雙噴式流線型超細顆粒凝並箱的製作方法

2023-07-17 12:22:54 2

本發明屬於煙氣除塵處理領域，涉及雙噴式流線型超細顆粒凝並箱。

背景技術：

近年來，我國大中城市霧霾天氣越來越多，嚴重影響了城市居民的健康工作和生活，其中城市環境中PM2.5(主要為PM0.4-1.0)含量過高是導致霧霾天氣的主要原因。因此，如何控制PM2.5產生，並減少其存在，成為亟待解決的問題。

中國專利CN101664623A公開了涉及用於工業煙塵治理的微細粒子除塵器。具體是通過對現有二級過濾方式的電袋複合除塵器改進，在濾袋除塵機構的出口與引風機的進口之間設有湍流渦旋機構，該湍流渦旋機構包括湍流渦旋室、煙塵入口管和煙塵出口管。湍流渦旋室為橫截面為倒等腰梯形的鬥狀，其底部連接著灰鬥室。經過第二級處理的含有較細顆粒物的煙塵進入煙塵入口管，經過導風板，使氣流發生向下偏轉，進入湍流渦旋室，較細顆粒物與湍流渦旋室內壁產生擴散和碰撞促使微細粒子沉澱，使微細顆粒物從煙塵中分離出來。但該處理工藝中單獨用湍流渦旋室進行細顆粒物的物化凝並，凝並效率並不高。

中國專利CN 102423599 A公開了一種一體化脫除工業排放超細和微量汙染物的電袋複合淨化裝置和淨化方法。採用沿氣流方向依次設置有吸附劑預噴塗裝置、靜電除塵裝置、超細顆粒凝並裝置、吸附劑噴入裝置和布袋除塵裝置的結構形式，提供了一種結構緊湊、運行成本低、檢修和運行維護方便、在脫除常量粉塵汙染物的同時高效脫除超細和微量汙染物的一體化電袋複合淨化裝置和淨化方法。超細顆粒凝並裝置由正高壓放電電極等組成。超細顆粒凝並裝置沒有具體的構造，且除荷電外沒有形成良好的凝並條件。中國專利CN 103007670 A控制細微顆粒，協同脫汞的電袋複合除塵器，涉及工業除塵器。電袋複合除塵器設有電袋過渡區，電袋過渡區設於電場區和袋式除塵區之間；灰鬥設於殼體的底部，淨氣室設於袋式除塵區頂部，出口煙道設於淨氣室頂部並與淨氣室連通；吸附劑噴入裝置和吸附劑容器設於電袋過渡區的頂部，吸附劑容器的出料口與吸附劑噴入裝置的進料口連接。可以使吸咐劑與煙氣充分混合，吸咐劑分布更均勻，吸咐劑脫汞效果更好。電袋過渡區設有至少2組陽極板和放電極，陽極板和放電極構成電場通道。

以上工藝設備，方法複雜、控制運行難、設備投資和運行費用高。

因而，針對凝並效率不高、工藝設備複雜等問題，很有必要在現有技術的基礎上，研究開發強化凝並的超細顆粒凝並箱。在傳統的除塵器的基礎上，增設凝並處理裝置，使超細顆粒物通過物理方法或物化方法凝並成較大顆粒，從而在後續除塵器內順利脫除，是現在除塵技術發展的趨勢。

技術實現要素：

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提出一種針對性強、適應面廣、構造優化、可靠性好的強化凝並的超細顆粒凝並箱。

技術方案：為了實現本發明的目的，本發明採用如下的技術方案。

雙噴式流線型超細顆粒凝並箱，整個凝並箱呈箱式，適於安裝在電—袋除塵器之間；凝並箱由進氣口、出氣口、凝並區和灰鬥組成；進氣口為電除塵器之後的通道，煙氣由電除塵器而來；凝並區中設置有2~4組橫條，橫條橫置於凝並區中，橫條的斷面形狀為流線型的飛彈頭狀；出氣口位於凝並區下部，灰鬥上方，設置成過流通道，經凝並之後的煙氣進入袋式除塵器進行處理；灰鬥設置於凝並區下方，與電—袋除塵器的其它灰鬥平齊。

進一步地，凝並區中設置的每組橫條上下排列，橫條的斷面形狀飛彈頭部長度為10~15cm，水平部分長為20~30 cm；橫條的高度為10~20cm；相鄰兩隻橫條之間的間距取橫條高度的1.0~2.0倍；相鄰兩組橫條之間的間距取橫條斷面長度的1.0~2.0倍，相鄰兩組橫條之間錯位設置。

進一步地，在凝並區的入口處，設置篩孔板，讓氣流通過；篩孔板後豎向設置一組噴嘴，噴嘴通過管道與氣泵相連，可將活性炭等吸附劑通過引導管經噴嘴噴入凝並區。

進一步地，在凝並區內設置一組噴嘴，由配液泵將凝並促進劑和水充分混合，混合後的凝並促進劑溶液經霧化後,通過引導管接入噴嘴，噴入凝並區，形成霧雲。

凝並箱工作原理：經過電除塵器處理的煙氣然後進入凝聚區，這時煙氣中以超細顆粒物居多，通過「湍流凝並」作用下碰撞凝聚，超細顆粒變成大顆粒，即為粒子粗大化；接著進入到後續袋式除塵器內部，粗大化的粒子便於除塵器收塵，這樣便減少了超細顆粒的排放。

「湍流凝並」是指通過特殊的構造，造成煙氣氣流的變化，形成接近湍流的狀態。凝並的主要影響因素是顆粒大小、顆粒的凝聚性能與碰撞機率。湍流大大增加了煙氣中顆粒的碰撞機率。由於凝並箱的特殊構造，使得凝並箱內分部氣流交匯處成為湍流凝並主要發生區域。化學凝並的基礎上，進一步通過湍流凝並，強化了整體的凝並效果。篩孔板起到整流和均布氣流的作用。橫條的斷面形狀呈飛彈頭形，飛彈頭部呈流線型，便於氣流分流，且流線型壓力降較小。橫條斷面的水平部分，起分隔氣流和引導氣流的作用。流線型的橫條使得氣流分分合合，分合交替進行，實現了湍流凝並的優化。

化學凝並原理：噴入的凝並促進劑在霧化器作用下經破碎後形成有一定擴散角度、且表面具有較高粘附活性的霧雲，霧雲吸附於飛灰顆粒表面，在顆粒之間產生液橋，在布袋除塵器前的煙道裡，進而轉化為固橋，促進顆粒凝並，使細小顆粒形成較大的聚團，以及細小顆粒被粗顆粒吸附。

本發明採用的活性炭吸附劑噴射裝置，是在顆粒凝並前噴入粉末狀活性炭，通過活性炭吸附劑的吸附作用來除去煙氣中的汞。在煙氣中噴入活性炭吸附劑是最有效除汞的方法之一。吸附劑為具有一定含碳量的粉煤灰經改性活化後形成的多孔狀、比表面積豐富的顆粒物，同時具有物理和化學吸附功能，其平均粒徑在20μm左右，比表面積>55m2/g，飛灰含碳量在6％~7％左右。

有益效果：本發明提供的裝置和現有裝置相比具有以下優點。

（1）通過本發明所提供的特殊構造，多種凝並協同作用，提高了凝並效率，PM2.5佔煙塵中顆粒的數量濃度較凝並前下降40%~60%，質量濃度較凝並前下降5~15%。

（2）本發明所提供的凝並箱顯著減少PM2.5的排放。本發明主要通過在袋式除塵器前對超細顆粒物進行凝並，使之能夠在袋式除塵器的作用下加以脫除，本發明提供的裝置可以提高電—袋除塵器對超細顆粒物的脫除效率，減少超細煙塵的排放。可以在同等的除塵器的工作狀態和收集方式的條件下，煙塵中PM2.5去除率提高40％~60%。

（3）本發明所提供的凝並箱的各部分，分區合理，功能兼容匹配。

（4）本發明所提供的凝並箱為電—袋除塵器的減容創造了條件。

（5）本發明所提供的凝並箱功能多樣，調節靈活，噴入活性炭等吸附劑加強除汞、砷等有毒重金屬，噴入化學高分子吸附劑即可強化凝並效果；與多種汙染物控制的體系相比，在實現多功能的前提下，減少了投資，簡化了運行，阻力損失小，壓力降低，減少了能耗，運行成本低。

（6）本發明所提供的凝並箱安裝方便，適應面廣，適於各種袋式除塵器之前預處理，也提高了電—袋除塵器對各種不同工業煙塵的適應性。

（7）本發明所提供的凝並箱為電除塵器的改造提供了新的思路。

附圖說明

圖1為本發明提供的雙噴式流線型超細顆粒凝並箱構造示意圖。

圖2為本發明中超細顆粒凝並原理示意圖。

在圖1，2中：1:電除塵器, 2:袋式除塵器,3: 凝並箱,4: 進氣口,5:凝並區，6：出氣口，7：灰鬥，8: 橫條，9: 凝並前顆粒，10: 凝並後結大的顆粒，11：篩孔板，12：引導管Ⅰ，13:噴嘴，14：引導管Ⅱ，15：擋板，A:湍流凝並主要發生區域。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明。

實施例1

某工業煙塵廢氣，處理量為80000m3/h採用本發明提供的凝並箱。整個凝並箱呈箱式，適於安裝在電—袋除塵器之間；凝並箱由進氣口、出氣口、凝並區和灰鬥組成；進氣口為電除塵器之後的通道，煙氣由電除塵器而來；凝並區中設置有3組橫條，橫條橫置於凝並區中，橫條的斷面形狀為流線型的飛彈頭狀；出氣口位於凝並區下部，灰鬥上方，設置成過流通道，經凝並之後的煙氣進入袋式除塵器進行處理；灰鬥設置於凝並區下方，與電—袋除塵器的其它灰鬥平齊。

凝並區中設置的每組橫條上下排列，橫條的斷面形狀飛彈頭部長度為10cm，水平部分長為20 cm；橫條的高度為20cm；相鄰兩隻橫條之間的間距取橫條高度的1.0倍；相鄰兩組橫條之間的間距取橫條斷面長度的1.0倍，相鄰兩組橫條之間錯位設置。在圖2中，A為湍流凝並主要發生的區域。

在凝並區的入口處，設置篩孔板，讓氣流通過；篩孔板後豎向設置一組噴嘴，噴嘴通過管道與氣泵相連，可將活性炭等吸附劑通過引導管經噴嘴噴入凝並區。

在凝並區內設置一組噴嘴，由配液泵將凝並促進劑和水充分混合，混合後的凝並促進劑溶液經霧化後，通過引導管接入噴嘴，噴入凝並區，形成霧雲。凝並促進劑佔水的質量百分比為1.5%；凝並促進劑溶液流量佔煙氣流量體積百分比為0.1%。經袋式除塵處理後的煙氣，通過引風機將淨化後達到排放標準的煙氣從排氣筒排出。

採用該裝置處理使超細煙塵凝並成較大粒徑的顆粒，並通過袋式除塵器加以脫除。採用本發明提供的凝並箱，進行強化凝並，後接袋式除塵器，整個工藝總除塵效率99.98%以上，煙氣含塵排放濃度小於20mg/Nm3， PM2.5去除率提高60%。