一种超重力湿式机械除尘装置

技术领域

本发明属于超重力除尘装置技术领域，本发明涉及一种超重力湿式机械除尘装置。

背景技术

随着现代工业的发展，化石燃料的燃烧和工业尾气的排放，给环境造成了很大的负担，空气中细颗粒物急剧增多，导致现在“雾霾”现象频繁发生，因此，开发新型高效除尘设备成为关键。

传统除尘器可分为干式除尘器和湿式除尘器，干式除尘器包括重力除尘、惯性除尘器、旋风除尘器、静电除尘器、袋式除尘器等，湿式除尘器包括喷淋塔、填料塔、旋风洗涤器、自激式除尘器、文丘里洗涤器。目前，工业上常用的除尘器中效率较高的只有袋式除尘器、静电除尘器和高能文丘里除尘器，而上述三种除尘器均存在一定的局限性。袋式除尘器可适应高温、高湿及高腐蚀性气体，但滤袋易损坏、堵塞，清灰问题一直是个难点，静电除尘器受净化介质比电阻的影响，对净化介质存在选择性，高能文丘里除尘器压降过高，最高达到5000pa以上，能耗太高。

超重力是指在超重力场(重力加速度大于9.8m/s)下，液体表面张力作用被极大的缩减，液体被剪切力撕裂成液滴、细丝和液膜，相间接触面积扩大，相界面更新时间缩短，极大的强化了微观混合和传质过程。自上世纪70年代诞生以来，超重力技术已广泛应用于吸收、萃取、精馏、脱硫、除尘等领域。中北大学的李俊华在《超重力技术净化油烟实验研究》中提出利用超重力装置净化油烟污染物，净化效率达到85％以上，同样中北大学的付加在《超重力湿法除尘技术研究》中测试出超重力装置对粉尘的净化效率可以达到99％以上，目前，对超重力在除尘方面的技术研究大多局限于超重力转子上，而超重力除尘设备在运行过程中仍然存在问题，例如，由于吸收液在转子中被撕裂成液滴、细丝和液膜，超重力装置净化气体出口易带出吸收液，导致吸收液消耗过大，排除气体夹杂的吸收液影响后续工序的进行；超重力设备运行过程中的噪音和振动问题；超重力装置中喷嘴被吸收液中的杂质堵塞、吸收液过滤和吸收液相液位控制问题。因此，针对上述问题，有必要在保证净化效率的基础上设计一种分离回收超重力净化气体出口吸收液、噪音低、自动添加或排放吸收液的超重力湿式机械除尘装置。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种超重力湿式机械除尘装置，该装置是一种噪音低、自动添加或排放吸收液、自动分离回收净化气体中吸收液，同时，净化效率高，转子自清洗的超重力除尘装置。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种超重力湿式机械除尘装置，包括除尘器主机、吸收液供给系统、气液分离器、风机、消音器、吸收液液位控制系统和若干管路；所述除尘器主机的出口与气液分离器的入口相连接，所述气液分离器出口连接有风机，所述风机出口设有消音器；所述除尘器主机与吸收液供给系统通过管路相连接，所述除尘器主机、吸收液供给系统、气液分离器分别通过管路与吸收液液位控制系统相连接。

所述除尘器主机包括除尘器外壳、压差传感器、变频电机、转子填料、喷淋单元；所述除尘器外壳内设有喷淋单元，喷淋单元外周设有转子填料，所述除尘器外壳底部连接有变频电机，所述喷淋单元连接有压差传感器，所述压差传感器设置在除尘器主机外部，所述除尘器外壳上还设有污染气体入口管道连接脖口。

所述吸收液供给系统包括水泵、过滤器、压差表；所述吸收液供给系统通过管路与除尘器主机中的喷淋单元相连接，所述过滤器设置在与喷淋单元入口相连接的管路前端；所述过滤器末端管路分别连接水泵和吸收液液位控制系统，所述水泵另一端与吸收液液位控制系统连接。所述过滤器与水泵连接的管路上设有调节阀；

所述气液分离器包括气液分离器壳体、均风分离板，所述气液分离器壳体底部设有集液斗，所述集液斗底部通过管路与吸收液液位控制系统连接，所述气液分离器壳体内一侧设有气液分离器叶片，所述均风分离板设在气液分离器壳体内部上端处。

所述吸收液液位控制系统包括吸收液液箱，所述吸收液液箱内部设有液位控制器、液位显示计、若干球阀；所述吸收液液箱还连接有电动球阀。

进一步的，所述喷淋单元设有若干个喷嘴。

进一步的，所述吸收液供给系统设有两个压差表，所述两个压差表分别设置在过滤器前端和过滤器末端的管路上。

进一步的，所述过滤器末端管路分别连接水泵和吸收液液箱，所述水泵另一端与吸收液液位控制系统中的吸收液液箱连接。

进一步的，所述集液斗底部通过管路与吸收液液箱连接。

进一步的，所述吸收液液箱内设有两个液位控制器。

进一步的，所述除尘器外壳底部设有开口通过管路与吸收液液位控制系统中的吸收液液箱相连接。便于吸收液循环使用，压差传感器设在喷淋单元和吸收液供液系统连接管路中间，反馈的是测试点与大气压之间的压差，此压差会反馈给控制系统，如管路堵塞，系统会自动报警；两个压差表检测的是过滤器内的阻力；压差传感器可反馈喷淋单元和吸收液供液系统管路内的压差，用于检测转子填料喷嘴或过滤器是否堵塞，在未接入污染气体时，转子填料高速旋转的同时，喷淋单元喷出吸收液，可实现转子填料的自清洗功能。

所述喷淋单元还通过管路与吸收液液箱相连接。

所述过滤器用于过滤吸收液中的杂质，防止喷嘴堵塞。

所述风机出口设有消音器；降低除尘装置的噪音。

气液分离器底部设有开口通过管路连接至吸收液液箱，便于回收吸收液，气液分离器具有均流和分离气体中液体的作用。

所述风机、水泵、变频电机、压差传感器、压差表、液位控制器和电动球阀分别与PLC控制系统连接。

整个除尘装置下方为钢结构，内置大型吸收液液箱，吸收液液箱内注满吸收液，除尘器主机、吸收液供给系统、气液分离器、风机、消音器和若干管路均置于钢结构及吸收液液箱上方，装置整体自重较大，可避免因除尘器主机高速旋转而引起设备共振。

液位显示计便于外部观测吸收液液箱内的液位，液位控制器分别控制吸收液液箱内的液位下限和上限，电动球阀可根据液位控制器反馈的信号控制是否开始排液或者添加吸收液。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明提供的一种超重力湿式机械除尘装置与现有技术相比，具有如下显著特点：净化效率高，噪音低，吸收液循环利用，可自动排放或添加吸收液；利用气液分离器对除尘器出口气体进行二级分离处理，分离出除尘器出口气体中的液体，回收利用；风机出口处添加消音器，降低除尘系统的噪音；喷淋装置前置过滤器可防止喷淋单元内的喷嘴堵塞。本发明的净化效率可达到99％以上，除尘装置整体压力损失不超过1500pa，压力损失远低于高能文丘里除尘器，吸收液完全循环使用，除尘装置出口含液量几乎为零，整体系统可自动控制运行。

附图说明

图1为一种超重力湿式机械除尘装置结构图。

图中：1.除尘器主机，2.吸收液供给系统，3.气液分离器，4.风机，5.消音器，6.吸收液液位控制系统，101.除尘器外壳，102.压差传感器，103.变频电机，104.转子填料，105.喷淋单元，201.水泵，202.过滤器，203.压差表，204.调节阀，301.气液分离器壳体，302.均风分离板，303.集液斗，304.气液分离器叶片，601.吸收液液箱，602.液位控制器，603.液位显示计，604.电动球阀。

具体实施方式

下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。下面结合附图1对本发明进一步说明：

实施例1

一种超重力湿式机械除尘装置，包括除尘器主机1、吸收液供给系统2、气液分离器3、风机4、消音器5、吸收液液位控制系统6和若干管路；所述除尘器主机1的出口与气液分离器3的入口相连接，所述气液分离器2出口连接有风机4，所述风机4出口设有消音器5；所述除尘器主机1与吸收液供给系统2通过管路相连接，所述除尘器主机1、吸收液供给系统2、气液分离器3分别通过管路与吸收液液位控制系统6相连接。

所述除尘器主机1包括除尘器外壳101、压差传感器102、变频电机103、转子填料104、喷淋单元105；所述除尘器外壳101内设有喷淋单元105，喷淋单元105外周设有转子填料104，所述除尘器外壳101底部连接有变频电机103，所述喷淋单元105连接有压差传感器102，所述压差传感器102设置在除尘器主机1外部，所述除尘器外壳101上还设有污染气体入口管道连接脖口。

所述吸收液供给系统2包括水泵201、过滤器202、压差表203；所述吸收液供给系统2通过管路与除尘器主机1中的喷淋单元105相连接，所述过滤器202设置在与喷淋单元105入口相连接的管路前端；所述过滤器202末端管路分别连接水泵201和吸收液液位控制系统6，所述水泵201另一端与吸收液液位控制系统6连接。所述过滤器202与水泵201连接的管路上设有调节阀204；

所述气液分离器3包括气液分离器壳体301、均风分离板302，所述气液分离器壳体301底部设有集液斗303，所述集液斗303底部通过管路与吸收液液位控制系统6连接，所述气液分离器壳体301内一侧设有气液分离器叶片304，所述均风分离板302设在气液分离器壳体301内部上端处。

所述吸收液液位控制系统6包括吸收液液箱601，所述吸收液液箱601内部设有液位控制器602、液位显示计603、若干球阀；所述吸收液液箱601还连接有电动球阀604。

进一步的，所述喷淋单元105设有若干个喷嘴。

进一步的，所述吸收液供给系统2设有两个压差表203，所述两个压差表203分别设置在过滤器202前端和过滤器202末端的管路上。

进一步的，所述过滤器202末端管路分别连接水泵201和吸收液液箱601，所述水泵201另一端与吸收液液位控制系统6中的吸收液液箱601连接。

进一步的，所述集液斗303底部通过管路与吸收液液箱601连接。

进一步的，所述吸收液液箱601内设有两个液位控制器602。

进一步的，所述除尘器外壳101底部设有开口通过管路与吸收液液位控制系统6中的吸收液液箱601相连接。便于吸收液循环使用，压差传感器102可反馈喷淋单元105和吸收液供液系统2管路内的压差，用于检测转子填料104喷嘴或过滤器202是否堵塞，在未接入污染气体时，转子填料104高速旋转的同时，喷淋单元105喷出吸收液，可实现转子填料104的自清洗功能。

所述喷淋单元105还通过管路与吸收液液箱601相连接。

所述过滤器202用于过滤吸收液中的杂质，防止喷嘴堵塞。

所述风机4出口设有消音器5；降低除尘装置的噪音。

气液分离器3底部设有开口通过管路连接至吸收液液箱601，便于回收吸收液，气液分离器3具有均流和分离气体中液体的作用。

所述风机4、水泵201、变频电机103、压差传感器102、压差表203、液位控制器602和电动球阀604分别与PLC控制系统连接；除尘装置下方为钢结构，内置大型吸收液液箱601，吸收液液箱601内注满吸收液，除尘器主机1、吸收液供给系统2、气液分离器3、风机4、消音器5和若干管路均置于钢结构及吸收液液箱601上方，装置整体自重较大，可避免因除尘器主机1高速旋转而引起设备共振。

液位显示计603便于外部观测吸收液液箱601内的液位，液位控制器602分别控制吸收液液箱601内的液位下限和上限，电动球阀604可根据液位控制器602反馈的信号控制是否开始排液或者添加吸收液。

超重力湿式机械除尘器装置运行进程，除尘器主机1内转子填料104在变频电机103的带动下高速旋转，转子填料104转速可由变频电机103调节，喷淋单元105上设有的若干喷嘴喷出经过过滤器202过滤后的吸收液，喷嘴液量大小可吸收液供给系统2中的调节阀204调节，供液量大小由两个压差表203反馈，通过调节转子填料104转速和喷淋单元105液量大小可调整除尘器装置的净化效果，污染气体由管路进入除尘器主机1，在除尘器主机1内吸收液被撕裂为液滴或液膜，此时，吸收液相间接触面积大大增加，污染气体内的污染物被高效过滤，随着回流的吸收液进入吸收液液箱601，净化后的气体夹杂着被撕裂的液滴由管路进入气液分离器3，经过均风分离板302后，气流组织分布均流，部分动能被消耗，被均风分离板302拦截后的液滴落入集液斗303，其余液体被气液分离器叶片304收集后进入集液斗303，集液斗303中的液体随管路进入吸收液液箱601，经过气液分离的气体经装配有消音器5的风机4排出，吸收液液位控制系统6中的液位控制器602分别反馈吸收液液箱601的液位上限和下限，再由电动球阀604控制吸收液液箱601的排液和加液，实现超重力湿式机械除尘装置吸收液排放或添加的自动控制。

PLC控制部分：整个装置由PLC系统连接控制，其中风机4、水泵201、变频电机103、压差传感器102、压差表203、液位控制器602和电动球阀604与PLC控制系统连接；系统运行前，PLC控制系统通过液位控制器602监测吸收液液箱601液位是否正常，若正常则开启调节阀204启动水泵201，若液位报警则启动电动球阀604自动排液或加液直到液位处于正常水平；通过调节阀204和压差表203来控制和反馈喷淋单元105的吸收液流量，如压差传感器102压力反馈正常则启动变频电机103，若压差反馈异常则自动报警并停机；通过调节变频电机103的频率来控制喷淋单元105的转速；带水泵201和变频电机103运行正常并稳定后自动启动风机4；停机时与此开关顺序相反。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。