一种应用于脱硫塔内的气辅式双流体静电雾化装置

摘要

本发明公开了一种应用于脱硫塔内的气辅式双流体静电雾化装置，包括雾化产生室包括绝缘风筒，绝缘风筒的上端与分流稳流管道的出口连接，圆筒段的底部铰接有单向导通板；喷雾进入管道和喷嘴沿中轴线设置在绝缘风筒内部；在喷雾进入管道出口段的外部套装有导流片分为内导流片和外导流片，内导流片和外导流片均从分流稳流管道的出口向下延伸；内导流片和外导流片的内壁、外壁均为疏水涂层，在内导流片底部内壁边沿设置接地第一铜环；在外导流片底部内壁边沿设置连接高压静电发生器的第二铜环。本发明通过接地铜环作为调整电极的方式，有效的解决了感应荷电喷嘴荷电喷雾过程中电极表面容易卷吸水雾的问题，同时可避免高湿气体返流到喷嘴内打湿电极。

说明书

技术领域

本发明属于烟气净化领域，尤其涉及一种应用于脱硫塔内的气辅式双流体静电雾化装置。

背景技术

随着我国工业的迅速发展，环境污染问题日益突出。面对国家出台的越来越严格的工厂废气排放标准，现有的燃煤火电厂、焦化厂、建材厂等在烟气排放时大多实施了脱硫除尘技术。

当前脱硫塔大多采用喷淋塔，由于喷淋液滴粒径较大等因素，常存在雾液接触不充分、烟气容易逃逸等问题，造成脱硫除尘效率不高，而如采用传统喷雾工艺，由于雾滴粒径很小，上升的烟气往往会抑制雾滴的下落，影响气液反应效果，烟气携带大量雾滴上行还容易造成除雾器的阻塞等。双流体静电雾化在工业除尘领域有较大的应用潜能。利用荷电喷雾除尘过程中水雾荷电后在静电力的作用下能够有效的捕集含尘气流中的细微粉尘，从而降低细颗粒物的排放浓度。但常规感应静电雾化喷嘴形成静电喷雾过程普遍存在着雾滴卷吸现象，尤其在脱硫塔这一类高湿环境下，高压电极表面更易卷吸水雾而发生放电击穿，使得系统无法稳定运行。因此，荷电喷雾除尘技术在脱硫塔等高湿密闭空间的工业场景中的应用存在很大的局限性，为了解决这一技术局限性，本发明提出了一种高湿环境下气辅式双流体静电雾化喷嘴装置系统。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种应用于脱硫塔内的气辅式双流体静电雾化装置，本发明采用风幕式气辅设计以及在喷嘴口附近加装一接地铜环作为调整电极的方式，有效的解决了感应荷电喷嘴荷电喷雾过程中电极表面容易卷吸水雾的问题，同时可避免高湿气体返流到喷嘴内打湿电极，有效解决了因放电击穿使系统无法稳定运行的问题，保证了荷电水雾对脱硫塔内含硫烟气的高效脱除。

本发明所采用的技术方案如下：

一种应用于脱硫塔内的气辅式双流体静电雾化装置，包括气辅分流管路模块、液路系统和雾化产生室；所述气辅分流管路模块包括依次连接的离心风机、气流进入管道和分流稳流管道；所述液路系统包括依次连接的隔膜泵、喷雾进入管道和喷嘴；所述雾化产生室包括绝缘风筒，所述绝缘风筒的上端与分流稳流管道的出口连接，圆筒段的底部铰接有单向导通板；所述喷雾进入管道和喷嘴沿中轴线设置在绝缘风筒内部；在喷雾进入管道出口段的外部套装有导流片，所述导流片分为内导流片和外导流片，内导流片和外导流片均从分流稳流管道的出口向下延伸；内导流片和外导流片的内壁、外壁均为疏水涂层，在内导流片底部内壁边沿设置第一铜环，且第一铜环接地；在外导流片底部内壁边沿设置第二铜环，第二铜环的内壁沿周向均匀设置有多个尖端，第二铜环连接高压静电发生器。

进一步，自上往下，绝缘风筒是由固定连接的渐扩段和圆筒段组成，渐扩段的上端与分流稳流管道的出口连接。

进一步，内导流片为筒状结构，且内导流片的下端边沿与喷嘴下端平齐或者上移不超过1厘米。

进一步，外导流片上端为渐扩段，外导流片下端为筒状结构，外导流片的下端边沿位于喷嘴的下方2-3厘米处。

进一步，在内导流片内形成柱状的第一气流通道；内导流片和外导流片之间形成环状的第二气流通道；外导流片与绝缘风筒内壁之间形成环状的第三气流通道，通过两层内导流片和外导流片的设置可以对进入绝缘风筒的气流起到整流作用。

进一步，在气流进入管道上装有调节阀和压力表，喷雾进入管道上装有压力表以及流量计。

本发明的有益效果：

1、气辅分流管路模块通过调节阀并且观察压力表，可以控制离心风机中产生气流的稳定流入。

2、进入绝缘风筒内的气流均为干燥气流，可以抑制脱硫塔内高湿烟气的返流，保持风道内结构壁面的干燥，并有效辅助减少卷吸现象的发生。

3、内外导流片都近似呈现空心圆筒状，可以对整个绝缘风筒内气流进行整流，减少不均匀气流对喷嘴雾化流场结构的扰乱，且内外壁徒有疏水涂层，可以防止小雾滴的沉积，最大程度保证导流片上下部分之间的绝缘。

4、接地铜环布置在喷嘴水平处或者不超过喷嘴水平垂直向上1厘米，改变了喷嘴附近处的不均匀电场，抑制了荷电小液滴向上卷吸而打湿喷头，有效避免了荷电喷雾系统无法运行的现象。

5、绝缘风筒底部装有单向导通板，可以使得雾化腔体内气压达到某一临界值时自动打开；当雾化系统停止工作后隔绝脱硫塔内的高湿烟气。

附图说明

图1是本发明的一种高湿环境下气辅式双流体静电雾化喷嘴装置系统示意图；

图2是本发明铜环的俯视图；

图3是本发明带尖端的铜环的俯视图；

图4是本发明内导流片的俯视图；

图5是本发明外导流片俯视图；

图中，1、离心风机，2、调节阀，3、压力表，4、气流进入管道，5、分流稳流管道，6、绝缘风筒，7、喷嘴，8、导流片，9、流量计，10、喷雾进入管道，11、隔膜泵，12、第一铜环，13、第二铜环，14、环形铰链，15、单向导通板，16、疏水涂层，17、内导流片，18、外导流片。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种应用于脱硫塔内的气辅式双流体静电雾化装置，包括气辅分流管路模块、液路系统和雾化产生室；所述气辅分流管路模块由离心风机1、调节阀2、压力表3、气流进入管道4和分流稳流管道5组成，其中离心风机1的出气口依次连接着气流进入管道4和分流稳流管道5，在气流进入管道4中装有调节阀2和压力表3，离心风机1中的气流在调节阀2的控制下，依次进入气流进入管道4与分流稳流管道5。

液路系统包括隔膜泵11、喷雾进入管道10、调节阀2、流量计9、压力表3、喷嘴7组成，隔膜泵11的出口连接着喷雾进入管道10的一端并将流体泵入喷雾进入管道10，整个喷雾进入管道10接地，喷雾进入管道10上装有调节阀2可以控制整个液路系统中流体的流量，并且喷雾进入管道10上装有压力表3以及流量计9，可以时时监控流体运行状态，喷雾进入管道10的另一端连接喷嘴7并将流体送入到喷嘴7当中，完成整个液路系统的工作；喷雾进入管道10的出口段置于雾化产生室内。在本实施例中，喷嘴7为双流体雾化喷嘴。

如图2、3，雾化产生室包括绝缘风筒6、导流片8、第一铜环12、第二铜环13、环形铰链14以及单向导通板15组成；自上往下，绝缘风筒6是由固定连接的渐扩段和圆筒段组成，渐扩段的上端与分流稳流管道5的出口连接，圆筒段的底部通过环形铰链14铰接有两片单向导通板15。为了抑制外部潮湿气体返流，保持风道内结构壁面的干燥，在绝缘风筒6底部装有环形铰链连接单向导通板，当雾化系统停止工作后隔绝脱硫塔内的高湿烟气。

在绝缘风筒6内部，喷雾进入管道10的出口段及其末端的喷嘴7沿中轴线设置；如图4和5，在喷雾进入管道10出口段的外部套装有导流片8，导流片8的上端通过固定架径向安装在喷雾进入管道10内部，进而实现对导流片8的固定安装。所述导流片8分为内导流片17和外导流片18，内导流片17和外导流片18均从分流稳流管道5的出口向下延伸。内导流片17和外导流片18的内壁、外壁均为疏水涂层16，可以防止小雾滴的沉积、最大程度保证导流板上下部分之间的绝缘。

内导流片17为筒状结构，且内导流片17的下端边沿与喷嘴7下端平齐或者上移不超过1厘米；如图2和4，在内导流片17底部内壁边沿设置第一铜环12，且第一铜环12接地，由于感应电场，雾滴荷电后电荷极性与接地极一致，从而受到了接地铜环的排斥所以可以抑制荷电小液滴向上卷吸。

外导流片18上端为渐扩段，外导流片18下端为筒状结构，外导流片18的下端边沿位于喷嘴7的下方2-3厘米处；在外导流片18底部内壁边沿设置第二铜环13，如图3和5，第二铜环13的内壁沿周向均匀设置有多个尖端，第二铜环13连接高压静电发生器，在工作时可以产生非均匀电场，使得雾滴感应荷电。

由内向外，内导流片17和外导流片18依次同轴套装在喷雾进入管道10出口段的外部；在内导流片17内形成柱状的第一气流通道；内导流片17和外导流片18之间形成环状的第二气流通道；外导流片18与绝缘风筒6内壁之间形成环状的第三气流通道，通过两层内导流片17和外导流片18的设置可以对进入绝缘风筒6的气流起到整流作用，可以减少不均匀气流对喷嘴雾化流场结构的扰乱。

在本发明所设计的装置的工作过程为：开启离心风机1鼓入干燥空气到气流进入管道4，看气流进入管道4上的压力表3，观察气流进入管道4中压力，控制气流进入管道4上的调节阀2获得所需的均匀气流，待气流稳定，此时气流进入分流稳流管道5，流速降低，进入到绝缘风筒6内，在绝缘风筒6内，在内导流片17和外导流片18分流整流的作用下，气流在绝缘风筒6内均匀稳定流动，当绝缘风筒6内气压达到某一临界值，此时绝缘风筒6内的气压可以将绝缘风筒6底部连接的单向导通板15自动打开；开启负高压静电发生器，形成不均匀电场。

打开隔膜泵11，隔膜泵11泵入液体进入喷雾进入管道10，看此时喷雾进入管道10上的压力表3以及流量计9，控制喷雾进入管道10上的调节阀2，直至调节到我们所需的流体流量，此时流体经喷雾进入管道10流入到喷嘴7当中，在这过程中，喷嘴进入管道10接地；此时，根据感应荷电的原理喷嘴7处的液滴在不均匀电场的作用下，局部液体达到瑞利极限，并克服表面张力及粘性力等力的作用，开始破碎成直径更加微小的荷电小液滴；在靠近第二电极环13的位置，雾滴受电场力作用向上运动，流场中小液滴出现卷吸现象。且电压越大，卷吸现象越明显，卷吸区域随电压增大沿喷雾轴向向下延伸。电压增加到一定程度，卷吸现象扩大到孔口气流作用区域。此时，在喷嘴7水平面处加装一接地的第一铜环12可以抑制小液滴向上卷吸现象。在离电极环较远位置，液滴受电场力较弱，在自身重力及气流吹动作用下沿着流线向下运动，最终进入到脱硫塔内对含硫烟气进行喷雾除尘。当整个装置完成脱硫除尘步骤后，关闭高压静电发生器，关闭隔膜泵11，最后关闭离心风机1，此时，雾化腔体内气压迅速下降，单向导通板关闭，隔绝脱硫塔内的高湿烟气。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。