4的外壁上設有嚙合齒21，其與驅動電機16輸出軸17上的齒輪18相嚙合，並在驅動電機16的帶動下繞軌道23周向旋轉；捕捉筒5橫向貫穿軌道23的圓環形空間並與軌道23固定，其內腔通過兩片過濾球隔離網32分隔成三個腔室，位於中間位置的腔室為過濾球通道，軌道23的上部、下部分別開有過濾球出口26、過濾球入口25，過濾球出口26通過上進球通道27與過濾球通道連通；過濾球通道的正下方設有與其相通的倒錐形的煙塵收集器20，對應過濾球入口25在煙塵收集器20的側壁上開口(可在煙塵收集器20的二分之一高度位置處開口)，該口通過下出球通道24與過濾球入口25連通，在煙塵收集器20內，從其頂部至其側壁開口位置處安裝一斜向過濾網31(朝下出球通道24的方向傾斜)，斜向過濾網31上方設有衝洗裝置，煙塵收集器20的底部連接排塵管19；為了防止拋球器4在旋轉過程中與捕捉筒5發生硬性摩擦，本實施例在拋球器4的內周上設置有滾輪34，使拋球器4繞軌道23的圓周轉動，同時為了避免過濾球與滾輪34接觸，在拋球器4中設置擋板33，將滾輪34與拋球器4中的過濾球隔開(如圖4所示)。

二次吸附阱包括二次吸附筒9，二次吸附筒9的進氣口處裝有倒l型分離擋板7，分離擋板7的下端固定有向下傾斜的導灰板6，該導灰板6與垂直面呈30度夾角，其長度為倒l型分離擋板7中豎直邊長度的1/3，二次吸附筒9上端設有出氣口8，底部設有排汙口15，在二次吸附筒9中橫向設置有導風板11；導風板11的下方連接煙塵分離器12，煙塵分離器12呈上寬下窄的倒錐形，其下端封閉，煙塵分離器12上均布有進風口，各進風口呈長條狀且斜向貫穿煙塵分離器12的側壁，煙塵分離器12的底部連接排汙管14，排汙管14接入排汙口15；導風板11上開有若干導風孔，導風板11的位置高於進氣口，導風板11上方裝有過濾單元10。集氣裝置包括吸風罩1、吸風機3和吸風管道2，吸風罩1安裝在吸風管道2的一端，吸風管道2的另一端與捕捉筒5的煙氣進口連接，吸風機3安裝在吸風管道2上，捕捉筒5的煙氣出口通過管路連接二次吸附筒9的進氣口。

本實施例中，過濾球通道的寬度與拋球器4的寬度相同；在煙塵收集器20的上方設有兩相對的抑塵板29，兩抑塵板29向內且向下傾斜，抑塵板29的下端安裝有抑塵噴頭28；衝洗裝置採用衝洗噴頭30，其安裝在抑塵板29的下板面上；過濾單元10包括上窄下寬的錐形外殼40，錐形外殼40的上、下端分別裝有上過濾網35、下過濾網36，在錐形外殼40的內部裝有過濾顆粒37(可採用活性炭顆粒或者陶瓷顆粒)，在錐形外殼40的上邊緣設有環形水管39，沿環形水管39一周分布有噴水孔38，二次吸附筒9的底部設有排汙口15。

本發明所述高速煙塵處理系統的工作原理過程如下：

工作時，氣體流經集氣裝置、煙塵捕捉阱和二次吸附阱進行淨化除塵，淨化後的氣體最後從出氣口8排出。開始階段，氣體因吸風機3產生的負壓從吸風罩1被吸入，流經吸風管道2進入捕捉筒5內。捕捉筒5內的兩塊過濾球隔離網32之間的過濾球通道內遍布有過濾球，這些過濾球通過旋轉的拋球器4(拋球器4的旋轉通過外部驅動電機16的驅動實現)拋撒，並依次經過濾球出口26和上進球通道27進入到捕捉筒5的過濾球通道內。正常工作時，捕捉筒5內基本填滿過濾球通道，拋球器4通過緩慢轉動來維持過濾球的進出平衡。氣體中的煙塵進入捕捉筒5中碰觸過濾球時會被過濾球過濾，並隨過濾球經過煙塵收集器20中抑塵板29的緩衝作用，落到斜向過濾網31上，進行過濾球和煙塵分離，煙塵收集器中的衝洗噴頭30會定期對過濾球進行衝洗，附著在過濾球表面的煙塵顆粒則隨衝洗介質從排塵管19中流出。與煙塵分離的過濾球經過斜向過濾網31進入下出球通道24，並通過軌道23的過濾球入口25進入拋球器4內部的過濾球儲球空間內，然後隨拋球器4的旋轉到達軌道23的過濾球出口26，實現過濾球的循環利用，循環的過濾球可防止大量煙塵堵塞過濾球間隙，增強過濾效果，適應高含量、高溫、高溼煙塵處理。必要時，可以打開抑塵板29上的抑塵噴頭28，防止煙塵向上逃逸。經初步過濾的氣體流經管道進入二次吸附阱的入口，由於氣體到此發生折向流動，而氣體中的煙塵則由於慣性撞擊到分離擋板7上，隨後在導灰板6的作用下導入二次吸附筒9底部的排汙口15並通過管路排出。氣體在二次吸附筒9內繼續上行，到達倒錐形的煙塵分離器12，並沿其側壁上的進風口13切向進入煙塵分離器12內部，形成旋轉，將氣體中的煙塵顆粒沉降，實現輔助過濾，沉降的煙塵顆粒直接沿排汙管14進入排汙口15。之後，已除去大部分煙塵的氣體流經導風板11上的導風口進入導風板11上方的過濾單元10，由於煙氣向上流動，因此能夠將過濾顆粒37壓實，剩餘的少量煙塵被過濾顆粒37過濾掉，潔淨的氣體從二次吸附筒9上方的出氣口8排出，必要時可打開環形水管39對過濾顆粒進行衝洗形成水膜，進行進一步精處理。當煙塵處理要求高時，可設置多組過濾單元10，對煙塵進行多次精處理。由此過程實現對含煙塵氣體的多級過濾。