本實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)：

燃煤電廠對水資源消耗量非常大。對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，不斷進行節(jié)能節(jié)水能力挖潛?，F(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，運行穩(wěn)定，在國內(nèi)煙氣治理中被廣泛采用，但這種方法會消耗大量的水，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，這種降雨會對周邊建筑和設(shè)備造成腐蝕，同時也造成了大量水資源的浪費。

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，利用布置的多個導(dǎo)流葉片，改變煙氣流動的方向，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)的液滴與運動的煙氣仍然處于同一空間內(nèi)，煙氣會對凝結(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)利用多個葉片進行煙氣方向改變，也使得設(shè)備較為復(fù)雜，故障率相對較高，不利于設(shè)備的穩(wěn)定運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為解決目前對煙氣中水分回收時無法實現(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。

本實用新型的另一個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。

本實用新型的再一個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。

為實現(xiàn)上述目的，本實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，實現(xiàn)與煙氣的氣液分離。

在使用時，通常與前級的流體機械(如泵或者風機)等相配合使用，筒內(nèi)近壁面壓力始終超過筒外壓力，壓力來源于前級系統(tǒng)的流體機械，風力吹動，形成動壓，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；而氣流因為密度小，慣性小，始終保持螺旋上升過程，從而實現(xiàn)氣液分離。

由于煙氣是以旋風的方式進入氣液分離筒，液滴在離心力作用下會被甩到筒的內(nèi)壁上，由于開口的存在，液滴會在煙氣風力以及筒體內(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，這樣就不會再對凝結(jié)的液滴進行二次夾帶，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)計成任意形狀，比如孔就可以進一步設(shè)計為圓孔、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，就此點而言均是在本實用新型的啟迪下可輕易實現(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，本實用新型給出了條縫的優(yōu)選設(shè)計尺寸，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，本實用新型給出了格柵的優(yōu)選設(shè)計尺寸，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，本實用新型給出了孔的優(yōu)選設(shè)計尺寸，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為一體，煙氣導(dǎo)流裝置內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流葉片，將煙氣變?yōu)樾L后送入氣液分離筒。

本實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行氣液分離，從而實現(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做成一體，但這種變化仍為在本實用新型啟示下可輕易聯(lián)想的。

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

本實用新型為進一步約束煙氣，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，減少了對凝結(jié)水的影響。

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

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

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；而氣流因為密度小，慣性小，始終保持螺旋上升過程，從而實現(xiàn)氣液分離。

所述煙氣導(dǎo)流裝置下部還設(shè)有支撐平臺。

為保證整個煙氣脫水裝置的穩(wěn)固，還可設(shè)計一個支撐平臺以支撐住整個脫水裝置。

所述支撐平臺為格柵式，優(yōu)選為井字形格柵。

支撐平臺的設(shè)計應(yīng)以不干擾煙氣流動為原則，因此本實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)有至少一個引水口，將收集的液體排出。

本實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)造性勞動即能想到。

該氣液分離系統(tǒng)因為下部設(shè)計了螺旋齒片或葉片，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；而氣流因為密度小，慣性小，始終保持螺旋上升過程，從而實現(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筒或格柵筒進行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改進的，都屬于在本實用新型的工作原理上進一步根據(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，在本裝置前端設(shè)置相應(yīng)的流體機械或動力源(如風機、泵等設(shè)備)，都屬于在本實用新型的工作原理上進一步進行的簡單改進，無需付出任何創(chuàng)造性勞動即能想到。

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)的流體機械(泵或者風機)，風力在吹動，說的是動壓，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，本實用新型的方案的效率提高30％以上。

同理，本實用新型也可應(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，對油進行回收。根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境，對于氣液分離筒或格柵片、導(dǎo)流裝置進行適用于氣油分離的改進，都屬于在本實用新型的工作原理上進一步根據(jù)需要進行的隨意組合與改變，無需付出任何創(chuàng)造性勞動即能想到。

綜上所述，本實用新型的有益效果為：

氣液分離筒的設(shè)計，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，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高了設(shè)備運行穩(wěn)定性。

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

附圖說明

圖1為本實用新型的側(cè)面視圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為支撐平臺的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明。

實施例1：

圖1中，氣液分離筒3包括一個筒體，在筒體上垂直(也可改為傾斜)的設(shè)有多個條縫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，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，最后以旋風的形式進入氣液分離筒3，通過對螺旋齒片6的尺寸設(shè)計，保證風量和風速能產(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支撐平臺9，該支撐平臺9安裝在煙道1中，支撐整個脫水裝置，為保證煙氣的順利通過，支撐平臺9被設(shè)計成格柵形式，最優(yōu)選的為井字型格柵。

實施例3：

圖1-3中，整個氣液分離系統(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)有至少一個引水口5，將收集的液體從煙道1中引出，以便后續(xù)進一步處理。

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；而氣流因為密度小，慣性小，始終保持螺旋上升過程，從而實現(xiàn)氣油分離。對收集的油進行收集以進行后續(xù)加工處理。

根據(jù)氣油分離的應(yīng)用領(lǐng)域與環(huán)境，對于氣液分離筒或格柵片、導(dǎo)流裝置進行適用于氣油分離的改進，都屬于在本實用新型的工作原理上進一步根據(jù)需要進行的隨意組合與改變，無需付出任何創(chuàng)造性勞動即能想到。