雙層旋風分離器旋轉并聯除塵裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雙層旋風分離器旋轉并聯除塵裝置，尤其涉及一種能捕集細顆粒物(PM2.5)的雙層旋風分離器旋轉并聯除塵裝置。
【背景技術】
[0002]大氣污染是影響我國環境的重要因素之一，其中粉塵污染是大氣污染的重要部分。研宄表明，粉塵中的細顆粒物(PM2.5)易于富集空氣中的重金屬、酸性氧化物、有機污染物、細菌和病毒等，其對人體健康的危害遠高于粗顆粒物。因此，控制粉塵污染，尤其是控制超細顆粒的排放具有重要意義。(張大年，城市大氣可吸入顆粒物的研宄，[J]上海環境科學，1999，18 (4):154-157)。
[0003]旋風分離器因其具有結構簡單、投資少、運行成本低等優點，在工業除塵上得到廣泛的使用。但單個的旋風分離器除塵效率低，無法滿足大型鍋爐的除塵要求。眾多學者研宄在循環流化床鍋爐中，采用多個旋風分離器并聯的方式來脫硫除塵。中國科學院王法軍、廖磊等([I]王法軍.循環流化床多旋風分離器并聯布置冷態實驗研宄[D].中國科學院研宄生院(工程熱物理研宄所)，2014 ; [2]廖磊.六個旋風分離器并聯布置循環流化床的實驗研宄和數值模擬[D].中國科學院研宄生院(工程熱物理研宄所)，2011)研宄了六個旋風分離器以爐腔中心軸對稱H型分布的情況。如圖3所示。實驗結果表明，六個旋風分離器之間存在氣固分配不均現象；在相同條件下，不同位置的旋風分離器壓降和風量均有一些差異。在爐膛同側，位于中間的旋風分離器的壓降低于位于兩端的旋風分離器的壓降；靠近尾部母管道的一側旋風分離器壓降要大于遠離尾部母管道一側的壓降，中間位置處壓降大小處于兩者之間。在爐膛風速5m/s時，六個旋風分離器的壓降偏差為5.6%左右。可見，六個旋風分離器采用中心軸對稱布置型式，中間的兩個旋風分離器布始終無法達到氣固平衡和顆粒濃度分布均勻。
[0004]另外有研宄發現，在高密度多相流中，氣固流動在分離器內均等分配時，分離器壓力損失最大；在低密度多相流中，尤其是密度非常低時，均等分配會使分離器壓力損失最小，而非均等分配有較大的壓力損失。
[0005]廖磊和王法軍分析了多個旋風分離器之間氣固兩相不均勻分布的原因，主要有兩部分:一部分是由于聚式流態化的脈動性與對稱結構的多解性引起，另一部分是由于結構的不完全對稱性引起。由此可見，實現多個旋風分離器的氣固兩相均勻分布對提高除塵效率、減小能量損耗意義重大。

【發明內容】

[0006]本發明提供一種雙層旋風分離器旋轉并聯除塵裝置，以解決現有鍋爐內多個旋風分離器除塵效率低、氣量分布不均的問題。
[0007]為此，采用如下技術方案:
一種雙層旋風分離器旋轉并聯除塵裝置，主要由同軸設置、相互之間具有空腔、相互之間密封隔離的中心筒體、中間筒體、外筒體組成，該三筒體的下部均為錐體結構而中間筒體和外筒體的錐體末端為內、外底流口，該內、外底流口通過法蘭和排灰裝置連接；所述中間筒體與外筒體之間的空腔上端設有切向進口 ；若干個小型旋風分離器呈雙層分布在中間筒體的空腔內，外層的若干個小型旋風分離器以三筒體的中心為軸均勻固定在中間筒體的內壁上，內層的若干個小型旋風分離器均勻分布在外層小型旋風分離器和中心筒體之間；中間筒體和其下部錐體的結合處固接有底板，該底板的外緣和中間筒體的內壁間留有進氣環孔；所述若干個小型旋風分離器的底部出料口固定在底板上并和中間筒體下部的錐體貫通；所述若干個小型旋風分離器的上端開有進氣口，該進氣口和中間筒體的內腔貫通；該若干個小型旋風分離器上端的出口通過彎管和中心筒體貫通；所述彎管被置于外筒體頂部的頂蓋密封，該頂蓋上開有出口。
[0008]所述彎管出口的截面和水平面的角度為90°至180 0O
[0009]本發明綜合考慮了多個旋風分離器的除塵效率低、氣量和壓降分布不均的原因，將多個小型旋風分離器并聯布局在一個大的空腔內，具體為小型旋風分離器同軸設置，圍繞中心軸線旋轉排布一周，然后將鍋爐爐腔內含塵氣體直接用管道送入大空腔內旋風分離器進行除塵。
[0010]本發明和多個旋風分離器并聯H型布局的對比如圖2和圖3所示。本發明若干個小型旋風分離器圍繞中心軸旋轉一周布局，而多個旋風分離器H型并聯是以爐腔為對稱軸，六個旋風分離器均分布局在爐腔兩側。在實驗室內，對本發明和多個旋風分離器并聯H型布局的除塵效果、風量和壓降分布均勻性進行了測試，測試風量為10000m3/h。測試結果如圖4-6所示。圖4為兩種旋風分離器布局引起的壓降變化。從圖中可以看出，本發明中每個旋風分離器的壓降大小基本相同，而多個旋風分離器H型并聯引起每個旋風分離器的壓降差別較大。圖5為兩種旋風分離器布局引起的風量變化，可以看出，多個旋風分離器H型布局導致每個旋風分離器的氣固分布不均，風量各不同，而本發明每個旋風分離器的風量差別不大，實現了風量的均勻分布。圖6是兩種旋風分離器布局的分離效率對比，H型布局的旋風分離器分離效率各不同，B分離效率最低，為60%，A最高達到80%，總的分離效率為79% ;而本發明中每個旋風分離器的除塵效率均為96%左右，總分離效率為96%。因此，本發明的分離效率遠大于H型布局，可以高效去除含塵氣體中的顆粒物。
[0011]綜上所述，與傳統的多個旋風分離器H型并聯布局相比，本發明可以解決風量和壓降分布不均勻、分離效率低等缺點，同軸布局的各個小型旋風分離器風量均勻、壓降相等、分離效率均勻，可以高效的收集含塵氣體中粉塵。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為圖1的俯視圖；
圖3為現有技術中旋風分離器H型并聯布局的示意圖；
圖4為本發明和現有技術中旋風分離器H型并聯布局的壓降對比圖；
圖5為本發明和現有技術中旋風分離器H型并聯布局的風量對比圖；
圖6為本發明和現有技術中旋風