[發明專利]湍流團聚室及應用該團聚室脫除超細顆粒物的方法

有效

• 申請號: 201610283143.7
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105854500B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 陳占秀;李陽;楊歷;劉聯勝;閔春華;李想
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01D51/02
• 分類號: B01D51/02
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群,付長杰

技術領域

本發明屬于脫除燃煤鍋爐煙氣中超細顆粒物的技術領域，具體涉及湍流團聚室及應用該團聚室脫除超細顆粒物的方法。

背景技術

近年來，細顆粒物(簡稱PM_2.5)對空氣環境和人們身體健康的影響已經成為公眾關注的焦點問題。我國作為世界上煤炭消耗最大的國家，尤其燃煤鍋爐中的煤炭消耗量巨大，因此，煤燃燒產生煙塵顆粒物成為大氣顆粒物的主要來源之一。頻繁出現的霧霾天氣，已經嚴重影響到了人們的日常生活，含塵空氣被吸入人體后會引發相關的呼吸道疾病，還會對人體的健康造成影響。同時，煙塵顆粒物的排放也引起空氣質量的下降，導致酸雨的形成和臭氧層的破壞等。近年來，在國家各項環保措施的提出和實行下，大型電廠的鍋爐的煙氣處理已經基本達到排放標準，但大部分工廠中的工業鍋爐還難以達到排放要求，所以探索一種便捷的適合工業鍋爐煙氣處理的裝置勢在必行。由于PM_2.5粒徑過小，傳統的除塵方式如采用靜電除塵器或布袋除塵器等均難以有效控制PM_2.5的排放，所以在除塵器前面設置預處理階段能夠通過物理或者化學作用使細顆粒團聚成較大粒徑的顆粒，從而能夠被傳統除塵器所脫除成為了一種新型的除塵方法。如今這種帶有預處理的除塵技術已經成為未來發展的熱門方向。

顆粒團聚預處理技術有很多種，包括聲波團聚、化學團聚、湍流團聚、電團聚、磁團聚、蒸汽相變團聚、熱泳沉積等；在眾多新的團聚技術中，湍流團聚技術因不需要對現有除塵設備做任何改變，且對除塵裝置固有布局改動不大，操作簡單、投資、運行成本較低，脫除效率高，具有很好的發展前景。

湍流團聚室的研究目前在湍流團聚技術中成為主要方向，在團聚室中主要是通過改變擾流裝置種類和排列方式產生漩渦來達到很好的團聚效果。但是現有湍流團聚室由于擾流部件排列復雜，使得運行費用較高且易于堵灰；設置的渦片主要考慮產渦效果，而忽略阻力的增加。

李云飛(李云飛.煙氣細顆粒物湍流團聚的研究[D].哈爾濱工業大學.2014)通過建立新的模型，研究了渦片和擾流圓柱的排布方式對團聚效果的影響，進而提出了一種新型湍流凝聚器。該凝聚器采用的渦片為“+”字形截面葉片，十字形渦片產渦效果較好，其不足之處在于如此設置形成的阻力較大，致使渦片后產生漩渦尾流利用較差，并造成大顆粒在團聚室內沉積。

劉含笑(劉含笑.燃煤超細顆粒物渦聚并數值模擬.華北電力大學.2012)模擬了聚并器內超細顆粒物的湍流團聚過程。采用大小渦片相互組合而成的擾流裝置，雖然大小渦片的組合方式能夠產生更多的渦街，但是由于擋板的存在和擾流柱數量的增多，使得阻力增加較多，而且安裝擋板使得結構復雜，渦片三行布置數量過多，間距過小，對煙氣流速的要求較高。

申請號為201210056892.8的發明專利提出了一種荷電輔助促進顆粒物相互作用的裝置及方法。在通道內依次設置雙極預荷電段、導流段和混合段。雙極預荷電段布置有正、負相間的電極板固定在通道內壁，電極板分別連接高壓電源的正、負兩極；導流段安裝有導流葉片；混合段有依次排列的產渦渦片組成。該裝置的預荷電段的目的是為了使顆粒帶電，在后面的混合段中由于正負電荷的相互吸引使顆粒間的相互作用非常劇烈，但這樣的結構增加了裝置的復雜性，固定電極板的連接件采用不飽和聚酯樹脂玻璃氈板，也增加了投資成本。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種湍流團聚室及應用該團聚室脫除超細顆粒物的方法。該湍流團聚室可以通過利用結構簡單的擾流部件組合來達到產生漩渦促進細顆粒物團聚的效果，湍流團聚室無需外加耗能，節省電極所占空間，且節約電極所消耗的能量，方便安裝；該方法簡化運行條件，簡化設備，操作簡單，更加有利于細顆粒的凝并，顆粒脫除效果顯著。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是：