[发明专利]组合旋转气固分离与排气一体机

说明书

技术领域

本发明涉及气固分离技术领域，具体涉及一种组合离心风机的强力旋转，提高气体中固体超细颗粒（粒径≤10μm）的分离效率，同时，又将气固分离和气体输送两大功能用一台设备完成，降低设备成本的组合旋转气固分离与排气一体机。

背景技术

含尘气体的气固分离是火电、钢铁和有色金属冶炼、水泥、石油、矿山、化工、医药、粮食加工等行业的主要工艺流程。

目前，在用的气固分离设备有多种多样，根据分离过程中，有无液体参与来分类，可分两类，一类是干法除尘，一类是湿法除尘。湿法除尘器对细颗粒的分离效率高，但带来水污染和资源浪费，因为多数粉尘收集后是可利用的原料，浸水后就失去了应用价值，既是对水不敏感的材料，要回收还要干燥，增加能耗。在寒冷地区的冬天，还要对除尘系统进行加热和保温，增加耗能。如果含尘气体的温度较高时，湿法除尘中水的消耗会随着温度的增高而增加。所以，大多场合尽量不用湿法除尘。其干法除尘是最常用的除尘方式。干法除尘设备主要有旋风分离器（或称旋风除尘器）、静电除尘器、袋式除尘器和各类惯性除尘器。

其中旋风分离器的基本原理是含尘气流沿切线进入筒体做螺旋形旋转运动，在离心力作用下将粉尘颗粒分离。如图1所示。因其结构简单，运行可靠，一百多年以来，在工业中应用最广泛。旋风分离器的缺点是对细小颗粒的分离效率很低。当含尘气体中的固体颗粒粒径≥50μm时，旋风分离器的分离效率可达94%，但当含尘气体中固体颗粒粒径为5μm时，分离效率仅27%，当粒径为1μm时，分离效率仅为8%。当含尘气体中的固体颗粒粒径≤10μm时，必须采用袋式除尘器或静电除尘器。另外旋风除尘器进口气流速度波动时，对分离效率影响较大。

袋式除尘器的基本原理是用纤维性滤袋捕集粉尘。袋式除尘器的分离效率高，既是气体中的固体颗粒粒径为1μm ，袋式除尘器的分离效率也高达99%^［1］，它是目前干式除尘器中分离效率最高的除尘器。但袋式除尘器的平均过滤速度为1～1.2m/min(0.017～0.02m/s)，所以当含尘气体的流量大时，纤维的过滤面很大，致使设备庞大，投资高，且只能适用于气体温度≤250℃的场合^［2］，在允许温度范围内，高于80℃时，温度越高，滤袋材料的价格越高。除袋式除尘器造价高外，运行费用也较高，因滤袋磨损和尘粒结垢堵塞，需经常更换滤袋。目前，我国废旧布袋的堆积量也非常之大，又造成固体的二次污染。

静电除尘器的基本原理是在高压电场作用下，使含尘气流中的颗粒粒子荷电，并被吸引、捕集。静电除尘器的分离效率高，对于粒径为5μm的分离效率为99%^［1］，对粒径为1μm的分离效率为86%^［1］。在静电除尘器中含尘气体的平均流动速度为0.4～1.8m/s^［1］，所以过流面积也较大。因为有高压电系统，其结构更复杂，静电除尘器的一次性投资费用和运行维护费用也较高。

能否研究出一种造价低，运行费用低的除尘器代替或部分代替袋式除尘器和静电除尘器，这是目前气固分离研究者的追求目标。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种提高和稳定超细颗粒的分离效率，降低分离能耗，减少设备投资和占地面积的组合旋转气固分离与排气一体机。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

组合旋转气固分离与排气一体机（以下简称一体机），由转子系统和定子系统构成，转子系统在定子系统内转动，所述的转子系统包括旋转轴和安装在其上的组合叶轮，叶轮包括有轮盘，和沿轮盘圆周分布的径向叶片，轮盘边缘还设有与轮盘面垂直的轴向叶片，轴向叶片围成的空间中部设置有圆锥筒，所述的定子系统为密封的筒状结构，从上至下依次为盖板，分离圆筒，扩散锥筒，灰斗，在定子系统中间设有中心出气管，在扩散锥筒内设有反射屏。

在上述方案中，所述的定子系统由轴承箱、含尘气体进口、旋转密封组件、分离圆筒、扩散锥筒、反射屏、灰斗、中心出气管、净化气体出口、粉尘排出口等部件构成。