[发明专利]一种降温电凝并装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于工业烟气净化领域，特别涉及一种降温电凝并装置及方法。

背景技术

当前，我国已成为世界上微细颗粒物污染最为严重的地区之一，严重雾霾天气频繁出现，PM2.5已成为社会的热点名词，微细颗粒物污染的治理力度前所未有，《环境空气质量标准》GB3095-2012增设了PM2.5的限制项，火电、冶金等主要污染领域的大气污染物排放标准全面修订，重点区域与城市也相应出台了更为严格的地方标准，颗粒物治理进入了精细化阶段。

工业领域高效除尘设备主要为电除尘器及布袋除尘器两类。电除尘器运行稳定、阻损小、能处理高温、高湿烟气，但受粉尘比电阻影响大、对微细粉尘捕集率不高。布袋除尘器运行稳定高效、正常工作能保证粉尘排放浓度控制在30mg/Nm³以下，但难以达到洁净排放、超细排放，且滤料难以在高温或高湿情况下正常工作，运行阻力大。基于上述原因，当前主要的两种除尘设备对微细粉尘的捕集率均难以满足日益提高的大气污染物排放标准的要求。

根据基础除尘理论，除尘器收尘效率与粉尘粒子粒径直接相关，即粉尘粒径粗，在除尘器内净化效率就高，实际工业除尘设备运行过程也验证了这一理论，电除尘器和布袋除尘器对较粗颗粒粉尘的捕集率几近100％，设备末端逃逸的粉尘大部分为微细粉尘。如果在烟尘进入除尘器前，通过外力使粉尘粒子相互碰撞聚集在一起，将微细粒子与其他粒子凝并在一起形成新的较粗粒子，从而使得烟尘的粒径分布显著增粗，然后能够在除尘器内得以更高效地捕集。通过电场力的外力形式凝并是当前公认的最有效、可操作性最强的凝并方式，称之为电凝并。

专利公开号为CN1390157A的发明名称为“凝聚粒子的方法和装置”的专利申请文件、公开号为CN1603004A的发明名称为“双极性电晕放电烟尘凝并电除尘方法及其设备”的专利申请文件、公开号为CN102836779A的发明名称为“一种偶极荷电静电凝并除尘装置”、以及公开号为CN201329312Y的实用新型名称为“凝聚型高压静电除尘器”的专利申请文件，分别公开了各自的粒子电凝并方法或设备，通过粒子在电场中荷异性电荷后定向迁移而发生交叉碰撞，形成新的较粗颗粒，从而使烟尘粒径显著粗化，提升其在后续除尘设备中的捕集率。

但前述电凝并的设备和方法均是单纯通过电场力在凝并区改变粉尘行进方向来形成一次碰撞，凝并性能有待提高，且凝并器仅起单纯的粒子增粗作用，对烟气和后续除尘器无变动和其余辅助收尘效果。而工业烟气净化系统仍处于独立装置完成独立单元操作阶段，除尘器、脱硫塔、脱硝反应器等基本为串联组合，流程长，占地大，随着大气污染物排放标准越来越严，占地小、复合功能型、注重系统效应的净化方法及装备将成为首选，对于电凝并器这类辅助增效的装备尤其如此。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种降温电凝并装置，其包括：外壳，其首端和末端分别开设有入口和出口，以使得需要除尘的气体能够从所述入口流入并从所述出口流出；电离组件，其设置在所述外壳的内部，用于使得所述外壳内的气体中的粒子带电；换热组件，其设置在所述外壳的内部，用于使得所述外壳内的气体降温。

进一步地，所述电离组件包括多个放电极排，每个所述放电极排包括矩阵式排列的多个放电线，所述多个放电极排之间互相平行且互相间隔有预定距离，每个所述放电线均连接到高压电源，以使得每个所述放电极排内的多个所述放电线的正负极性相同，且相邻的两个所述放电极排的正负极性相反。

优选地，各所述放电线的延伸方向与所述壳体内的气体的流动方向垂直。

进一步地，所述换热组件为用于流动冷却水的换热管，所述换热管从所述壳体的末端进入所述壳体的内部，并从所述壳体的首端伸出所述壳体。

优选地，所述换热管从所述壳体的末端的上部进入所述壳体的内部，并从所述壳体的首端的下部伸出所述壳体。

进一步地，所述换热管在所述壳体的内部的部分形成为互相连通的多个段，各所述段设置在相邻的两个所述放电极排之间，各所述段的延伸方向与所述壳体内的气体的流动方向平行。

优选地，各所述段均形成为蛇形管。

本发明还提供了一种降温电凝并方法，其包括如下步骤：将需要除尘的气体通入所述外壳的入口；开启所述高压电源，使得每个所述放电极排周围的气体中的粒子带电，并且粒子所带的电荷的极性与其临近的所述放电极排的极性相同；持续向所述换热管中通入冷却水，使得所述壳体内的气体降温。