一種交匯式波形變速管道凝並器的製作方法

2023-08-01 16:39:01

本發明屬於煙氣除塵處理領域，涉及一種交匯式波形變速管道凝並器。

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CN103071591A公開了一種凝聚器產渦裝置，包括機架、電機、由電機驅動的主動軸、從動軸，主動軸和從動軸之間設有至少一條傳動鏈條，所述傳動鏈條上設有產渦片，所述產渦片旁的機架上設有清灰裝置。但渦片過多影響煙氣過流速度，增加了凝聚器的壓力降。

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器。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，從而在主體除塵器內順利脫除，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器。

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。

一種交匯式波形變速管道凝並器，整個凝並器呈管道式，適於安裝在主體除塵器之前的進氣管道中；凝並器由荷電區和凝並區組成；荷電區有一組正、負相間的平行通道，內設負極板、正極板以及用來分隔的絕緣板，煙氣中的粉塵顆粒經荷電後進入凝並區；凝並區設置有波浪形隔板，粉塵顆粒在波浪形隔板之間的通道中進行交匯式強化凝並；經凝並之後的煙氣進入主體除塵器進行處理。

進一步地，凝並區中設置的波浪形隔板水平布置；相鄰的兩塊波浪形隔板波形變化相對應設置，形成了過流斷面變化的通道；相鄰的兩塊波浪形隔板之間相通，有交匯段，交匯段間隔設置；波浪形隔板高度為10~15cm；相鄰的兩塊波浪形隔板之間的間距取30~40cm。

進一步地，在凝並區的入口處，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氣流攜帶經噴嘴噴入凝並區。

進一步地，在凝並區的入口處，豎向設置一組噴嘴，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。

凝並器工作原理：氣流首先經過雙極荷電區，雙極荷電區有一組正、負相間的平行通道，粉塵通過時，按其通道的正或負，分別獲得正電荷或負電荷。這樣，粉塵粒子一半荷正電，一半荷負電。然後進入凝並區，帶正電的粒子和帶負電的粒子在「靜電力凝並」、「湍流凝並」和「化學凝並」的共同作用下碰撞凝聚，超細顆粒變成大顆粒，簡稱粒子粗大化；接著進入到後續主體除塵器（電除塵器或布袋除塵器）內部，粗大化的粒子便於除塵器收塵，這樣便減少了細微顆粒的排放。

「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、速度梯度與碰撞機率。待處理煙塵中，不缺乏大的粒子，大的粒子可作為核心，與超細粒子碰撞結大。凝聚性能方面：氣流首先經過雙極荷電區，分別獲得正電荷或負電荷。這樣，粉塵粒子一半荷正電，一半荷負電，在凝並區，帶正電的粒子和帶負電的粒子在「靜電力」作用下有良好的凝並性能。湍流大大增加了煙氣中顆粒的碰撞機率。由於凝並器的特殊構造，波浪形隔板之間構成了過流斷面不斷變化的通道，使得過境氣流的流速不斷的變化。而其中的顆粒由於與煙氣密度不同而不能完全隨氣流的流速變化而變化，尤其是較大的顆粒存在慣性，對於速度變化的反應比超細顆粒要延遲。因此在波形通道中過流時，在分部氣流流速變化處，大顆粒和超細顆粒之間存在著明顯的速度梯度。這個速度梯度能加大顆粒碰撞機率，顯著增強凝並效果。凝並器內分部氣流流速變化處成為湍流凝並主要發生區域。相鄰的兩塊波浪形隔板之間有相通交匯段，使得具有不同速度的大小顆粒不局限於本來的通道中，而與上下通道交匯，進一步加大顆粒碰撞機率，進一步體現了速度梯度導致的湍流凝並。在靜電力和化學凝並的基礎上，進一步通過湍流凝並，強化了整體的交匯式凝並效果。

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30%~50%，質量濃度較凝並前下降10~20%。

（2）本發明主要通過在主體除塵裝置前對超細顆粒物進行凝並，使之能夠在主體除塵器的作用下加以脫除，本發明提供的裝置可以提高主體除塵器對超細顆粒物的脫除效率，減少超細煙塵的排放。可以在同等的主體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30％~50%。

（3）本發明所提供的凝並器的各部分，分區合理，功能兼容匹配。

（4）本發明所提供的凝並器為主體除塵器（電除塵器或袋式除塵器）的減容創造了條件。

（5）本發明所提供的凝並器顯著減少PM2.5及汞等有毒重金屬的排放。

（6）本發明所提供的凝並器功能多樣，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。

（7）安裝方便，適應面廣，適於各種主體除塵器之前預處理，也提高了電除塵器或袋式除塵器對各種不同工業煙塵的適應性。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種交匯式波形變速管道凝並器構造示意圖。

在圖1中：1:荷電區, 2:凝並區,3:負極板,4:絕緣板,5:正極板，6：波浪形隔板，7：引導管，8: 噴嘴， A: 分部氣流流速變化處，B、C、D:過流通道不同斷面處，E: 分部氣流交匯處。

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器。整個凝並器呈管道式，安裝在主體除塵器—電除塵器，之前的進氣管道中；凝並器由雙極荷電區和凝並區組成；雙極荷電區有一組正、負相間的平行通道，內設負極板、正極板以及用來分隔的絕緣板，煙氣中的粉塵經荷電後進入凝並區；凝並區設置有波浪形隔板，粉塵顆粒在波浪形隔板之間的通道中進行交匯式強化凝並；經凝並之後的煙氣進入主體除塵器進行處理。

凝並區中設置的波浪形隔板水平布置；相鄰的兩塊波浪形隔板波形變化相對應設置，形成了過流斷面變化的通道；相鄰的兩塊波浪形隔板之間相通，有交匯段，交匯段間隔設置；波浪形隔板高度為10cm；相鄰的兩塊波浪形隔板之間的間距取30cm。在圖1中，分部氣流過流流速VD>VC>VB，A為分部氣流流速變化處，E為分部氣流交匯處，也都是速度梯度導致的湍流凝並主要發生的區域。

在凝並區的入口處，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%。經電除塵處理後的煙氣，通過引風機將淨化後達到排放標準的煙氣從排氣筒排出。

採用本發明提供的凝並器，進行強化凝並，後接主體除塵器，整個工藝總除塵效率99.98%以上，煙氣含塵排放濃度小於30mg/Nm3，排放煙氣中PM2.5去除率提高50％。