本發(fā)明涉及工業(yè)除塵，尤其涉及一種旋風(fēng)除塵與布袋除塵相耦合除塵的方法。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)廢氣處理過程中，除塵是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。旋風(fēng)除塵與布袋除塵（又稱袋式除塵）是較為常用的除塵方式，旋風(fēng)除塵利用離心力分離較大粉塵顆粒，通常用作初步除塵設(shè)備，布袋除塵利用濾袋攔截細(xì)小粉塵顆粒，通常作為精細(xì)除塵設(shè)備。然而，它們通常是單獨(dú)實(shí)現(xiàn)除塵目的。

2、現(xiàn)有旋風(fēng)除塵設(shè)備，一般包括旋風(fēng)筒、旋風(fēng)頂蓋、旋風(fēng)出口接管、旋風(fēng)落灰接管等部件組成，其中，旋風(fēng)筒的上部為圓筒體且下部為錐筒體。旋風(fēng)除塵器的除塵過程為：含塵氣流從旋風(fēng)筒的切向進(jìn)氣口沿切線方向進(jìn)入旋風(fēng)筒，使含塵氣流在旋風(fēng)筒內(nèi)形成沿旋風(fēng)筒內(nèi)壁面作螺旋向下運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)氣流（即：外旋流），粉塵顆粒因離心力作用被甩向旋風(fēng)筒內(nèi)壁面，被甩至內(nèi)壁面的粉塵顆粒與旋風(fēng)筒內(nèi)壁面碰撞后失去動能，沿旋風(fēng)筒內(nèi)壁面滑落至旋風(fēng)筒底部，最終從底部的旋風(fēng)落灰接管排出，旋轉(zhuǎn)下降的氣流到達(dá)錐筒體底部后，沿軸心部位轉(zhuǎn)而向上，形成內(nèi)旋流，經(jīng)旋風(fēng)筒頂部的旋風(fēng)出口接管排出，從而實(shí)現(xiàn)粉塵顆粒與氣體的分離，完成除塵過程。

3、目前存在的問題是：

4、（1）設(shè)備分立，系統(tǒng)龐大：旋風(fēng)除塵與布袋除塵通常作為獨(dú)立的設(shè)備串聯(lián)布置。這種分體式設(shè)計不僅導(dǎo)致整個除塵系統(tǒng)占地面積大、管道連接復(fù)雜、總體設(shè)備龐大，而且氣流在獨(dú)立的設(shè)備間輸送需要較長的連接管道，產(chǎn)生顯著的沿程阻力損失，能耗大，運(yùn)行成本高。

5、（2）在旋風(fēng)除塵設(shè)備進(jìn)行旋風(fēng)除塵的過程中，粉塵顆粒因離心力被甩向旋風(fēng)筒內(nèi)壁面后，除了沿內(nèi)壁面滑落至旋風(fēng)筒底部并排出的情況，還會發(fā)生掛壁及反彈情況，

6、其中，掛壁指的是易粘的粉塵顆粒與旋風(fēng)筒壁撞擊后直接粘附在旋風(fēng)筒壁面上，掛壁嚴(yán)重時會引起旋風(fēng)筒內(nèi)部積灰，從而影響旋風(fēng)筒除塵效率；

7、其中，反彈指的是：由于旋風(fēng)筒壁對氣流中顆粒具有反彈作用，一部分粉塵顆粒在與旋風(fēng)筒壁碰撞后，會經(jīng)反彈重新進(jìn)入遠(yuǎn)離旋風(fēng)筒壁的內(nèi)旋流，并隨內(nèi)旋流從旋風(fēng)出口接管排出，使得這部分顆粒無法被及時分離出來，降低了旋風(fēng)除塵效率，影響了除塵效果，而且這部分經(jīng)反彈重新進(jìn)入內(nèi)旋流并隨內(nèi)旋流從旋風(fēng)出口接管排出的粉塵顆粒，會增加從旋風(fēng)出口接管排出氣流的顆粒濃度，又由于從旋風(fēng)出口接管所排出氣流具有較高的速度及溫度，使得當(dāng)旋風(fēng)出口接管排出的高顆粒濃度、高速且高溫的氣流排入后道作為精細(xì)除塵的袋式除塵器中后，袋式除塵器中的濾袋受到高顆粒濃度、高速且高溫的氣流沖刷后極易損壞，從而影響袋式除塵器的使用壽命及除塵效率。

8、（3）對于現(xiàn)有布袋除塵設(shè)備，由于其內(nèi)部氣流速度較低，通常在2～5m/min，根據(jù)布袋除塵設(shè)備處理氣體流量的計算公式q?=?v×a×60?，其中q代表處理氣體流量，v是過濾風(fēng)速，a為過濾面積；在相同處理氣量的情況下，由于氣流速度慢，為了滿足處理需求，布袋除塵設(shè)備需要具備較大的體積，這不僅導(dǎo)致其占地面積大，而且設(shè)備投資成本高，限制了布袋除塵技術(shù)在一些場地受限或成本敏感項(xiàng)目中的應(yīng)用。

9、（4）布袋除塵的工作性能受含塵氣流溫度影響較大。高溫氣流如果直接進(jìn)入布袋除塵設(shè)備，會超出濾袋所能承受的工作溫度范圍，導(dǎo)致濾袋損壞，影響除塵設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，在使用布袋除塵時，往往需要對高溫氣流進(jìn)行降溫處理，才能適應(yīng)布袋除塵的工作溫度。這無疑又增加了設(shè)備的復(fù)雜性和運(yùn)行成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種能提高旋風(fēng)除塵效率且有利于延長布袋除塵空間中濾袋使用壽命的旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，包括以下步驟：

3、s1：含塵氣流沿切線方向進(jìn)入旋風(fēng)筒，使含塵氣流在旋風(fēng)筒內(nèi)形成沿旋風(fēng)筒內(nèi)壁面作螺旋向下運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)氣流；

4、s2：在旋轉(zhuǎn)氣流利用離心力進(jìn)行旋風(fēng)除塵的過程中，將部分旋轉(zhuǎn)氣流通過旋風(fēng)筒筒壁上沿著旋轉(zhuǎn)氣流螺旋運(yùn)動軌跡設(shè)置而形成的具有螺旋線形的螺旋孔分流到布袋除塵空間、并在該布袋除塵空間內(nèi)經(jīng)濾袋過濾后排出，剩余的旋轉(zhuǎn)氣流為主流氣流，該主流氣流全部在旋風(fēng)筒內(nèi)經(jīng)過旋風(fēng)除塵后排出；

5、s3：收集并排出含塵氣流經(jīng)旋風(fēng)除塵及布袋除塵后所分離出的粉塵顆粒。

6、進(jìn)一步地，前述的一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，其中：在步驟s2中，旋風(fēng)筒上用以分流氣流的螺旋孔設(shè)置于旋風(fēng)筒上部的圓筒體筒壁上，所述螺旋孔的圈數(shù)與旋轉(zhuǎn)氣流作螺旋向下運(yùn)動時在旋風(fēng)筒圓筒體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)相一致。

7、進(jìn)一步地，前述的一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，其中：在步驟s2中，旋轉(zhuǎn)氣流分流到布袋除塵空間的流量為旋轉(zhuǎn)氣流總量的15～35%。

8、進(jìn)一步地，前述的一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，其中：在步驟s2中，旋風(fēng)筒內(nèi)經(jīng)過旋風(fēng)除塵的主流氣流全部直接從旋風(fēng)筒頂部的旋風(fēng)出口接管排出至后道除塵設(shè)備；

9、或者：旋風(fēng)筒內(nèi)經(jīng)過旋風(fēng)除塵后的主流氣流全部直接排入分流氣流所流入的布袋除塵空間中、并經(jīng)該布袋除塵空間中的濾袋過濾后直接排至外部環(huán)境或后道除塵設(shè)備。

10、進(jìn)一步地，前述的一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，其中：在步驟s2中，旋風(fēng)筒內(nèi)的氣流冷卻降溫后再排出旋風(fēng)筒。

11、進(jìn)一步地，前述的一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，其中：在步驟s3中，（含塵氣流經(jīng)旋風(fēng)除塵后分離出的粉塵顆粒、以及經(jīng)布袋除塵空間的濾袋過濾出的粉塵顆粒在排出時不共用同一排灰通道，）經(jīng)旋風(fēng)除塵后分離出的粉塵顆粒、以及經(jīng)布袋除塵空間的濾袋過濾出的粉塵顆粒在排出時分別通過獨(dú)立的排灰通道排出。

12、進(jìn)一步地，前述的一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，其中：步驟s1～s3由旋風(fēng)與布袋耦合除塵裝置執(zhí)行，所述旋風(fēng)與布袋耦合除塵裝置的結(jié)構(gòu)包括：包括殼體，在殼體的內(nèi)部設(shè)置有花板，花板將殼體的內(nèi)部分隔成位于上側(cè)的凈氣室與位于下側(cè)的布袋除塵空間，在凈氣室的殼體上設(shè)置有凈氣出口，在花板上安裝有若干伸至布袋除塵空間的濾袋，在布袋除塵空間的底部連接有作為布袋作塵排灰通道的布袋落灰接管，在布袋除塵空間中設(shè)置有旋風(fēng)筒，旋風(fēng)筒的上部為圓筒體且下部為錐筒體，在旋風(fēng)筒的圓筒體頂部連接有旋風(fēng)出口接管，旋風(fēng)出口接管伸出于殼體或直接伸入連通布袋除塵空間，在旋風(fēng)筒的錐筒體底部連接有作為旋風(fēng)除塵排灰通道的旋風(fēng)落灰接管，所述旋風(fēng)落灰接管獨(dú)立于布袋落灰接管并向下伸出于殼體，在旋風(fēng)筒的圓筒體筒壁上設(shè)置有切向進(jìn)氣口，含塵氣流從切向進(jìn)氣口進(jìn)入旋風(fēng)筒后會在旋風(fēng)筒內(nèi)形成沿旋風(fēng)筒內(nèi)壁面作螺旋向下運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)氣流，所述切向進(jìn)氣口連接旋風(fēng)進(jìn)口接管，旋風(fēng)進(jìn)口接管伸出于殼體，在旋風(fēng)筒的筒壁上設(shè)置有沿著旋轉(zhuǎn)氣流螺旋運(yùn)動軌跡設(shè)置而形成的具有螺旋線形的螺旋孔，所述螺旋孔貫通旋風(fēng)筒筒壁厚度，以使旋風(fēng)筒的內(nèi)部空間能通過螺旋孔連通布袋除塵空間。

13、進(jìn)一步地，前述的一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，其中：螺旋孔設(shè)置于旋風(fēng)筒的圓筒體的筒壁上，所述螺旋孔的圈數(shù)與旋轉(zhuǎn)氣流作螺旋向下運(yùn)動時在旋風(fēng)筒圓筒體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)相一致。

14、進(jìn)一步地，前述的一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，其中：布袋除塵空間中的各濾袋圍繞旋風(fēng)筒布置形成至少一圈環(huán)形陣列，所述濾袋的橫截面為圓形或梯形，當(dāng)濾袋的橫截面為梯形時，濾袋呈梯形橫截面的短底邊靠近旋風(fēng)筒且長底邊遠(yuǎn)離旋風(fēng)筒布置。

15、進(jìn)一步地，前述的一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，其中：在旋風(fēng)筒上設(shè)置有對旋風(fēng)筒內(nèi)的氣流進(jìn)行冷卻降溫的換熱裝置。

16、進(jìn)一步地，前述的一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，其中：換熱裝置的結(jié)構(gòu)包括：若干根換熱管，各換熱管沿旋風(fēng)筒周向間隔密排接觸旋風(fēng)筒筒壁，所有換熱管的一端同時連通環(huán)狀的進(jìn)水集箱，在進(jìn)水集箱上連接有伸出于殼體的進(jìn)水管，所述換熱管的另一端同時連通環(huán)狀的出水集箱，在出水集箱上連接有伸出于殼體的出水管。

17、進(jìn)一步地，前述的一種旋風(fēng)與布袋耦合除塵方法，其中：各換熱管與旋風(fēng)筒構(gòu)成內(nèi)壁面呈連續(xù)周向波紋結(jié)構(gòu)的筒狀膜式壁。

18、通過上述技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明的有益效果是：

19、（1）在旋轉(zhuǎn)氣流在旋風(fēng)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)向下進(jìn)行旋風(fēng)除塵的過程中，將部分含粉塵顆粒的旋轉(zhuǎn)氣流通過在旋風(fēng)筒壁開設(shè)的特定螺旋孔直接引導(dǎo)到布袋除塵空間，由于直接引導(dǎo)至布袋除塵空間的粉塵顆粒不會發(fā)生與旋風(fēng)筒內(nèi)壁面的撞擊動作，因而不會發(fā)生掛壁與反彈，從而有效減少粉塵顆粒在旋風(fēng)筒壁的掛壁現(xiàn)象和反彈進(jìn)入內(nèi)旋流的比例，反彈進(jìn)入內(nèi)旋流的粉塵顆粒比例的減少，提高了旋風(fēng)除塵本身的除塵效率，掛壁顆粒的減少，保證了旋風(fēng)筒的運(yùn)行穩(wěn)定性；

20、（2）螺旋孔的特定軌跡設(shè)計，第一是減少顆粒反彈，當(dāng)顆粒沿著螺旋軌跡向旋風(fēng)筒內(nèi)壁面運(yùn)動時，如果撞擊點(diǎn)正好位于螺旋孔，顆粒就能順勢進(jìn)入布袋的布袋除塵空間而不是反彈；第二是保持氣流穩(wěn)定性，非匹配的開孔會破壞旋轉(zhuǎn)流場；第三是提高分流效率，匹配的開孔位置能精準(zhǔn)捕獲高濃度顆粒流；

21、（3）分流設(shè)計大幅降低了從旋風(fēng)筒頂部排出的主流氣流中的粉塵顆粒濃度、流速和溫度（尤其配合換熱裝置降溫時），減輕了布袋除塵空間中袋式精細(xì)除塵的負(fù)荷，避免高速、高溫、高濃度粉塵氣流對布袋除塵空間中濾袋的直接沖刷，顯著延長布袋除塵空間中的濾袋的使用壽命；

22、（4）通過對旋風(fēng)筒出口位置的調(diào)整，可適應(yīng)多種使用工況，當(dāng)旋風(fēng)筒的出口位于殼體外部時，本除塵裝置可以作為單獨(dú)的初步除塵設(shè)備使用，在處理同樣氣量時，相較于傳統(tǒng)的旋風(fēng)除塵器，本除塵裝置的旋風(fēng)除塵效率更好；

23、當(dāng)旋風(fēng)筒的出口位于殼體內(nèi)的布袋除塵空間時，本除塵裝置則為旋風(fēng)與布袋相串聯(lián)的整體除塵結(jié)構(gòu)，可以完成對含塵氣流的精細(xì)除塵；在處理同樣氣量時，相較于傳統(tǒng)的旋風(fēng)除塵器與袋式除塵器通過管路相互串聯(lián)的整體除塵結(jié)構(gòu)，本除塵設(shè)備的結(jié)構(gòu)更緊湊，避免高速、高溫、高濃度粉塵氣流對布袋除塵空間中濾袋的直接沖刷，顯著延長布袋除塵空間中的濾袋的使用壽命，運(yùn)行穩(wěn)定性更高；

24、（5）本發(fā)明將分流量控制在15%～35%?的作用是：在維持旋風(fēng)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流穩(wěn)定性和離心除塵效率的前提下，通過分流適量含塵氣流至布袋除塵空間，顯著抑制粉塵反彈與掛壁現(xiàn)象，同時避免分流過量導(dǎo)致旋風(fēng)段離心力衰減；此外，該范圍確保進(jìn)入布袋除塵空間的氣流溫度、濃度及流速處于可控區(qū)間，既保護(hù)濾袋安全又優(yōu)化設(shè)備緊湊性，最終實(shí)現(xiàn)兩級除塵的高效協(xié)同與系統(tǒng)能耗最小化；

25、（6）通過在旋風(fēng)筒設(shè)置換熱裝置，在氣流進(jìn)入本裝置的布袋除塵空間及后道作為精細(xì)除塵的袋式除塵器前對其進(jìn)行有效冷卻降溫，確保進(jìn)入布袋除塵空間及后道作為精細(xì)除塵的袋式除塵器的氣流溫度在普通濾袋的耐受范圍內(nèi)，防止高溫?fù)p壞濾袋，保障各布袋除塵的穩(wěn)定運(yùn)行，這樣使各布袋除塵中的濾袋可以使用普通濾袋，降低了企業(yè)使用成本；（7）通過設(shè)置獨(dú)立的旋風(fēng)落灰接管和布袋落灰接管，實(shí)現(xiàn)旋風(fēng)分離粉塵與布袋過濾粉塵的分類、獨(dú)立排放，便于粉塵處理和回收，避免交叉污染。