[发明专利]一种粉尘凝并粒子串过程的控制方法和装置

说明书

技术领域

本申请属于环保除尘领域，尤其涉及一种粉尘凝并粒子串过程的控制方法和装置。

背景技术

工业生产过程中，产生大量的人体可吸入（粉尘粒径小于10微米）对人体健康产生极大危害的粉尘，对人类生命健康问题构成了威胁。

可吸入的粉尘中PM（Particulate Matter，大气中的固体或液体颗粒状物质）2.5是可入肺颗粒物，其粒径小，但是富含大量的有毒、有害物质且在大气中停留的时间长、输送距离远，因此对人体健康的危害更大。因此全球都在加大力度致力于可入肺颗粒物PM2.5的排放标准。

当前对PM2.5的收集一般采用粉尘凝并增大的方式，其原理是把细小粉尘电凝并成较大的粉尘颗粒，增大的粉尘再由静电除尘装置收集。

目前，国内外采用的凝并方法一般为，首先采用正负同时预荷电，再通过扰流柱的扰流使荷电粉尘运动，荷电粉尘相互碰撞形成粒子串，并进一步凝并成较大的粉尘颗粒。但是，采用这种方法，在荷电粉尘与扰流柱碰撞时会导致电荷损失，使得凝并过程中形成的粒子串难以控制，影响了凝并增大的效果，而且扰流柱会导致后部气流的紊乱，影响后续的除尘装置的气流分布均匀性，给后续的除尘装置的控制增加难度。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种粉尘凝并粒子串过程的控制方法和装置，通过粒子串电场力模型对粉尘的凝并过程进行分析计算，根据分析结果对电场进行调节，进而调节荷电粉尘的运动，使粉尘凝并成较长且稳定的粒子串。

一种粉尘凝并粒子串过程的控制方法，所述方法应用于交变电场中异极性荷电粉尘的凝并过程，该方法包括：

对荷电粒子的运动轨迹进行拍摄；所述荷电粒子包括：荷电粉尘和由荷电粉尘碰撞凝并得到的凝并体；

依据粒子串电场力模型的计算规则以及所述荷电粒子的运动轨迹和交变电场的电场强度，计算所述荷电粒子的荷电量和受力情况；

当所述荷电粒子在交变电场中的受力情况不满足碰撞凝并成粒子串的条件时，调节所述交变电场，使所述荷电粒子的受力情况改变，进而使荷电粒子的运动情况改变发生凝并成粒子串的碰撞。

上述的方法，优选的，所述当所述荷电粒子在交变电场中的受力情况不满足碰撞凝并成粒子串的条件时，调节所述交变电场包括：

依据分段规则将该荷电粒子的受力情况分为处于惯性区和处于黏性区；

当所述荷电粒子的受力情况为处于惯性区时，当所述荷电粒子的受力情况不满足惯性区对应的第一碰撞条件时，依据所述荷电粒子的受力情况和第一碰撞条件对所述交变电场进行调节；

当所述荷电粒子的受力情况为处于黏性区时，当所述荷电粒子的受力情况不满足黏性区对应的第二碰撞条件时，依据所述荷电粒子的受力情况和第二碰撞条件对所述交变电场进行调节。

上述的方法，优选的，对所述交变电场进行调节包括：调节交变电场的频率和/或强度。

上述的方法，优选的，所述荷电粒子的受力情况包括受力方向和受力大小。

上述的方法，优选的，依据粒子串电场力模型的第一计算规则以及所述荷电粒子的运动轨迹，计算所述荷电粒子的荷电量包括：

对所述荷电粒子的运动轨迹进行分析，当所述荷电粒子与任一荷电粒子的相对位置满足于预设的距离范围时，可判定所述二者凝并得到荷电凝并体，所述荷电凝并体的荷电量为二者的荷电量之和；

当所述荷电粒子与任一荷电粒子的相对位置满足大于预设的距离范围时，可判定所述二者未碰撞。

上述的方法，优选的，还包括：

对所述荷电粒子的受力情况以及运动情况进行动画成像。

一种粉尘凝并粒子串过程的控制装置，包括：

摄像设备，用于利用粒子对光的散射原理，对荷电粒子的运动轨迹进行拍摄；所述荷电粒子包括：荷电粉尘和由荷电粉尘碰撞凝并得到的凝并体；

计算器，用于依据粒子串电场力模型的计算规则以及所述荷电粒子的运动轨迹和交变电场的电场强度，计算所述荷电粒子的荷电量和受力情况；

电场调节器，用于当所述荷电粒子在交变电场中的受力情况不满足碰撞凝并成粒子串的条件时，调节所述交变电场，使所述荷电粒子的受力情况改变，进而使荷电粒子的运动情况改变发生凝并成粒子串的碰撞。

上述的装置，优选的，所述电场调节器包括：

分段模块，用于依据分段规则将该荷电粒子的受力情况分为处于惯性区和处于黏性区，并当所述荷电粒子的受力情况为处于惯性区时触发第一调节模块，当所述荷电粒子的受力情况为处于黏性区时触发第二调节模块；