[發明專利]多場協同細顆粒物高效脫除裝置及其方法

有效

• 申請號: 201410032778.0
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103768886A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 駱仲泱;江建平;陳浩;方夢祥;王濤;鄭成航;施正倫;倪明江;岑可法
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D51/02
• 分類號: B01D51/02;B03C3/00;B03C3/40;B03C3/74
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及顆粒物除塵裝置，尤其涉及一種多場協同細顆粒物高效脫除裝置及其方法。

背景技術

我國是一個以燃煤為主要能源的國家,煤炭燃燒在為我們提供熱源和動力的同時,也帶來了嚴重的顆粒物污染，在細顆粒物的來源中，燃煤鍋爐排放占有很大一部分，特別是在各行業廣泛使用的中小型工業鍋爐和工業窯爐，由于缺乏相應的環保控制設備，污染尤為嚴重。氣溶膠顆粒物，特別是細顆粒物PM_2.5，被排入到空氣中之后會嚴重影響人們的日常生活和工作，甚至威脅到人們的生命安全。由于細顆粒物的體積小、重量輕，因此在大氣中停留時間長，漂浮距離遠，影響范圍廣。而且由于它獨特的消光作用，會嚴重降低環境的能見度，造成大面積灰霾天氣，影響人們正常出行。另外，細顆粒物的比表面積比較大，大量有毒有害的重金屬會富集在其表面，而人體對細顆粒物的阻擋能力有限導致細顆粒物可以進入人體呼吸道、沉積在肺泡內，其中的重金屬會進入人體血液，引發哮喘、支氣管和心血管等方面的疾病，危害人體健康。

目前我國大多數燃煤電站鍋爐采用靜電除塵器（ESP）脫除尾部煙氣中的顆粒物。高效的靜電除塵器除塵效率可以高達99.7%，但是對于細顆粒物，尤其是粒徑在0.1微米到1.0微米的顆粒物，仍然會有15%左右的比例逃逸到大氣。因此考慮在靜電除塵器前面加上細顆粒物預團聚裝置，讓細顆粒物在物理或者化學的作用下先團聚長大成較大粒徑的顆粒物，再通過靜電除塵器收集。目前正在研究的團聚方法包括：電團聚、聲波團聚、相變凝結長大和化學團聚等等，但是這些團聚方法單獨作用時都有一定的弊端，對細顆粒物的團聚效果不是很明顯，所以最終的細顆粒物脫除效率不能得到有效提高。

因此，開發一種新型的基于多場協同方法的細顆粒物高效脫除裝置非常必要，將外場凝并和脈沖荷電凝并有效結合，使細顆粒物在電場力、熱泳力、液橋力和固橋力等多種作用力的作用下團聚長大成較大粒徑的顆粒物，最終通過靜電除塵技術實現高效脫除。

發明內容

本發明的目的是克服燃煤電站現有除塵裝置對細顆粒物脫除效果的不足，提供一種多場協同細顆粒物高效脫除裝置及其方法。該細顆粒物脫除裝置可以針對固定源排放的礦物質顆粒物，采用雙凝并區加雙收塵區的結構形式，通過外場凝并區的相變凝結長大技術和化學團聚絮凝機制以及脈沖荷電凝并區的電凝并技術，促進細顆粒物的高效團聚長大，最終通過兩個直流收塵區域實現高效脫除，尤其是細顆粒物高效凝并脫除，有效避免板電極反電暈、二次揚塵、積灰和腐蝕。

多場協同細顆粒物高效脫除裝置包括氣溶膠顆粒物進口、布風板、外場凝并區、直流預收塵區、脈沖荷電凝并區、直流收塵區、氣溶膠出口、噴嘴、水蒸氣及化學團聚劑接入管路、聚四氟乙烯絕緣子、聚四氟乙烯絕緣子防水套管、灰斗漿液出口、負直流高壓電線、正脈沖高壓電線、線電極、灰斗、水膜電極外接水源接入管路、水槽、擋板、板電極；所述氣溶膠顆粒物進口、布風板、外場凝并區、直流預收塵區、脈沖荷電凝并區、直流收塵區、氣溶膠出口順次相連；所述外場凝并區包括噴嘴、水蒸氣及化學團聚劑接入管路、灰斗漿液出口、灰斗；所述噴嘴采用壓力旋轉式噴嘴，布置在流道正中間和灰斗正上方，噴嘴出口方向正對氣溶膠來流方向，噴嘴與固定在外場凝并區頂部的水蒸氣及化學團聚劑接入管路相連；所述直流預收塵區和直流收塵區采用相同的線板式結構布置，其中直流預收塵區包括聚四氟乙烯絕緣子、聚四氟乙烯絕緣子防水套管、灰斗漿液出口、負直流高壓電線、線電極、灰斗、水膜電極外接水源接入管路、水槽、擋板、板電極，直流預收塵區頂部設有多個聚四氟乙烯絕緣子，聚四氟乙烯絕緣子外設有聚四氟乙烯絕緣子防水套管，聚四氟乙烯絕緣子插有線電極，線電極與負直流高壓電線相連，直流預收塵區上部兩側設有水膜電極外接水源接入管路、水槽、擋板，直流預收塵區兩內側壁設有板電極，板電極接地，直流預收塵區下部設有灰斗，灰斗底部設有灰斗漿液出口；所述脈沖荷電凝并區采用線板式結構布置，包括聚四氟乙烯絕緣子、聚四氟乙烯絕緣子防水套管、灰斗漿液出口、正脈沖高壓電線、線電極、灰斗、水膜電極外接水源接入管路、水槽、擋板、板電極，脈沖荷電凝并區頂部設有多個聚四氟乙烯絕緣子，聚四氟乙烯絕緣子外設有聚四氟乙烯絕緣子防水套管，聚四氟乙烯絕緣子插有線電極，線電極與正脈沖高壓電線相連，脈沖荷電凝并區上部兩側設有水膜電極外接水源接入管路、水槽、擋板，脈沖荷電凝并區兩內側壁設有板電極，脈沖荷電凝并區下部設有灰斗，灰斗底部設有灰斗漿液出口。