[发明专利]一种切圆旋流雾化与声波作用凝并微细颗粒物装置与方法

说明书

本发明公开了一种切圆旋流雾化与声波作用凝并微细颗粒物装置与方法；包括双层筒体；沿双层筒体内壁面阵列分布的凝并扰流子；阵列分布在双层筒体内壁面的凝并扰流子形成旋流凝并区；在双层筒体的烟气进口端的内壁面，阵列并切圆方式布置有多个旋流雾化声波湍流器；旋流雾化声波湍流器围成的截面区域，形成高压旋流区；含尘余热烟气由烟气进口进入高压旋流区时，与旋流雾化声波湍流器产生的湿饱和蒸汽在声波的作用下沿切圆方向有运动并相互撞击，并以切圆的方式螺旋向前运动进入旋流凝并区，在与凝并扰流子碰撞后形成涡流；含尘余热烟气微细颗粒物在声波、相变和湍流的相互耦合作用下，实现凝并分离。

技术领域

本发明涉及气固微细颗粒脱除技术领域，尤其涉及一种切圆旋流雾化与声波作用凝并微细颗粒物装置与方法。

背景技术

工业和车辆排放的废气中含有的微细颗粒已经严重影响人类的健康和污染大气环境。微细颗粒直接或间接携带有毒、有害的物质，一旦进入人体内部组织会对人体身心健康造成严重的危害；同时微细颗粒能够在大气中长时间停留、远距离输送，悬浮在大气中不仅会造成城市和风景区的能见度降低，而且还会产生雾霾现象。因此脱除烟气中的微细颗粒显得极其重要。

煤炭和重油燃烧后排放的颗粒粒径数量分布主要集中在从几纳米到几微米之间。然而，常规除尘器对于超细颗粒特别是粒径在0.1μm～2μm的脱除效率很低，设置预处理设施，通过物理或化学的方法，使微细颗粒物先凝并长大成大颗粒，就能用常规除尘器高效地脱除。

采用单一凝聚技术促进微细颗粒长大至常规除尘器高效脱除的粒径范围有一定难度，而且能耗高、凝并时间长。因此，开发一种基于多种凝并机理的复合凝并装置，联合多种凝并技术共同促进微细颗粒快速凝并长大非常必要。

国内外试验和模拟的研究已经证明声波凝并技术能有效地促进微细颗粒物的凝并，并且联合粒径较大的种子颗粒效果更佳，但是要获得较好的凝并效果需要高的声波强度，有研究表明当声压级达158dB以上，微细颗粒才能发生明显的凝并现象，高的声波强度需要高能耗为代价，同时产生的噪声危害也需要消除。相变凝并是利用过饱和蒸汽在微细颗粒表面发生相变凝并，使微细颗粒粒度增大，但是单靠过饱和水汽在微细颗粒表面的凝并作用，长大至高效除雾器有效脱除的粒径范围3μm～5μm以上有一定的难度，实现高过饱和度所需要的蒸汽消耗成为该技术的难点；湍流凝并技术简单、高效，早已广泛应用于控制微细颗粒物的排放，但是单靠湍流凝并技术促进微细颗粒物长大会造成系统较大的压降，能耗大；以上单一强化微细颗粒碰撞和单一增加烟气湿度的方法都存在明显的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种切圆旋流雾化与声波作用凝并微细颗粒物装置与方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种切圆旋流雾化与声波作用凝并微细颗粒物装置，包括如下部件：

双层筒体6；双层筒体6前后端分别为烟气进口1、烟气出口9；

沿双层筒体6内壁面阵列分布的凝并扰流子5；阵列分布在双层筒体6内壁面的凝并扰流子5形成旋流凝并区4；

在双层筒体6的烟气进口1端的内壁面，阵列并切圆方式布置有多个旋流雾化声波湍流器2；旋流雾化声波湍流器2围成的截面区域，形成高压旋流区3；旋流雾化声波湍流器2喷射的是高压射流；含尘余热烟气进入高压旋流区3对高压射流进行加热；

含尘余热烟气由烟气进口1进入高压旋流区3时，与旋流雾化声波湍流器2产生的湿饱和蒸汽在声波的作用下沿切圆方向有运动并相互撞击，并以切圆的方式螺旋向前运动进入旋流凝并区4，在与凝并扰流子5碰撞后形成涡流；含尘余热烟气微细颗粒物在声波、相变和湍流的相互耦合作用下，实现凝并分离。

双层筒体6的内筒为由阵列贯穿分布的筛孔10构成；在双层筒体6的下方设有一收集器7；