[发明专利]一种水汽相变耦合梯度磁场的除尘预处理装置和方法

说明书

本发明公开了一种水汽相变耦合梯度磁场的除尘预处理装置，包括空气压缩机、气溶胶发生器、核化室、恒温热水循环系统、与核化室底部相连的低温恒温进气系统和套在核化室外侧沿轴向布置的永磁环组；其中所述核化室的上部设有出气口；所述恒温热水循环系统包括热水恒温槽和第二温度控制单元；低温恒温进气系统包括低温恒温槽和第一温度控制单元；空气压缩机的出气口与气溶胶发生器的进气口相连，气溶胶发生器的出气口通过进气管连接到核化室底部的进气口，热水恒温槽的出水口与核化室上端侧壁进水口之间通过第一水管相连，热水恒温槽的进水口与核化室下端侧壁的出水口通过第二水管相连，本发明能够显著的提高预处理效率，提升细颗粒物的长大效果。

技术领域

本发明属于除尘预处理技术研究领域，涉及一种水汽相变耦合梯度磁场的除尘预处理装置和方法。

背景技术

细颗粒物是影响人体健康的重要因素，而燃煤电厂是大气环境中细颗粒物的主要来源之一，因此对于燃煤电厂细颗粒物脱除技术的研究具有十分重要的意义。细颗粒物由于其粒径很小，难以被传统除尘设备加以有效脱除，目前控制细颗粒物的研究方向主要有以下两个方面：一是利用预处理措施使细颗粒粒径增大然后利用传统除尘设备加以脱除，该方法可以利用原有的除尘设备，避免资源浪费和燃煤电厂大量的除尘设备资金投入；二是发展高效除尘技术来脱除细颗粒物，例如湿式电除尘器、电袋复合式除尘器等等。

常用的除尘预处理技术包括：电凝并、声波凝并、化学凝并、湍流凝并、磁凝并和水汽相变技术等等。其中水汽相变技术的原理为：在过饱和水汽环境中，水汽在细颗粒物表面凝结，并同时产生热泳和扩散泳作用，促进细颗粒物迁移运动，相互碰撞接触，使细颗粒物粒度增大，质量增加，从而使颗粒易受惯性碰撞而捕集。磁凝并技术的原理为：燃煤细颗粒物主要是由铁硅铝质物质组成的高温复合化合物，具有较高的磁化率，经外加磁场磁化后在磁相互作用力和外磁场力的共同作用下碰撞粘附在一起，形成粒径较大的颗粒。

相较于均匀磁场，在梯度磁场中，飞灰粒子除了受磁偶极子力、气体曳力、布朗力、范德华力和重力外，还受到由磁场梯度引起的外磁场力。粒径不同的粒子所受的外磁场力不同，因而在梯度磁场中更有利于粒子的相对运动，使得其发生碰撞聚并，从而增大聚并系数，提高粒子的聚并脱除效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种水汽相变耦合梯度磁场的除尘预处理装置，包括空气压缩机、气溶胶发生器、核化室、恒温热水循环系统、与核化室底部相连的低温恒温进气系统和套在核化室外侧沿轴向布置的永磁环组；其中所述核化室的上部设有出气口；所述恒温热水循环系统包括热水恒温槽和第二温度控制单元；低温恒温进气系统包括低温恒温槽和第一温度控制单元，其中所述低温恒温槽内设有用于冷却含尘烟气的进气管道，所述空气压缩机与气溶胶发生器之间设置有第一气体调节阀；所述空气压缩机的出气口与气溶胶发生器的进气口相连，在气溶胶发生器出气口端连接进气管的一端；其中所述进气管的另一端穿过低温恒温槽与核化室底部的进气口连接相通，其中进气管在所述气溶胶发生器出气口到低温恒温槽进口之间的管段上设置有第二气体调节阀以及气体流量计；所述热水恒温槽的出水口与核化室上端侧壁进水口之间通过第一水管相连，其中所述水管上设有第一热水循环泵以及上液体流量计；所述热水恒温槽的进水口与核化室下端侧壁的出水口通过第二水管相连，热水恒温槽进水口与核化室出水口之间设置有第二热水循环泵。

本发明进一步改进在于：所述永磁环组由磁场方向相反的一组永磁环构成，通过调节永磁环间距可以调节梯度磁场的分布。

本发明进一步改进在于：核化室的侧壁设有温度计、压力计和磁通计。

本发明进一步改进在于： 所述核化室为高疏水性材料制成的圆管。

本发明装置对细颗粒物进行预处理的方法，包括以下几个步骤：

1）测量该装置所处环境的温湿度，计算露点温度，然后通过第一温度控制单元将低温恒温槽中的冷水温度设置为露点温度；