[发明专利]一种促进微细颗粒物聚集长大的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种促进微细颗粒物聚集长大的装置及方法，属于环保设备技术领域。

背景技术

工业燃烧产生的烟尘是大气中细颗粒物的主要来源，而燃煤电站锅炉又是其中最重要贡献者之一。由于微米特别是亚微米颗粒物容易被人体吸入且富集有毒化合物，世界各国政府已经制定并不断更新严厉的法律标准，控制直径少于10个微米的颗粒物(PM10)向大气的排放。考虑到对人体的危害，各国政府特别关注动力学直径小于等于2.5个微米(或称PM2.5)的颗粒物的排放。除直接对人体造成伤害外，微细颗粒也是造成大气能见度低的主要空气污染物之一。大气的不透明度主要取决于排放物中细颗粒物的多少，因为光线的消光系数在波长接近于0.1μm和1.0μm附近时达到峰值。

在工业生产中，各种不同的除尘方法和装置被用于去除气流中携带的飞灰或颗粒物。但是，一般而言，这些除尘装置对于拦截PM2.5均具有很大的局限性。如静电除尘器，很适合把较大的粒子从气流中移除，但对于PM2.5和更细小的亚微米颗粒物的过滤效率相当低。又如布袋除尘器，可以在不断增加布袋层数的条件下非常有效地拦截PM2.5，但同时也不断增加了烟道的阻力，另外布袋除尘装置还需定期清灰，并且对于湿度较高的烟气极易糊袋。随着燃烧烟气中颗粒物污染排放标准越来越严格，原有除尘装置的除尘能力已达极限，致使许多情况下无法达到排放标准。因此，在当前追求燃煤锅炉的燃烧烟气超低甚至超净排放的要求下，亟需一种高效低成本的除尘装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种促进微细颗粒物聚集长大的装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种促进微细颗粒物聚集长大的装置，其特征在于：它包括一两端敞口的壳体，所述壳体的两端开口分别作为气流进口和气流出口，在所述壳体的内壁间隔固定连接多个与来流平行的隔板，各所述隔板将所述壳体的内部分隔成多个相互平行的子通道，在每一所述子通道中设置有多组沿来流流向间隔布置的扰流叶片排，每一组所述扰流叶片排包括多个沿垂直于来流方向间隔布置的扰流叶片。

位于每一子通道内的各组所述扰流叶片排分布于所述子通道的同一侧。

位于每一子通道内的各组所述扰流叶片排交错分布于所述子通道的两侧。

在靠近所述壳体的气流出口处设置有多个均流叶片。

所述均流叶片采用对称流线形叶片。

所述扰流叶片为三角形、瓦片形、楔形、菱形、“S”形、“Z”形、矩形、椭圆形和流线形中的一种或多种组合。

本发明的另一个目的是提供一种促进微细颗粒物聚集长大的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种促进微细颗粒物聚集长大的方法，包括以下步骤：1)在一个呈两端敞口的筒状的壳体内平行设置多个隔板，各隔板将壳体内部空间分隔成多个子通道，在每一子通道的一侧或两侧沿来流方向间隔设置有多组扰流叶片，每一组扰流叶片排包括多个沿垂直于来流方向间隔布置的扰流叶片；2)来流从壳体的气流进口后被导入各个子通道，被导入每一子通道的携带粉尘粒子的来流流过扰流叶片，在每一扰流叶片的上游会产生漩涡、下游会产生回流区和漩涡，因此每一个子通道将拥有数目巨大的漩涡流体团和回流区，这些漩涡流体团和回流区将细小的颗粒卷吸、夹带其中一起流动掠过隔板壁面和扰流叶片下游背面，在这些固体壁面上形成有大量细小颗粒物存在的流动边界层，大大提高了细小颗粒物之间以及它们与隔板壁面、扰流叶片背面的发生相互作用的机会，极其重要的是临近壁面的流动速度几乎为零，使细小的亚微米颗粒物在液桥力、静电力、范德华分子力等作用下迅速吸附在固体壁面，相互聚集成块，直到受非稳态的流动扰动和外来震动的作用脱落，最终以“大颗粒”或“大块”的形式被气流卷吸携带脱离本发明所述的装置；3)由上游流向扰流叶片的大颗粒难以被叶片上下游的漩涡和背面下游的回流卷吸，大颗粒将直接穿越漩涡团和尾流区，增加了大颗粒与微细颗粒之间发生相互作用的机会，使微细的亚微米颗粒物在静电力、范德华分子力和液桥力的作用下迅速粘附在较大颗粒上并一起被气流携带向下游输运脱离上述装置。