本實(shí)用新型涉及一種煙氣脫水領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煙氣脫水的氣液分離筒，以及采用這種氣液分離筒的脫水裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

燃煤電廠對(duì)水資源消耗量非常大。對(duì)于水資源比較匱乏的北方地區(qū)，尤其是我國西部地區(qū)，燃煤電廠需充分利用水資源，不斷進(jìn)行節(jié)能節(jié)水能力挖潛。現(xiàn)有燃煤電廠多采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)，這種技術(shù)脫硫效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，在國內(nèi)煙氣治理中被廣泛采用，但這種方法會(huì)消耗大量的水，脫硫后的煙氣中也將攜帶大量水滴，造成煙囪周邊出現(xiàn)降雨現(xiàn)象，這種降雨會(huì)對(duì)周邊建筑和設(shè)備造成腐蝕，同時(shí)也造成了大量水資源的浪費(fèi)。

為回收煙氣中的水分，消除煙囪雨現(xiàn)象，現(xiàn)有技術(shù)中有采用在煙道內(nèi)加入導(dǎo)流葉片的方案，利用布置的多個(gè)導(dǎo)流葉片，改變煙氣流動(dòng)的方向，使之經(jīng)過導(dǎo)流葉片后變?yōu)橐还伞靶鳌?，利用其產(chǎn)生的離心力，將其中的水分甩向煙囪內(nèi)壁，沿壁面流下排出，煙氣延煙道繼續(xù)排出。但這種方式存在一定的問題，即由于凝結(jié)的液滴與運(yùn)動(dòng)的煙氣仍然處于同一空間內(nèi)，煙氣會(huì)對(duì)凝結(jié)的液滴產(chǎn)生“二次夾帶”現(xiàn)象，也就是把已脫除的水又給帶走了，從而降低了對(duì)水的回收效果，造成該問題的原因就在于煙氣流速高，而沒能做到氣液分離。

現(xiàn)有技術(shù)利用多個(gè)葉片進(jìn)行煙氣方向改變，也使得設(shè)備較為復(fù)雜，故障率相對(duì)較高，不利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是為解決目前對(duì)煙氣中水分回收時(shí)無法實(shí)現(xiàn)氣液分離的問題，提供一種氣液分離筒，可將凝結(jié)水與煙氣隔離，從而避免二次夾帶的問題。

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的則是提供一種采用該氣液分離筒的脫水裝置，該裝置既可采用現(xiàn)有多葉片導(dǎo)流裝置，也采用另一種結(jié)構(gòu)更簡單的導(dǎo)流裝置，以降低故障率。

本實(shí)用新型的再一個(gè)目的則是提供一種氣液分離系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于氣體和水分的分離以及氣體與油的分離與回收，從而有利于燃煤電廠的工作。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種煙氣脫水用氣液分離筒，它包括筒體，所述筒體的筒壁上設(shè)有多個(gè)開口，液滴被甩到筒壁后通過開口由筒體內(nèi)壁轉(zhuǎn)移到筒體外壁，實(shí)現(xiàn)與煙氣的氣液分離。

在使用時(shí)，通常與前級(jí)的流體機(jī)械(如泵或者風(fēng)機(jī))等相配合使用，筒內(nèi)近壁面壓力始終超過筒外壓力，壓力來源于前級(jí)系統(tǒng)的流體機(jī)械，風(fēng)力吹動(dòng)，形成動(dòng)壓，是液滴外排壓力的一種，此處存在的靜壓也是液滴外排的動(dòng)力之一。

含有氣體和液體的煙氣沿分離筒的壁面螺旋上升，氣體和液體存在密度差，液體密度大，慣性大，被分離筒捕捉；而氣流因?yàn)槊芏刃。瑧T性小，始終保持螺旋上升過程，從而實(shí)現(xiàn)氣液分離。

由于煙氣是以旋風(fēng)的方式進(jìn)入氣液分離筒，液滴在離心力作用下會(huì)被甩到筒的內(nèi)壁上，由于開口的存在，液滴會(huì)在煙氣風(fēng)力以及筒體內(nèi)外壓力的作用下，向筒體外壁流出，并在筒體外壁上匯集并流下，而煙氣始終在筒體內(nèi)流動(dòng)，這樣就不會(huì)再對(duì)凝結(jié)的液滴進(jìn)行二次夾帶，從而有效提高了水分的回收效率。

所述開口為條縫形式、或孔狀形式或格柵形式。

開口的形式可以采用多種，本實(shí)用新型給出了幾種優(yōu)選的方案，即條縫、孔或格柵，這些形狀本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成任意形狀，比如孔就可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)為圓孔、方孔、橢圓孔、六邊形孔等等，但不管什么樣的形式，其核心作用均是完成將液滴由筒內(nèi)壁轉(zhuǎn)移到筒的外壁，就此點(diǎn)而言均是在本實(shí)用新型的啟迪下可輕易實(shí)現(xiàn)的。

此外，條縫或格柵可以是垂直的，也可以是傾斜的，其位置設(shè)計(jì)可根據(jù)需要調(diào)整；孔則是可以均勻布置或非均勻布置。

所述條縫的尺寸為寬2-10mm，間距為條縫寬度的5-20倍。

為保證最佳的液滴通過效率，本實(shí)用新型給出了條縫的優(yōu)選設(shè)計(jì)尺寸，在給尺寸下凝結(jié)液滴不易在表面張力下形成液膜反而阻礙液體通過，從而保證了水分的回收效率。

所述格柵高5-20cm，間隙為高度的0.5-20倍。

同樣為保證最佳的液滴通過效率，本實(shí)用新型給出了格柵的優(yōu)選設(shè)計(jì)尺寸，在該尺寸下，利用格柵的間隙避免了液膜的形成，便于液體通過，以實(shí)現(xiàn)水分的高效回收。

所述孔的徑向最大尺寸為2-10mm，孔間距為孔直徑的5-20倍。

同樣為保證最佳的液滴通過效率，本實(shí)用新型給出了孔的優(yōu)選設(shè)計(jì)尺寸，在該尺寸下，利用孔徑的調(diào)整和孔間距的配合，避免液膜的出現(xiàn)，易于液體通過，從而實(shí)現(xiàn)了水分充分回收。

一種采用上述的煙氣脫水用氣液分離筒的煙氣脫水裝置，它還包括一個(gè)煙氣導(dǎo)流裝置，該裝置安裝在氣液分離筒的下部，與氣液分離筒固定連接或?yàn)橐惑w，煙氣導(dǎo)流裝置內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流葉片，將煙氣變?yōu)樾L(fēng)后送入氣液分離筒。

本實(shí)用新型還提供了一種煙氣脫水裝置，該裝置采用氣液分離筒加一個(gè)煙氣導(dǎo)流裝置的形式，利用煙氣導(dǎo)流裝置將煙氣方向變?yōu)樾D(zhuǎn)的，然后利用氣液分離筒進(jìn)行氣液分離，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水的目的。該煙氣導(dǎo)流裝置可以與氣液分離筒通過螺栓固定連接，或焊接等各種現(xiàn)有方式固定在一起，也可以直接就在加工時(shí)做成一體，但這種變化仍為在本實(shí)用新型啟示下可輕易聯(lián)想的。

所述導(dǎo)流裝置包括一個(gè)煙氣通道，導(dǎo)流葉片安裝在煙氣通道內(nèi)。

本實(shí)用新型為進(jìn)一步約束煙氣，在葉片的外部設(shè)有煙氣通道，使煙氣只能通過流過葉片，而不能流入其他地方，減少了對(duì)凝結(jié)水的影響。

所述導(dǎo)流葉片為一個(gè)螺旋齒片，它圍繞中心軸盤旋而上，螺旋齒片與煙氣通道固定連接。

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有導(dǎo)流時(shí)采用多組葉片的問題，改變了導(dǎo)風(fēng)的結(jié)構(gòu)，利用一個(gè)螺旋葉片，使煙氣沿著螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)方向行走，產(chǎn)生旋風(fēng)的效果，由于僅有一個(gè)螺旋齒片，整個(gè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)大為簡化，也易于維護(hù)。

所述螺旋齒片總高度200-600mm，繞中心軸旋轉(zhuǎn)的角度在360-540°，中心軸直徑占螺旋齒片外徑的10％-30％。

為保證煙氣具有足夠的離心力，本實(shí)用新型提供了螺旋齒片的優(yōu)選尺寸范圍，在該尺寸下可滿足絕大多數(shù)煙氣的需要。

由于設(shè)計(jì)了螺旋齒片或葉片，氣水混合物通過裝置后，氣液沿分離筒或者格柵筒壁面螺旋上升，氣體和液體存在密度差，液體密度大，慣性大，被分離桶或格柵片捕捉；而氣流因?yàn)槊芏刃?，慣性小，始終保持螺旋上升過程，從而實(shí)現(xiàn)氣液分離。

所述煙氣導(dǎo)流裝置下部還設(shè)有支撐平臺(tái)。

為保證整個(gè)煙氣脫水裝置的穩(wěn)固，還可設(shè)計(jì)一個(gè)支撐平臺(tái)以支撐住整個(gè)脫水裝置。

所述支撐平臺(tái)為格柵式，優(yōu)選為井字形格柵。

支撐平臺(tái)的設(shè)計(jì)應(yīng)以不干擾煙氣流動(dòng)為原則，因此本實(shí)用新型采用了格柵的形式，其中井字形格柵則是最簡構(gòu)造。

一種采用上述煙氣脫水裝置的氣液分離系統(tǒng)，它還包括一個(gè)集液槽，集液槽安裝在氣液分離筒的下部周邊或煙氣通道的下部周邊，集液槽最低端設(shè)有至少一個(gè)引水口，將收集的液體排出。

本實(shí)用新型再一目的則是提供一種氣液分離系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用集液槽將收集的液體聚集后，通過引水口排出，排出的液體可根據(jù)需要做進(jìn)一步的處理。其中集液槽本身也可與脫水裝置或氣液分離裝置加工在一起，也可另外再安裝，這幾種處理方式均是可以根據(jù)需要隨意組合，無需付出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)即能想到。

該氣液分離系統(tǒng)因?yàn)橄虏吭O(shè)計(jì)了螺旋齒片或葉片，氣液混合物通過裝置后，氣液沿分離筒或者格柵筒壁面螺旋上升，氣體和液體存在密度差，液體密度大，慣性大，被分離桶或格柵片捕捉；而氣流因?yàn)槊芏刃?，慣性小，始終保持螺旋上升過程，從而實(shí)現(xiàn)氣液分離。

在上述氣液分離系統(tǒng)的前端增加其它提高氣液螺旋轉(zhuǎn)速或降低煙氣流速的裝置，或?qū)庖悍蛛x筒或格柵筒進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)的，都屬于在本實(shí)用新型的工作原理上進(jìn)一步根據(jù)需要隨意組合與改變，無需付出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)即能想到。

本氣液分離系統(tǒng)通過設(shè)置氣液分離筒或格柵片，第一能夠?qū)崿F(xiàn)氣液捕捉和分離，第二是降低外筒(也就是煙囪等壁面處)的煙氣流速，避免氣體撕裂壁面的液膜，形成二次夾帶。這也就是本裝置比未設(shè)置氣液分離筒的裝置脫除效率更高的原因。

在使用時(shí)，在本裝置前端設(shè)置相應(yīng)的流體機(jī)械或動(dòng)力源(如風(fēng)機(jī)、泵等設(shè)備)，都屬于在本實(shí)用新型的工作原理上進(jìn)一步進(jìn)行的簡單改進(jìn)，無需付出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)即能想到。

通過設(shè)置了氣液分離筒，桶內(nèi)近壁面壓力始終超過筒外壓力，壓力來源于前系統(tǒng)的流體機(jī)械(泵或者風(fēng)機(jī))，風(fēng)力在吹動(dòng)，說的是動(dòng)壓，是液滴外排壓力的一種，此處存在的靜壓也是液滴外排的動(dòng)力之一。

氣液分離器筒高度為螺旋齒片位置直徑的1/3甚至更高，分離筒出口直徑為螺旋齒片位置直徑的90％-100％，利用CFD模擬軟件仿真分析，和不設(shè)置氣液分離筒的裝置相比較，本實(shí)用新型的方案的效率提高30％以上。

同理，本實(shí)用新型也可應(yīng)用于氣油分離中，根據(jù)氣油分離的應(yīng)用領(lǐng)域與環(huán)境，對(duì)油進(jìn)行回收。根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境，對(duì)于氣液分離筒或格柵片、導(dǎo)流裝置進(jìn)行適用于氣油分離的改進(jìn)，都屬于在本實(shí)用新型的工作原理上進(jìn)一步根據(jù)需要進(jìn)行的隨意組合與改變，無需付出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)即能想到。

綜上所述，本實(shí)用新型的有益效果為：

氣液分離筒的設(shè)計(jì)，煙氣在筒內(nèi)繼續(xù)上升至煙道，脫除的液體沿筒壁外流出，實(shí)現(xiàn)了氣液分離，避免了脫除掉的凝結(jié)水被煙氣反復(fù)“二次夾帶”，提高煙氣脫水效率20％～70％。

螺旋齒片的設(shè)計(jì)，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高了設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。

脫水裝置和脫水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)整體提升了煙氣的脫水效果，實(shí)現(xiàn)了節(jié)水的目的。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的側(cè)面視圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為支撐平臺(tái)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

圖1中，氣液分離筒3包括一個(gè)筒體，在筒體上垂直(也可改為傾斜)的設(shè)有多個(gè)條縫2，條縫2的寬度為2-10mm(優(yōu)選6mm)，間距為寬度的5-20倍(優(yōu)選10倍)。

其中的條縫也可改為格柵形式，如果采用格柵則格柵高度為5-20cm(優(yōu)選12cm)，間隙為格柵高度0.5-20倍(優(yōu)選5倍)。

或者，條縫改為孔，孔的形狀可以是圓孔、方孔、橢圓孔、六邊形孔等，無論哪種形式的孔，其徑向最大尺寸為2-10mm(優(yōu)選6mm)，孔間距為最大尺寸的5-20倍(優(yōu)選10倍)。

通過上述形式設(shè)計(jì)，煙氣中的水分被甩到筒內(nèi)壁后，可以沿著開口(條縫或格柵或孔等)從筒體內(nèi)壁轉(zhuǎn)移到筒體外壁，將煙氣與液滴分隔開，避免了二次夾帶現(xiàn)象的出現(xiàn)。

實(shí)施例2：

圖1、圖2中，給出了一種脫水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置安裝在煙道1中。其中，氣液分離筒3的下部是煙氣導(dǎo)流裝置，煙氣導(dǎo)流裝置由一個(gè)煙氣通道8和其內(nèi)的葉片組成。葉片可以采用現(xiàn)有的多葉片形式(不再給出附圖)，就本實(shí)用新型而言，給出是單一葉片的螺旋翅片6的結(jié)構(gòu)示意圖。該煙氣導(dǎo)流裝置的螺旋齒片6是一個(gè)齒片，圍繞中心軸7盤旋而上，螺旋齒片6總高度200～600mm(優(yōu)選450mm)，繞中心軸7旋轉(zhuǎn)360～540°(優(yōu)選450°)，中心軸7的直徑占螺旋齒片6外徑的10％～30％(優(yōu)選20％)。煙氣沿著螺旋齒片6的導(dǎo)引，最后以旋風(fēng)的形式進(jìn)入氣液分離筒3，通過對(duì)螺旋齒片6的尺寸設(shè)計(jì)，保證風(fēng)量和風(fēng)速能產(chǎn)生足夠的離心力，將液滴甩向氣液分離筒3，并在高速運(yùn)行的煙氣作用下，使得液滴從氣液分離筒3的開口處從內(nèi)壁轉(zhuǎn)移到外壁，完成煙氣與液滴的分離。

為保證脫水裝置在煙道1中的牢固性，還可為脫水裝置配置一個(gè)支撐平臺(tái)9，該支撐平臺(tái)9安裝在煙道1中，支撐整個(gè)脫水裝置，為保證煙氣的順利通過，支撐平臺(tái)9被設(shè)計(jì)成格柵形式，最優(yōu)選的為井字型格柵。

實(shí)施例3：

圖1-3中，整個(gè)氣液分離系統(tǒng)還包括集液槽4和引水口5，集液槽4可以安裝在氣液分離筒3的下部周沿，也可安裝在煙氣通道8的下部周沿，以便將沿著氣液分離筒3流出的液體收集起來，在集液槽4的最低端則設(shè)有至少一個(gè)引水口5，將收集的液體從煙道1中引出，以便后續(xù)進(jìn)一步處理。

同理，上述氣液分離系統(tǒng)不僅僅可以分離氣液，還可以應(yīng)用于氣油分離中，由于氣體和油存在密度差，油密度大，慣性大，被分離桶或格柵片捕捉；而氣流因?yàn)槊芏刃。瑧T性小，始終保持螺旋上升過程，從而實(shí)現(xiàn)氣油分離。對(duì)收集的油進(jìn)行收集以進(jìn)行后續(xù)加工處理。

根據(jù)氣油分離的應(yīng)用領(lǐng)域與環(huán)境，對(duì)于氣液分離筒或格柵片、導(dǎo)流裝置進(jìn)行適用于氣油分離的改進(jìn)，都屬于在本實(shí)用新型的工作原理上進(jìn)一步根據(jù)需要進(jìn)行的隨意組合與改變，無需付出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)即能想到。