[发明专利]一种烟气中细颗粒物往复振荡聚并脱除装置及工艺

说明书

本发明提供了一种烟气中细颗粒物往复振荡聚并脱除装置及工艺，其主要特征在于该装置包括两个含尘气体入口，撞击相变室，两含尘气体入口沿相变室的主体的中心呈中心对称布置；所述含尘气体入口为正方形，且左右两入口进气速度为脉冲状态；所述撞击相变室为长方体结构，其竖直方向和正方形入口的长度比为4‑5，相变室内部设有绕流矩阵结构，呈等腰三角形分布。

技术领域

本发明属于对燃煤烟气中细颗粒物聚并脱除的研究领域，具体涉及一种烟气中细颗粒物往复振荡聚并脱除装置及工艺。

背景技术

烟气中的烟尘是大气中PM2.5微细颗粒物的主要来源，其对人体健康的危害极大，是大气致癌的主要根源之一。随着我国燃煤烟气排放量的不断增多，微细烟尘的污染问题日益凸显。因此，大力推进细颗粒物的排放控制是解决环境问题的必然要求。然而传统除尘器对颗粒物的捕集效率会随着颗粒物粒径的减小而降低。目前虽然一般燃煤电厂的电除尘器的除尘效率可达99.99％(质量分数)，但是对0.1-1.0μm范围的颗粒平均捕获效率却低于90％。目前超细颗粒物的控制研究己引起国内外广泛关注。

细颗粒聚并技术可按原理分为：电聚并、声波聚并、热聚并、湍流聚并及磁聚并等。只利用其中一种聚并技术耗能较多，且脱除效果有限。流体对撞振荡可以在提高湍流强度的同时增加颗粒物的停留时间，提高细颗粒物的聚并效率。排烟尾气中的细颗粒物可以通过相互碰撞形成粒径较大颗粒的过程称为团聚，现存的除尘技术对大颗粒的污染物质更加有效，所以细颗粒物聚并技术应用前景十分广阔。

申请号201520001792.4公开了一种烟气除尘装置，该方法用产涡板，静电除尘机构、布袋除尘机构或者旋转电极除尘机构促进烟气脱硫，包括前除尘室及与所述前除尘室相通的后除尘室，前除尘室内设有于使烟尘颗粒产生湍流涡的产涡板，通过将除尘室分离为前后两室，并在前除尘室内设置颗粒聚并机构，烟气中的微细颗粒物在颗粒聚并机构的作用下聚并成较大颗粒物，提高了后除尘室的收尘效率，并有效脱除燃煤烟气中的微细颗粒物。但是产涡板分布密集。涡流效果不明显，聚并效率低。

熊桂龙提出了一种高湿烟气中细颗粒物的脱除方法及其装置(熊桂龙.水汽相变耦合撞击流促进细颗粒物脱除的研究[D].东南大学，2012.)。该装置是对旋风除尘器进行的改进，将一个入口改为两个对喷入口，而入口管道由蒸汽管道和烟气管道嵌套而成，入口流出的烟气在旋风除尘器上部形成撞击流，增强颗粒物的碰撞，使细颗粒物凝并长大,继而利用旋风除尘器的惯性脱除细颗粒，其不足之处在于采用撞击流技术，导管较多，烟气导管需调节不同角度,工艺复杂。

如专利号为2004200172264的实用新型提供了一种撞击流气液反应器。采用的是同轴水平撞击流，由吸收室、加速管和压力雾化喷嘴三个部件组成。加速管水平对称布置，位于吸收室两端，压力雾化喷嘴设置在加速管内，喷液喷入吸收室。工艺气体高速流动通过两根加速管，工艺液体或液固悬浮体由压力雾化喷嘴喷雾成液滴状进入加速管，高速流动的工艺气体携带其射出加速管，进入吸收室内进行水平撞击，形成高强度的湍动能和强化传质。但该实用新型还存在不足之处，直接水平撞击产生的流场阻力较大，且碰撞面积小。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提出一种烟气中细颗粒物往复振荡聚并脱除装置及工艺。该装置将左右入口装置改为正方形，使颗粒物可以均匀流入。引入脉冲调控方法，通过对左右两侧入口含尘气流速度的周期和脉宽进行调控，使细颗粒物可以在对称往复振荡相变室中轴位置实现左右往复振荡，增加了细颗粒间正向碰撞的概率，延长了颗粒物在相变室的停流时间，利于细颗粒物的团聚长大，且装置结构简单，易于操作。

在发明的一个方面，公开一种烟气中细颗粒物往复振荡聚并脱除装置，其主要特征在于该装置包括两个含尘气体入口，撞击相变室，两含尘气体入口沿相变室的主体的中心呈中心对称布置；所述含尘气体入口为正方形，且左右两入口进气速度为脉冲状态；所述撞击相变室为长方体结构，其竖直方向和正方形入口的长度比为4-5，相变室内部设有绕流矩阵结构，呈等腰三角形分布，延长颗粒物在反应室的停留时间，增大细颗粒聚并概率。