用于纖維床除霧器的纖維床組合件的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是原案申請日為2010年9月2日、申請號為201080050697. 3 (PCT/ US2010/047720)、發明名稱為《用于纖維床除霧器的纖維床組合件》的發明專利申請的分案 申請。
技術領域
[0002] 本發明通常涉及顆粒(液體和/或固體）與氣體流的分離。更具體地講，本發明涉 及用于纖維床除霧器的纖維床組合件。
【背景技術】
[0003] 纖維床除霧器已廣泛應用于從多種工業過程所排出的氣體流中除去液體顆粒和 可溶及不可溶固體顆粒（即氣溶膠)的懸浮物。為方便起見，如本文和權利要求中所用，術語 "氣溶膠"總括地意指液體和/或固體顆粒的氣態懸浮物，所述固體顆粒可溶于或不可溶于 所夾帶的液體中。一些更常見的應用包括在酸的制造過程中除去酸霧諸如硫酸酸霧；在聚 氯乙烯地板或壁面涂料的制造過程中除去增塑劑霧；以及從硝酸銨造粒塔的排出物中除去 可溶于水的固體氣溶膠。在這些各種應用中，纖維床除霧器可獲得99%或更大的分離效率。
[0004] 纖維床除霧器通常包括安裝在合適容器中的一個或多個基本上豎直的圓柱形纖 維床元件。常規纖維床元件包括與網篩或類似支撐結構接觸的收集性纖維床。纖維床被設 計成收集液體霧和夾帶在移動氣體流中的可溶固體顆粒且通過所述床結構將它們排流。更 具體地講，在纖維床除霧器的操作期間，以水平運動分量使包含氣溶膠的氣體流透入并穿 過纖維床元件的纖維床。纖維床中的纖維通過嵌塞、攔截和/或布朗擴散機制來捕集氣體 中的氣溶膠。所捕集的液體顆粒聚結在纖維上而在纖維床中形成液體小滴。由于重力向下 拉拽所捕集的液體，因此移動的氣體迫使這些小滴朝纖維床的下游面移動。
[0005] 由纖維床收集的液體和/或可溶固體通過纖維床和/或在其下游表面上向纖維床 的底部排流。收集的材料從那里被排流，如通過液體排流管(有時候稱作"密封腿")來排流， 所述排流管具有被接納在合適的密封腿杯或容器中的下端，所述杯或容器填充有液體以防 止氣體通過排流管逸出。美國專利4, 053, 290、4, 086, 070、6, 106, 592和7, 416, 576公開了 該類型的密封腿排流排列。
[0006] 盡管已證明密封腿排流的操作通常是令人滿意的，但該類型的排流具有基本上增 加纖維床組合件的總體長度的缺點。（密封腿常常為二至三英尺長。）此外，在所述過程中， 還必須在操作之前或在所述密封因壓力釘而失效之后填充密封腿杯。此外，如果安裝得不 當，則螺紋連接到除霧器底板中的密封腿還可能會松動，這可能導致密封失效并導致氣體 從收集介質旁繞過。因此，需要一種消除了這些缺點的纖維組合件。
【發明內容】
[0007] 本發明涉及用于順流纖維床除霧器的纖維床組合件，所述除霧器用來從移動的氣 體流中除去氣溶膠。在一個實施方案中，纖維床組合件包括纖維床支撐件，所述支撐件具有 上端、下端和大致圓柱形的壁，所述壁在上端和下端之間延伸從而限定在所述壁外的外部 上游空間和在所述壁內的內部下游空間。在所述壁中具有開口以允許氣體流通常自由地通 過所述壁從外部上游空間移動到內部下游空間。纖維床由纖維床支撐件來支撐且通常阻擋 壁開口以便氣體流穿過纖維床從外部上游空間移動到內部下游空間。纖維床包括收集性纖 維介質且具有頂端邊際、底端邊際、上游表面和下游表面。鄰近纖維床支撐件的下端的基座 阻擋氣體流向下移動穿過內部下游空間的下端。鄰近纖維床支撐件的上端提供了開口以使 氣體流從內部下游空間中排出。在上游氣體不能透過的遮蔽物在纖維床的底端邊際處與纖 維床的下游表面間隔開。遮蔽物具有上端和下端且被構造成阻擋氣體流流到纖維床的至少 一部分中以在纖維床中提供氣體屏蔽的排流區域，所述排流區域在氣體不能透過的遮蔽物 和纖維床的下游表面之間以從纖維床中排流氣溶膠。
[0008] 在另一個實施方案中，纖維床組合件包括纖維床支撐件，所述支撐件具有上端、下 端和大致圓柱形的壁，所述壁在上端和下端之間延伸從而限定在所述壁外的外部上游空間 和在所述壁內的內部下游空間。在所述壁中具有開口以允許氣體流通常自由地通過所述壁 從外部上游空間移動到內部下游空間。纖維床由纖維床支撐件來支撐且通常阻擋壁開口以 便氣體流穿過纖維床從外部上游空間移動到內部下游空間。纖維床包括收集性纖維介質且 具有頂部、底部、上游表面和下游表面。鄰近纖維床支撐件的下端的基座阻擋氣體流向下移 動穿過內部下游空間的下端。鄰近纖維床支撐件的上端提供了開口以使氣體流從內部下游 空間中排出。基座包括頂壁、側壁和凸緣，所述頂壁用于阻擋氣體流向下流到內部下游空 間，所述側壁從頂壁向下突出且與纖維床的下游表面的一部分呈大體上相對的關系以便阻 擋氣體流通過所述下游表面部分從纖維床流到到下游空間中，所述凸緣在纖維床的底部下 方從側壁延伸。
[0009] 在本發明的另一方面，用于纖維床除霧器的纖維床組合件用來從移動的氣體流中 除去氣溶膠。纖維床組合件包括纖維床支撐件，所述支撐件具有限定上游空間和下游空間 的壁。在所述壁中具有開口以允許氣體流通常自由地通過所述壁從上游空間移動到下游空 間。纖維床由纖維床支撐件來支撐且通常阻擋壁開口以便氣體流穿過纖維床從上游空間移 動到下游空間。纖維床包括收集性纖維介質且具有頂部、底部、上游表面和下游表面。基座 包括在纖維床的底部下方延伸的凸緣和從基座向下延伸的腿部。腿部在其中具有通道以便 排流掉由纖維床組合件收集的氣溶膠，通道裝填了纖維填料，所述纖維填料具有的密度大 于纖維床的密度。
[0010] 其他的目標和特征將在下文中部分顯現和部分指出。
【附圖說明】
[0011] 圖1為纖維床除霧器的透視圖，所述除霧器并入了本發明的纖維床組合件的第一 實施方案； 圖2為沿圖1的線2-2的平面截取的纖維床組合件的示意縱剖面； 圖3為圖2的放大部分，示出纖維床組合件的下部的排流細節； 圖4為類似于圖2的視圖，示出示例性尺度； 圖5為示意縱剖面，其示出本發明纖維床組合件的第二實施方案； 圖6為示意縱剖面，其示出本發明纖維床組合件的第三實施方案； 圖7為示意縱剖面，其示出本發明纖維床組合件的第四實施方案； 圖8為示意縱剖面，其示出本發明纖維床組合件的第五實施方案； 圖9為示意縱剖面，其示出本發明纖維床組合件的第六實施方案； 圖10為示意縱剖面，其示出本發明纖維床組合件的第七實施方案； 圖11為圖10的放大部分；并且 圖12為局部示意縱剖面，其示出本發明纖維床組合件的第七實施方案。
[0012] 在所有各圖中，對應的附圖標號均指示對應的部件。
【具體實施方式】
[0013] 現在參見各圖，具體地講參見圖1，總體用20指示的除霧器為如下的類型，所述類 型可放置在氣體流的流線中以從氣體流中除去氣溶膠。除霧器20包括總體用24指示的罐， 所述罐具有密封地連結到罐以閉合罐的開放頂部的可移除封蓋26。罐內的安裝板30將罐 分成上室32和下室34。圖1所示的除霧器20為"順流"除霧器，其中氣體流在前進方向上 通過安裝板30中的開口 38從下室34流到上室32。罐24包括氣體流入口 40和濾過的清 潔氣體流出口 44,所述氣體流入口用于將裝載有氣溶膠的氣體流42接納到罐的下室34中， 所述氣體流出口與罐中的上室32流體連通以允許濾過的清潔氣體46流出除霧器而到達排 氣或其他加工設備（未示出）。在罐24的底部或靠近罐24的底部處的外部排流管48排流 在罐的底部收集到的氣溶膠。
[0014] 總體用50指示的纖維床組合件定位在罐24的下室34中且具有包括閉合底部和 開放頂部的大致管狀的形狀。纖維床組合件50密封地安裝在安裝板30上以便纖維床組合 件的開放頂部與安裝板中的開口 38配準。氣體不能夠從下室34流到上室32,除非其在前 進方向上(在圖1-3中由箭頭42,46指示）穿過纖維床組合件50。安裝板30支撐罐24內 的纖維床組合件50以便纖維床組合件懸掛在安裝板上。纖維床組合件50從氣體流42中 除去極高百分比的氣溶膠。氣溶膠按下文將描述的方式被排流。
[0015] 現在參見圖1-3,纖維床組合件50包括總體被標示為56的纖維床支撐件，所述支 撐件具有上端和下端58,60以及在上端和下端之間延伸的大致圓柱形的氣體可滲透的壁 62。在所不的實施方案中，壁62包括圓柱形內篩66和圓柱形外篩68,所述內篩和外篩被同 心地布置成相對于縱向軸線72成徑向間隔關系。壁62限定且將內篩66內的內部（下游） 空間80與罐24內但在外篩68外的外部(上游）空間82分離開。應當理解，在不脫離本發 明范圍的條件下，壁62也可按其他方式來構造(例如，僅具有單一篩或無篩)。內篩和外篩 66,68具有大致網目式構造，以便它們各自限定相對大的開口，所述開口允許氣體流通常自 由地通過內篩和外篩從外部上游空間82移動到內部下游空間80。如圖2所示，篩66,68連 接到項圈92的環形凸緣90,所述項圈通過合適的緊固件96緊固到安裝板30上。項圈92 具有圓柱形壁98,所述壁在內篩66的內（下游）表面上從凸緣90向下延伸。
[0016] 纖維床組合件50的總體用100指示的纖維床定位在內篩和外篩66,68之間的空 間中且基本上填滿該空間并覆蓋篩中的開口以便氣體流42必須穿過纖維床100才能從圍 繞纖維床組合件50的外部空間82移動到纖維床組合件內的內部空間80 (見圖2)。纖維 床100在其上端密封到項圈92的環形凸緣90。
[0017] 纖維床100具有頂端邊際100T、底端邊際100B、鄰近外部上游空間82的上游表面 IOOU和鄰近內部下游空間80的下游表面IOOD(圖2)。纖維床100包括可按各種方式形成 的收集纖維介質102。例如，其可通過如下方式來形成：將由收集性纖維制成的粗紗卷繞在 圓柱形支撐篩周圍（即，卷繞床)，諸如美國專利4, 915, 714 (Teague等人）所述；或纖維床