專利名稱：微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于環(huán)境保護(hù)除塵設(shè)備領(lǐng)域。具體說，是利用在溫度差作用下的 熱泳效應(yīng)和離心旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，使微細(xì)顆粒物沉積于冷壁面，實現(xiàn)脫除較寬粒徑范圍 內(nèi)的一種微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器。
背景技術(shù)：
廣泛應(yīng)用的普通旋風(fēng)分離器對氣流中所含的可吸入顆粒物(PMu))脫除效率極 低。氣流中的微細(xì)顆粒物會在較高氣流溫度與較冷壁面溫度差的作用下，向溫度 較低方向移動，并沉積在冷壁面上，此稱之為熱泳效應(yīng)。熱泳現(xiàn)象是國際上研究 的熱門課題，從目前國外的實驗和理論研究結(jié)果來看，在湍流中單純由熱泳效應(yīng) 造成的熱泳沉積效率只有10% 20%。熱泳沉積效率較低，是由于熱泳力是短程力， 只在邊界層附近才發(fā)揮作用。而且研究表明，當(dāng)管道長度在2m以上時，熱泳沉 積效率就停止增長。所以，利用熱泳效應(yīng)制成的除塵器還較少見到報導(dǎo)。較典型 的研究是2002年韓國的Byung Uk Lee和Sang Soo Kim在文獻(xiàn)"New type of impactor with a cooled impaction plate for capturing iW2.5 and other aerosols, /0〃r朋i ^eroso7 5bie/7ce . ^57—2003))"中，對一種 裝有冷板的新型俘獲沖擊器開展了實驗研究。他們同時利用了粒子對冷的銅壓板 的慣性碰撞和熱泳沉積的作用，并在銅壓板上涂以黃油以粘結(jié)顆粒物，才使總沉 積效率達(dá)到50%以上，但該方法十分復(fù)雜，難以應(yīng)用于工程實際。所以，要解決 可吸入顆粒物脫除問題，必須設(shè)計新的除塵器。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中，普通旋風(fēng)分離器對氣流中所含的可吸 入顆粒物(PM1())脫除效率極低的不足提出利用熱泳原理與離心旋轉(zhuǎn)效應(yīng)來實現(xiàn)脫 除微細(xì)顆粒物的一種微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述微細(xì)顆粒 物熱泳式旋風(fēng)分離器的環(huán)夾層6的內(nèi)環(huán)壁圍成熱泳式旋風(fēng)分離腔7，環(huán)夾層6的內(nèi)環(huán)壁下端連接錐套8，錐套8的細(xì)錐口伸入集塵灰斗9內(nèi)；在旋風(fēng)分離器腔7 的上端固定凈氣出口管3;進(jìn)氣閥門2通過進(jìn)氣管和分離腔7接通，加熱器l接 在進(jìn)氣閥門2的進(jìn)氣端，冷卻劑泵11通過管道和進(jìn)入閥門10連接、進(jìn)入閥門10 再和環(huán)夾層6的下部連通，冷卻劑排出管從環(huán)夾層6的外環(huán)壁上部接出，并串連 排出閥門4和冷卻器5。
所述旋風(fēng)分離器上端面安裝兩個分別帶有第一支路閥門12、第二支路 閥門13的短管。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)及效果是利用熱泳原理和 離心旋轉(zhuǎn)效應(yīng)脫除可吸入顆粒物。在離心旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的基礎(chǔ)上，再利用熱泳效應(yīng)作 用，兩種效用的綜合使各種粒徑的微細(xì)顆粒達(dá)到較高的總沉積效率。利用本微細(xì) 顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器多級串聯(lián)，在氣流速度為5 25m/s時，總脫除效率高 達(dá)到90%以上。且造價和運(yùn)行費(fèi)用低廉，實施方便，控制簡單；設(shè)備常期穩(wěn)定運(yùn) 行，，性能可靠。并且可以在各種環(huán)境條件下有效地使用，對治理微細(xì)顆粒物環(huán) 境污染有明顯效果?？珊苋菀椎剡M(jìn)行巿場化推廣應(yīng)用。


圖1是微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器的俯視圖。
具體實施方式

本實用新型提供的一種微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器。
以下結(jié)合附圖對本實 用新型的具體結(jié)構(gòu)、工作過程和最佳實施方式作進(jìn)一步說明。
圖1是微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為旋風(fēng)分離器俯視 圖。本實用新型是一種帶有環(huán)夾層的通以冷卻劑(冷卻水或冷氣)的旋風(fēng)式組合 除塵系統(tǒng)。圖中環(huán)夾層6的內(nèi)環(huán)壁為熱交換壁，熱交換壁圍成熱泳式旋風(fēng)分離腔 7，環(huán)夾層6的內(nèi)環(huán)壁下端連接錐套8，錐套8的細(xì)錐口伸入集塵灰斗9內(nèi)；在旋 風(fēng)分離腔7的上端固定凈氣出口管3，進(jìn)氣閥門2通過進(jìn)氣管和環(huán)夾層6的內(nèi)環(huán) 壁接通，加熱器1接在進(jìn)氣閥門2的進(jìn)氣端，作為產(chǎn)生較高氣流溫度的輔助加熱裝置；冷卻劑泵ll通過進(jìn)入閥門10、管道和環(huán)夾層6下部連通，以產(chǎn)生較低壁 面溫度；冷卻劑排出管從環(huán)夾層6的外環(huán)壁上部接出，并串連排出閥門4和冷卻器5。
上述換熱壁圍成熱泳式旋風(fēng)分離腔7(工作段)。一般筒體直徑在40mm 200mm 之間；筒體和錐體總高度為120mm 1500mm，筒體可稍短于錐體高度；排灰口直 徑10腿 140腿；凈氣出口管直徑為16mm 140mm;入口高度24mm 130腿；入 口寬度8mm 60mm。該系統(tǒng)可以安裝在任何外部自然空間和符合系統(tǒng)要求的尺寸 的室內(nèi)空間?？芍圃斐鏊浜蜌饫涓黝愋吞柎笮〉奈⒓?xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器 設(shè)備。就圖1而言，非高溫氣粒混合物經(jīng)過輔助加熱器l后，從分離器工作段圓 周切線方向，進(jìn)入熱泳式旋風(fēng)分離器分離腔7 (工作段)內(nèi)，20(TC左右的高溫氣 ?；旌衔镌诜蛛x腔內(nèi)離心旋轉(zhuǎn)，其中相對較大粒子在離心旋轉(zhuǎn)效應(yīng)作用下，會分 離接近內(nèi)壁面；另一方面，較小粒子在水冷壁或氣冷(可以用液態(tài)的氮、二氧化 碳或其它制冷氣體)壁面溫差作用下，按照熱泳規(guī)律沉積于管壁面上。
考慮到電廠等排出的塵粒中含有粒徑范圍較寬的各類粒子，考慮到提高細(xì)顆 粒的總沉積效率，可采用多級別串聯(lián)。通過多級別串聯(lián)，在若干個泳式旋風(fēng)分離 器工作段不斷產(chǎn)生非充分發(fā)展流效應(yīng)，使總沉積效率不斷提高。本實用新型的輔 助加熱器，主要是提高來流溫度。對已經(jīng)具備有較高溫度的含塵氣流，如鍋爐煙 氣、窯爐煙氣等，則可以省略此環(huán)節(jié)。輔助加熱器可以用一般市場上的電加熱器 來替代。
本設(shè)備的熱泳式旋風(fēng)分離器主體環(huán)套夾層兩端面由帶孔的鋼板制成，與分離 器下筒體焊接，使兩筒體同心并密封形成環(huán)形端面，分離器夾層外體焊接通水孔。 冷卻水可取自各類常溫水源，且可反復(fù)循環(huán)使用。多級別串聯(lián)的數(shù)目要根據(jù)溫度 差和雷諾數(shù)確定， 一般以10個左右為宜。管路系統(tǒng)的聯(lián)接要防止水、氣泄漏。
在旋風(fēng)分離器上端面安裝兩個分別帶有第一支路閥門12、第二支路閥門13 的短管。(也可考慮4支或多支布置)，在關(guān)閉進(jìn)出兩路主閥門，打開第一支路阓 門12、第二支路閥門13后，用以通入壓縮空氣，定期吹掃沉積的細(xì)微顆粒物，并在氣流末端排塵口處連接布袋或其它容器，以收集細(xì)微顆粒物。若系統(tǒng)有熱水 供給或利用工作時被加熱的冷卻水，可以將熱水從冷卻水孔通入，同時利用較冷 的壓縮空氣通過夾層通道，同樣利用熱泳的作用，將各類顆粒物高效率吹入布袋 收集。當(dāng)然，系統(tǒng)也可以很方便地用諸如水之類的各類溶劑進(jìn)行清洗。
權(quán)利要求1.一種微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器的環(huán)夾層(6)的內(nèi)環(huán)壁圍成熱泳式旋風(fēng)分離腔(7)，環(huán)夾層(6)的內(nèi)環(huán)壁下端連接錐套(8)，錐套(8)的細(xì)錐口伸入集塵灰斗(9)內(nèi)；在旋風(fēng)分離器腔(7)的上端固定凈氣出口管(3)；進(jìn)氣閥門(2)通過進(jìn)氣管和分離腔(7)接通，加熱器(1)接在進(jìn)氣閥門(2)的進(jìn)氣端，冷卻劑泵(11)通過管道和進(jìn)入閥門(10)連接、進(jìn)入閥門(10)再和環(huán)夾層(6)的下部連通，冷卻劑排出管從環(huán)夾層(6)的外環(huán)壁上部接出，并串連排出閥門(4)和冷卻器(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述 旋風(fēng)分離器上端面安裝兩個分別帶有第一支路閥門(12)、第二支路閥門(13) 的短管。
專利摘要本實用新型公開了屬于環(huán)境保護(hù)除塵設(shè)備領(lǐng)域的一種微細(xì)顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器。由環(huán)夾層內(nèi)壁圍成熱泳式旋風(fēng)分離腔，環(huán)夾層內(nèi)壁下端連接排塵錐套和集塵灰斗；環(huán)夾層的外壁連接采用水冷或氣冷的冷卻裝置，以產(chǎn)生較低壁面溫度；加熱器通過進(jìn)氣閥門和環(huán)夾層的內(nèi)壁接通，作為產(chǎn)生較高氣流溫度的輔助加熱裝置；在環(huán)夾層內(nèi)壁的上端壁上固定凈氣出口短管。本實用新型在熱泳原理和離心旋轉(zhuǎn)效應(yīng)等兩種效用的綜合作用基礎(chǔ)上脫除可吸入顆粒物，使各種粒徑的微細(xì)顆粒達(dá)到較高的總沉積效率。本細(xì)微顆粒物熱泳式旋風(fēng)分離器可多級串聯(lián)，在氣流速度為5～25m/s時，總脫除效率達(dá)到95％。且造價和運(yùn)行費(fèi)用低廉，實施方便，控制簡單。
文檔編號B04C5/00GK201316679SQ20082012422
公開日2009年9月30日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者濤 周, 張娟花 申請人:華北電力大學(xué)