[发明专利]用于烟道飞灰的双极荷电‑磁增强湍流凝并装置

说明书

技术领域

本发明属于废气除尘技术领域，具体涉及用于烟道飞灰的双极荷电-磁增强湍流凝并装置和工艺。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，我国部分地区雾霾频发，罪魁祸首便是大气颗粒污染物。按照空气动力学直径（da）的大小，大气颗粒污染物可以划分为总悬浮颗粒物（TSPs，da<100 μm）、可吸入颗粒物（PM10，da<10 μm）和可入肺颗粒物（PM2.5，da<2.5 μm）。与较粗的大气颗粒污染物相比，PM2.5的粒径小，吸附有大量的有毒、有害物质，可以被血液和人体组织吸收，且在大气中的停留时间长、输送距离远，对人体健康和大气环境质量的影响更大。燃煤发电、煤化工、垃圾焚烧、冶金、水泥等行业通过烟道排放的飞灰是大气颗粒污染物的主要来源之一。由于细颗粒物（PM10、PM2.5）的粒径小，较难脱除。因此, 通过颗粒的凝并（团聚、凝聚），让细颗粒物粘附在大颗粒上、或者细颗粒凝并成大颗粒，这样细颗粒物易于被旋风除尘、静电除尘、布袋除尘、重力沉降等传统除尘方法脱除。

细颗粒物凝并（团聚、凝聚）的方法中双极荷电-湍流凝并技术的发展非常迅速，结合附图1说明其基本原理。双极荷电-湍流凝并装置是一段矩形的管道，该管道分为双极荷电段和湍流凝并段两部分。双极荷电段是一组正、负电场作用的平行通道，颗粒通过此段时，按其通道的正负分别获得正电荷和负电荷，然后进入湍流凝并段凝并；湍流凝并段内设置扰流柱或者涡片（图1是在垂直纸面方向设置了扰流柱，扰流柱是实心的圆柱体），用于增强气流通过该段时的湍动程度，从而增加带电颗粒之间的碰撞概率、提高凝并效率。双极荷电-湍流凝并技术的基本机理是双极荷电颗粒在湍流作用下实现空间大尺度的输送和混合，在Kolmogorov尺度碰撞、凝并，而库伦力在短距离内对颗粒凝并起到促进作用。国内外的工程应用报道表明，在燃煤电厂的静电除尘器前安装双极荷电-湍流凝并装置，减排效果明显，例如：亚微米颗粒减排90%以上，PM2.5减排80%以上，总烟尘排放浓度下降1/3~2/3，同时还减少了重金属的排放（Truce R, Crynack R, Wilkins J, Harrison W, 王励前. INDIGO凝聚器——减少电除尘器可见排放物的有效技术[C]. 第十一届全国电除尘学术会议. 2005.）。

双极荷电-湍流凝并技术展现出了良好的应用前景，但在工程应用中为获得较好的凝并效果必须保证：从正极性通道流出的气流中荷正电的颗粒与从相邻负极性通道流出的荷负电的颗粒在湍流凝并段获得良好的混合；由于湍流本身的复杂性，使得设计能实现这种不同极性荷电颗粒高效混合的湍流凝并段成为一个难点，因而湍流凝并段的效率也往往无法保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供用于烟道飞灰的双极荷电-磁增强湍流凝并装置和工艺。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：用于烟道飞灰的双极荷电-磁增强湍流凝并装置和工艺。用于烟道飞灰的双极荷电-磁增强湍流凝并装置，其特征在于：所述的装置包括：上管板1-1、下管板1-2、左管板1-3、右管板1-4焊接而成的矩形管道，该矩形管道分为双极荷电段和磁增强湍流凝并段两部分；在双极荷电段的中心水平位置设置有接地电极板2，紧贴上管板1-1的下侧设置有负电极板3，紧贴下管板1-2上侧设置有正电极板4；在磁增强湍流凝并段的内部设置有垂直于左管板1-3和右管板1-4的圆柱体扰流柱5；在磁增强湍流凝并段的外部，靠近左管板1-3的位置设置有第一磁铁6-1，靠近右管板1-4的位置设置有第二磁铁6-2。

作为改进，所述的上管板1-1、下管板1-2、左管板1-3、右管板1-4和圆柱体扰流柱5的材料相同，为奥氏体不锈钢或聚丙烯。

作为改进，所述的第一磁铁6-1和第二磁铁6-2同为永磁铁或电磁铁。

作为改进，所述的第一磁铁6-1的S极靠近左管板1-3，第二磁铁6-2的N极靠近右管板1-4。

作为改进，所述的上管板1-1和下管板1-2之间的距离为5~50 cm。

作为改进，所述的圆柱体扰流柱5的直径为1~3 cm。