申请/专利权人：山东大学

申请日：2018-09-07

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN109011855B

主分类号：B01D45/14

分类号：B01D45/14;B01D45/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2019.01.11#实质审查的生效;2018.12.18#公开

摘要：本发明涉及一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，包括超重力除尘装置、驱动装置，超重力除尘装置包括依次设置的旋转叶轮、变速齿轮箱、轴流风机，含尘气流垂直于旋转叶轮进入，旋转叶轮包括叶轮和叶轴，叶轴的进气口一端与超重力除尘装置固定连接，叶轮沿周向与叶轴靠近进气口的一部分固定连接，叶轴的另一端与变速齿轮箱连接，轴流风机的转轴一端与重力除尘装置固定连接，另一端与变速齿轮箱连接，叶轮与超重力除尘装置的内壳壁面之间设置迷宫式密封装置，驱动装置包括依次连接的电动机、传动轮、传动带，传动带与轴流风机和变速齿轮箱之间的转轴连接。三种进气方向不同的超重力装置均对5μm以上的微细颗粒具有99％的清除效率、成本低。

主权项：1.一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，其特征在于：包括超重力除尘装置、驱动装置，超重力除尘装置包括依次设置的旋转叶轮、变速齿轮箱、轴流风机，含尘气流垂直于旋转叶轮进入，旋转叶轮包括叶轮和叶轴，叶轴的进气口一端与超重力除尘装置固定连接，叶轮沿周向与叶轴靠近进气口的一部分固定连接，叶轴的另一端与变速齿轮箱连接，轴流风机的转轴一端与重力除尘装置固定连接，另一端与变速齿轮箱连接，叶轮与超重力除尘装置的内壳壁面之间设置迷宫式密封装置，驱动装置包括依次连接的电动机、传动轮、传动带，电动机位于超重力除尘装置的外部，电动机通过传动轮、传动带与轴流风机和变速齿轮箱之间的转轴连接；所述迷宫式密封装置内的间隙气流是静止不动的，颗粒是在离心力的作用下甩至除尘器内壁面上，在重力的影响下滑落至灰仓；所述叶轮与轴流风机同向转动，根据风量负荷的不同灵活选择两者转速；所述轴流风机主要为气体流动提供动力，平衡气流经过超重力除尘装置的阻力损失。

全文数据：一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置技术领域[0001]本发明属于超重力除尘技术领域，具体涉及一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置。背景技术[0002]鉴于目前环保局势的严峻性，污染物排放的限制标准越来越小，而我国是世界上最大的化石能源消耗国，大量的不可再生能源如煤、石油和天然气被用于推动社会经济的发展。但是在使用化石能源时不可避免的产生大量的空气污染物，例如被人们公知的烟尘、S02和N0X。如何实现能源的清洁利用与生产是目前众多学者的研究目标。其中烟尘在众多污染物中是最直观可见的，烟尘足够小和轻时可以悬浮在空气中，且微细颗粒具有较大的比表面积和表现出较强的吸附力，可以吸附烟气中的有害物质，人长时间的暴露在这种烟尘环境下就会造成肺部疾病，严重时可以致癌。燃煤发电厂、化工和冶金行业是产生大量烟尘的释放源，很难被清除。发明内容[0003]针对上述现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置。普通的机械式分离装置例如常用的旋风分离器除尘效率不高，造成除尘后烟气带尘，影响后续设备和工艺的运行;高效的静电除尘装置造价较高，但是除尘装置的运行经济性较差，所以提出一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，能够有效的分离细颗粒物和风，明显降低出风中夹带细尘的现象。[0004]为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：[0005]一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，包括超重力除尘装置、驱动装置，超重力除尘装置包括依次设置的旋转叶轮、变速齿轮箱、轴流风机，含尘气流垂直于旋转叶轮进入，旋转叶轮包括叶轮和叶轴，叶轴的进气口一端与超重力除尘装置固定连接，叶轮沿周向与叶轴靠近进气口的一部分固定连接，叶轴的另一端与变速齿轮箱连接，轴流风机的转轴一端与重力除尘装置固定连接，另一端与变速齿轮箱连接，叶轮与超重力除尘装置的内壳壁面之间设置迷宫式密封装置，驱动装置包括依次连接的电动机、传动轮、传动带，电动机位于超重力除尘装置的外部，电动机通过传动轮、传动带与轴流风机和变速齿轮箱之间的转轴连接。[0006]本申请相比于现有技术中的分离装置提高了微细颗粒的去除效率，充分利用了旋转叶轮的重力离心原理，并充分的结合了迷宫式密封装置的作用。在含尘气流通过超重力除尘装置中叶轮时，受到高速旋转叶轮的影响，装置内的流场发生改变，颗粒将受到强大离心力的影响迫使颗粒与轴向气流发生分离，颗粒被经过超重力除尘器开口、叶片区域最后到分离器内壳壁面上，迷宫式密封装置内的间隙气流是静止不动的，风夹带颗粒进入迷宫式密封装置内的间隙，风由动到静置，颗粒是在离心力的作用下甩至除尘器内壁面上，在重力的影响下滑落至灰仓。旋转叶轮叶轴和齿轮变速箱连接，轴流风机与变速齿轮箱连接，叶轮与轴流风机同向转动，根据风量负荷的不同灵活选择两者转速。所述轴流风机主要为气体流动提供动力，平衡气流经过超重力除尘装置的阻力损失。[0007]优选的，所述超重力脱除气体中的细颗粒物的装置还包括灰料收集装置，所述灰料收集装置为灰斗，所述灰斗位于超重力除尘装置的外侧、叶轮的下方。[0008]含尘气流横向进入超重力除尘装置，固体颗粒在内部流场和重力的影响下流入到灰仓中，从而达到气固分离的效果。洁净气流则轴向穿过超重力除尘装置。[0009]优选的，所述超重力除尘装置竖向放置，所述超重力除尘装置的底部设置进气道，含尘气流由进气道的底部进入，旋转叶轮的底部固定连接进气道，叶轮与超重力装置的内壳壁面向斜下方延伸形成斜型收集槽，灰料收集装置位于进气道的一侧与超重力除尘装置通过斜型收集槽连接。[0010]进一步优选的，斜型收集槽内部设置倾斜挡板。含尘气流从底部进入超重力除尘装置，从超重力除尘装置的上部排出洁净气流，当颗粒到达倾斜挡板时，滑落到排灰口处从而达到气固分离的效果。[0012]一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，包括超重力除尘装置、外分离装置，所述超重力除尘装置的下部分位于外分离装置的内部，所述超重力除尘装置包括旋转叶轮，旋转叶轮包括叶轮和叶轴，叶轴的进气口一端与超重力除尘装置固定连接，叶轮沿周向与叶轴靠近进气口的一部分固定连接，叶轴的另一端位于超重力除尘装置的外侧，叶轮与超重力除尘装置的内壳壁面之间设置迷宫式密封装置，含尘气流的入口位于外分离装置的上部，含尘气流的出口位于超重力装置的上部。[0013]优选的，所述超重力脱除气体中的细颗粒物的装置还包括灰料收集装置，所述灰料收集装置位于外分离装置的下方，与外分离装置通过锥形斗连接。[0014]优选的，所述超重力脱除气体中的细颗粒物的装置还包括驱动装置，所述驱动装置包括依次连接的电动机、传动轮、传动带，超重力除尘装置外部的叶轴与传送带连接。[0015]气体轴向进入外分离装置，内部流场产生向下的旋转涡流，此时固体颗粒物在离心力的作用下紧贴外分离内壁面运动，在内部流场和重力的影响下固体颗粒会沿着内壁面流至锥形斗，进而被收集进灰仓中；相比于传统的旋风分离器内部是典型的“兰金组合涡”的流场，即旋流器内部是由两个旋转涡组合而成，较小的颗粒会被内漩涡夹带进入排气管进而离开分离器，导致除尘效率降低。在本申请中未分离的含尘气流进入超重力除尘装置，叶轮内，在叶轮的叶片的作用下，微细颗粒被巨大的离心力甩至超重力装置内壁面，在重力作用下细颗粒重新流回外分离装置，使含尘气流达到二次分离的目的。[0016]优选的，所述叶片为直叶片，所述直叶片的长边与气流方向相同，叶片的数量为18-40片。[0017]叶片的长边与气流方向相同，可以提供与气流方向相同的风。[0018]进一步优选的，所述直叶片由合金钢材制成，厚度为2-4mm。[0019]优选的，叶轴的端部与超重力除尘装置通过轴承架连接，所述轴承架由内圈、外圈及内圈和外圈之间的连接架，所述内圈的直径与叶轴的直径相同。[0020]进一步优选的，所述轴承架的连接架的数量为3-5个。[0021]轴承架起到支撑作用，固定叶轴。[0022]优选的，所述叶轮的旋转速度控制在500〜3000rmin。[0023]上述超重力除尘装置在车间、矿场烟尘散放源和管道中的含尘烟气处理中的应用。[0024]本发明的有益效果：[0025]丨）本申请的超重力脱除气体中的细颗粒物的装置分为三个进气方向，每种进气方向的装置均对含尘气流中的5wn以上的微细颗粒能实现99%的清除效率；[0026]2本申请的超重力装置利用旋转叶轮的轴向离心动力，使含尘气流的颗粒形成纵向的旋转的运动，最终运动到超重力装置的内壁面，同时含尘气流的气体，沿着旋转叶轮的轴向流出超重力装置，具有良好的分离颗粒和气流的作用，同时在轴流风机的带动下，能够为气流的轴向流动提供动力，使轴向的气流流出旋转叶轮；[0027]3旋转叶轮与超重力除尘装置内壳壁面之间有迷宫式密封装置，防止气流流进叶轮与内壳壁面的缝隙中使除尘气流发生短路，能够使颗粒汇集并流入灰仓的作用。[0028]4气体轴向进入超重力除尘装置，在外分离装置经过旋转流动的作用进行了一次分离，在旋转叶片的作用下，微细颗粒被巨大的离心力甩至超重力装置内壁面，在重力作用下细颗粒重新流回外分离装置内，使含尘气流达到二次分离的目的。附图说明[0029]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。[0030]图1为本发明的卧式超重力除尘装置；[0031]图2为本发明的立式超重力除尘装置；[0032]图3为本发明的逆返式超重力除尘装置；[0033]图4为本发明的叶轮部分的结构；[0034]图5为本发明的轴承架的结构。[0035]其中，[0036]1、迷宫式密封装置，2、叶轴，3、轴承架，4、叶轮，5、灰仓，6、变速齿轮箱，7、轴流风机，8、电动机，9、传动轮，10、传动带，11、烟道，I2、斜型收集槽，13、锥形斗，14、外分离装置，15、外圈，16、内圈，17、连接架。具体实施方式[0037]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。[0038]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和或它们的组合。[0039]下面结合实施例对本发明进一步说明[0040]实施例1[0041]如图1所示，一种卧式超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，含尘气流水平直接进入超重力除尘装置。[0042]一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，包括超重力除尘装置、驱动装置，超重力除尘装置包括依次设置的旋转叶轮、变速齿轮箱6、轴流风机7,含尘气流垂直于旋转叶轮进入，旋转叶轮包括叶轴2和叶轮4,叶轴2的进气口一端与超重力除尘装置固定连接，叶轮4沿周向与叶轴2靠近进气口的一部分固定连接，叶轴2的另一端与变速齿轮箱6连接，轴流风机7的转轴一端与重力除尘装置固定连接，另一端与变速齿轮箱连接6,叶轮4与超重力除尘装置的内壳壁面之间设置迷宫式密封装置丨，驱动装置包括依次连接的电动机8、传动轮9、传动带10,电动机8位于超重力除尘装置的外部，电动机8通过传动轮9、传动带1〇与轴流风机7和变速齿轮箱6之间的转轴连接。[0043]所述超重力脱除气体中的细颗粒物的装置还包括灰料收集装置，所述灰料收集装置为灰仓5,所述灰仓5位于超重力除尘装置的外侧、叶轮4的下方。[0044]所述叶轮4的旋转速度控制在5〇〇〜3000rmin。[0045]所述叶片为直叶片，所述直叶片的长边与气流方向相同，叶片的数量为18-40片。[0046]所述直叶片由合金钢材制成，厚度为2-4mm。[0047]叶轴2的端部与超重力除尘装置通过轴承架3连接。[0048]实施例2[0049]如图2所示，一种立式超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，含尘气流由下方进入超重力除尘装置。[0050]一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，包括超重力除尘装置、驱动装置，超重力除尘装置包括依次设置的旋转叶轮、变速齿轮箱6、轴流风机7，，含尘气流垂直于旋转叶轮进入，旋转叶轮包括叶轴2和叶轮4,叶轴2的进气口一端与超重力除尘装置固定连接，叶轮4沿周向与叶轴2靠近进气口的一部分固定连接，叶轴2的另一端与变速齿轮箱6连接，轴流风机7的转轴一端与重力除尘装置固定连接，另一端与变速齿轮箱连接6，叶轮4与超重力除尘装置的内壳壁面之间设置迷宫式密封装置1，驱动装置包括依次连接的电动机8、传动轮9、传动带10,电动机8位于超重力除尘装置的外部，电动机8通过传动轮9、传动带与轴流风机7和变速齿轮箱6之间的转轴连接。[0051]所述超重力除尘装置竖向放置，所述超重力除尘装置的底部设置进气道11，含尘气流由进气道11的底部进入，叶轮4的底部固定连接进气道11，叶轮4与超重力装置的内壳壁面向斜下方延伸形成斜型收集槽12,灰料收集装置位于进气道11的一侧与超重力除尘装置通过斜型收集槽12连接。[0052]所述叶片为直叶片，所述直叶片的长边与气流方向相同，叶片的数量为18-40片。[0053]所述直叶片由合金钢材制成，厚度为2-4mm。[0054]叶轴2的端部与超重力除尘装置通过轴承架3连接。[0055]所述叶轮4的旋转速度控制在500〜3000rmin。[0056]实施例3[0057]如图3所示，一种逆返式超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，含尘气流由一侧切向进入进行除尘。[0058]—种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，包括超重力除尘装置、外分离装置14，所述超重力除尘装置的下部分，位于外分离装置14的内部，所述超重力除尘装置包括旋转叶轮，叶轴2的两端与超重力除尘装置的两端固定连接，旋转叶轮包括叶轮4和叶轴2,叶轮沿周向与叶轴的一部分固定连接，叶轴2的另一端位于超重力除尘装置的外侧，叶轮4与超重力除尘装置的内壳壁面之间设置迷宫式密封装置1，含尘气流的入口位于外分离装置14的上部，含尘气流的出口位于超重力装置的上部。[0059]所述超重力脱除气体中的细颗粒物的装置还包括灰料收集装置，灰料收集装置位于外分离装置14的下方，与外分离装置14通过锥形斗13连接。[0060]所述超重力脱除气体中的细颗粒物的装置还包括驱动装置，所述驱动装置包括依次连接的电动机8、传动轮9、传动带10,超重力除尘装置外部的叶轴2与传送带10连接。[0061]所述叶片11为直叶片，所述直叶片的长边与气流方向相同，叶片的数量为18-40片。[0062]所述直叶片由合金钢材制成，厚度为2-4mm。[0063]叶轴2的端部与超重力除尘装置通过轴承架3连接。[0064]所述叶轮4的旋转速度控制在500〜3000rmin。[0065]如图4所示为叶轮部分的结构示意图，迷宫式密封装置1位于叶轮4的外侧与叶轮4固定连接，叶轴2为带动叶片转动的装置。[0066]如图5所示为轴承架的结构示意图，轴承架的内圈16固定在叶轴2上，含尘气流由轴承架3镂空部分进入，叶轴2的端部与超重力除尘装置通过轴承架3连接，所述轴承架3由内圈16、外圈15及内圈16和外圈15之间的连接架17,所述内圈16的直径与叶轴2的直径相同。[0067]以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

权利要求：1.一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，其特征在于：一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，包括超重力除尘装置、驱动装置，超重力除尘装置包括依次设置的旋转叶轮、变速齿轮箱、轴流风机，含尘气流垂直于旋转叶轮进入，旋转叶轮包括叶轮和叶轴，叶轴的进气口一端与超重力除尘装置固定连接，叶轮沿周向与叶轴靠近进气口的一部分固定连接，叶轴的另一端与变速齿轮箱连接，轴流风机的转轴一端与重力除尘装置固定连接，另一端与变速齿轮箱连接，叶轮与超重力除尘装置的内壳壁面之间设置迷宫式密封装置，驱动装置包括依次连接的电动机、传动轮、传动带，电动机位于超重力除尘装置的外部，电动机通过传动轮、传动带与轴流风机和变速齿轮箱之间的转轴连接。2.根据权利要求1所述的超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，其特征在于:所述超重力脱除气体中的细颗粒物的装置还包括灰料收集装置，所述灰料收集装置为灰斗，所述灰斗位于超重力除尘装置的外侧、叶轮的下方。3.根据权利要求1所述的超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，其特征在于:所述超重力除尘装置竖向放置，所述超重力除尘装置的底部设置进气道，含尘气流由进气道的底部进入，旋转叶轮的底部固定连接进气道，叶轮与超重力装置的内壳壁面向斜下方延伸形成斜型收集槽，灰料收集装置位于进气道的一侧与超重力除尘装置通过斜型收集槽连接。4.根据权利要求3所述的超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，其特征在于:斜型收集槽内部设置倾斜挡板。5.—种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置,包括超重力除尘装置、外分离装置，所述超重力除尘装置的下部分位于外分离装置的内部，所述超重力除尘装置包括旋转叶轮，旋转叶轮包括叶轮和叶轴，叶轴的进气口一端与超重力除尘装置固定连接，叶轮沿周向与叶轴靠近进气口的一部分固定连接，叶轴的另一端位于超重力除尘装置的外侧，叶轮与超重力除尘装置的内壳壁面之间设置迷宫式密封装置，含尘气流的入口位于外分离装置的上部，含尘气流的出口位于超重力装置的上部。6.根据权利要求5所述的超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，其特征在于:所述超重力脱除气体中的细颗粒物的装置还包括灰料收集装置，所述灰料收集装置位于外分离装置的下方，与外分离装置通过锥形斗连接。7.根据权利要求5所述的超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，其特征在于:所述超重力脱除气体中的细颗粒物的装置还包括驱动装置，所述驱动装置包括依次连接的电动机、传动轮、传动带，超重力除尘装置外部的叶轴与传送带连接。8.根据权利要求1-7任一所述的超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，其特征在于:所述叶片为直叶片，所述直叶片的长边与气流方向相同，叶片的数量为18-40片；优选的，所述直叶片由合金钢材制成，厚度为2-4mm。9.根据权利要求1-7任一所述的超重力脱除气体中的细颗粒物的装置，其特征在于:叶轴的端部与超重力除尘装置通过轴承架连接，所述轴承架由内圈、外圈及内圈和外圈之间的连接架，所述内圈的直径与叶轴的直径相同；优选的，所述旋转叶轮的旋转速度控制在500〜3000rmin。10.权利要求1-9任一项所述的超重力装置在车间、矿场烟尘散放源和管道中的含尘烟气处理中的应用。

百度查询： 山东大学 一种超重力脱除气体中的细颗粒物的装置

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