[发明专利]筛帘阵列和沉降装置以及废气处理方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及沉降装置和废气处理方法，更特别地涉及用于处理废气的多个筛帘。

背景技术

传统的沉降器，如电沉降器和洗涤器被广泛用于处理含有气体污染物和/或颗粒排放物的废气。例如，工业过程(诸如电力和热量生成)可能产生对环境有害的颗粒和气体排放物，这些排放物可能保持悬浮在空气中。这些排放物在被人类和动物吸入时往往会造成健康危害。此外，颗粒排放物趋于沉淀在设备和建筑物上，并可能导致褪色甚至干扰设备的正常功能。因此，去除废气中的这些颗粒排放物是很重要的。

废气可以通过传统的热交换器回收废气中的热能。毕竟，许多工业过程在高温下将废气排放到环境中，回收这种热能提供了提高工业过程效率的机会。能够在高温下排放含有气体污染物的废气的工业过程也可以配备洗涤器和/或湿式电沉降器(“湿式ESP”)以去除诸如颗粒排放物之类的气体污染物并回收热能。湿式电沉降器通常包括诸如水之类的液体以捕获颗粒和气体排放物并且回收热能，其可以被引导通过热交换器以提高效率。

尽管电沉降器、洗涤器和热交换器通常已知地用于工业过程，由于传统的设计限制和用于处理过程的各种不同的部件，至少在一定程度上限制处理废气的有效性。例如，配置用于处理废气的电沉降器、洗涤器和热交换器通常需要独特的合金和涂层，这增加了总体成本并限制了可用空间。因此，沉降器、洗涤器和热交换器中的任何一个的可用表面积减少，同样降低了处理的效果。另外，传统的湿式电沉降器经常产生液雾，这增加了一个或多个电极的电极短路的可能性，这也降低了其收集颗粒排放物的有效性。

需要一种处理废气的装置和方法，其改进处理效果、降低复杂性、降低成本、并解决例如上面讨论的那些现有的挑战和特征。

发明内容

本发明的目的是使用潮湿振动帘线(柱状物或绳索)阵列来从热气体流中捕获颗粒同时进行有效的能量回收。当含有颗粒的热气流经垂直潮湿帘线阵列时，它们由于涡流脱落而趋于振动。特别地，帘线将具有主要垂直于流动方向的振动并且具有沿流动方向的小振动。在本发明中，这些振动被调整到接近帘线阵列的固有频率的频带，以使得振动速度和加速度提高。利用增加的振动速度和加速度，颗粒捕获增加，其中能量和质量转移显著提高。这种潮潮湿振动帘线从而作为颗粒捕获和能量回收仪器非常有效地起作用。

本发明的目的是将这些振动调节在尽可能接近帘线阵列固有频率的频带内，以使得振动速度和加速度提高。更高帘线加速度和更高涡流分离频率意味着气流和帘线之间的相互作用力更大。在振动速度和加速度增加的情况下，颗粒捕获增强。此外，热量转移增加，并且潮湿帘线和从中提取大部分所需水的流动气体之间的水蒸汽和潮湿液滴的转移显著增加。当气体通过冷却而过饱和时，微粒尺寸增大并且在微粒上发生凝结。通过从帘线上的水膜上剪切掉，也在高速气流中添加了液滴。因此，这种潮湿振动帘线阵列可以用来执行以下功能：

(A)作为颗粒捕捉仪器，原因在于(i)高撞击效率(i)微粒增大、(ⅱ)增加湍流剪切、(ⅲ)产生作为用于微粒的洗涤器的水滴，以及(iv)增加水在微粒上的蒸发和凝结。

(B)作为能量回收仪器，原因在于(i)高热量转移、(ii)增加湍流剪切、(iii)产生作为洗涤器的水滴、以及(iv)增加水在帘线上的蒸发和冷凝。

(C)作为用于气体和蒸汽的洗涤器，原因在于帘线上的水膜和潮湿颗粒的洗涤作用以及通过高速气体在振动帘线上的剪切作用产生的水滴而进行的洗涤。

该技术可以与使用微粒充电并且安装在下游的任何沉淀装置结合。但是这两个单元都需要进行微调以达到最佳效果。如果不进行微调，帘线仍然会振动，并将在一定程度上有助于微粒捕获，但并不会像调整过一样；这是本发明的关键特征。

由于该技术成本低且即使不使用电力也具有大颗粒收集效率，即其应用简单且安全，因此其可以找到广泛的住宅和商业用途。以下部分详细介绍了振动对颗粒捕集、热量转移，能量回收和微粒增大的影响。

附图说明

并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图与上面给出的本发明的总体说明一起示出本发明的实施方式，下面给出的详细描述用于解释本发明。

图1A是用于处理废气的具有多个筛帘组件的装置的第一示例性实施方式的立体图。

图1B是图1A的设备在管道中的俯视平面图。

图2是用于处理废气的具有筛帘阵列的装置的第二示例性实施方式的俯视平面图。

图3A是沿着图1A所示的筛帘组件的筛帘流动的废气的俯视截面图，其中筛帘处于初始横向位置。