[實用新型]蒸汽相變與湍流團(tuán)聚耦合脫除細(xì)顆粒物的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720364747.4
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN206676148U
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉志勇;李佳;李陽;陳占秀;楊歷;閔春華
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01D49/00
• 分類號: B01D49/00
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟(jì)群,付長杰

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于脫除燃煤鍋爐煙氣中超細(xì)顆粒物的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蒸汽相變與湍流團(tuán)聚耦合脫除細(xì)顆粒物的裝置。

背景技術(shù)

空氣中懸浮的細(xì)顆粒物，由于其對人體健康的高危害性。在最近的幾年里已受到人們越來越多的關(guān)注。顆粒物粒徑越小，其在大氣中的擴(kuò)散效果越強(qiáng)，越不容易發(fā)生沉降效果。現(xiàn)階段，為了減少顆粒物的排放大多數(shù)燃煤電廠均采用了較為先進(jìn)的除塵設(shè)備，含塵煙氣中的大粒徑顆粒物可被這些除塵設(shè)備幾乎能全部脫除，但對小粒徑顆粒物而言其脫除效果并不明顯。現(xiàn)階段工廠為了減少硫化物的排放而采用的濕法煙氣脫硫過程，在一定范圍內(nèi)上反而會導(dǎo)致可吸入顆粒物的排放量的增加。傳統(tǒng)的除塵方式對小粒徑顆粒物的脫除效果很弱，所以現(xiàn)階段一般會在傳統(tǒng)除塵器前加裝預(yù)處理裝置。該裝置一般是通過物理或化學(xué)的作用使得小粒徑的顆粒物變?yōu)閭鹘y(tǒng)除塵技術(shù)可以脫除的范圍從而被脫除掉。

顆粒物的預(yù)處理技術(shù)主要包括聲聚并技術(shù)、水汽相變技術(shù)、電聚并技術(shù)、湍流聚并技術(shù)、熱聚并技術(shù)、磁聚并技術(shù)、光聚并、化學(xué)聚并等。在這其中湍流團(tuán)聚的應(yīng)用最為廣泛，而水汽相變的前景最為廣闊。在湍流團(tuán)聚的過程中，為了加強(qiáng)湍流效果，往往會設(shè)置較多的擾流元件，增加了團(tuán)聚效率的同時也使得內(nèi)部阻力過大，而水汽相變則是由于成本等原因在工業(yè)應(yīng)用中并不是十分廣泛。

公開號為CN104801420A的發(fā)明專利提出了一種湍流與化學(xué)團(tuán)聚耦合促進(jìn)長大的裝置及方法。該裝置主要分為化學(xué)團(tuán)聚區(qū)，湍流團(tuán)聚區(qū)以及靜電除塵區(qū)。細(xì)顆粒物先是在化學(xué)團(tuán)聚區(qū)急速長大，然后進(jìn)入湍流團(tuán)聚區(qū)進(jìn)一步聚合長大，最后進(jìn)入靜電除塵區(qū)將長大的顆粒物去除。化學(xué)團(tuán)聚雖然可以有效的提高顆粒物的長大，但是會增加成本且對收集到的顆粒物的后處理造成一定的影響。湍流區(qū)擾流件為10個，擾流件過多，雖然提高了團(tuán)聚幾率，但會對裝置內(nèi)煙氣的流動產(chǎn)生較大的阻力。

公告號為CN101732970B的發(fā)明專利提出了一種燃煤濕法煙氣脫硫工藝中促進(jìn)細(xì)顆粒物脫除的裝置及方法。該裝置的主要部分是蒸汽相變室與預(yù)洗滌塔。位于濕法脫硫塔前部的預(yù)洗滌塔用來提高煙氣濕度，出來的氣體進(jìn)入蒸汽相變室內(nèi)達(dá)到過飽和并發(fā)生相變凝結(jié)長大，凝結(jié)長大后的細(xì)顆粒通過脫硫塔去除。前置的蒸汽相變室與預(yù)洗滌塔會使得工藝變得很復(fù)雜，而若想使得顆粒物在單純的蒸汽相變作用下成長到可脫除范圍需要自行添加蒸汽，消耗大量蒸汽，能耗太大。

實用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種耦合蒸汽相變與湍流團(tuán)聚的裝置及方法。該裝置可以通過少量的擾流元件的簡單耦合產(chǎn)生漩渦，達(dá)到湍流團(tuán)聚的效果。通過向裝置內(nèi)加入濕空氣使得煙氣達(dá)到過飽和狀態(tài)從而實現(xiàn)蒸汽相變，無需加入蒸汽，大大降低了能耗。該方法操作簡單，成本低廉，有利于實現(xiàn)顆粒物的長大以及團(tuán)聚，顆粒物脫除效率顯著提高。

本實用新型解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：提供一種蒸汽相變與湍流團(tuán)聚耦合脫除細(xì)顆粒物的裝置，其特征在于該裝置的入口處連接脫硫塔的出口，在裝置兩側(cè)的壁面各設(shè)置一個梯形噴嘴，兩個梯形噴嘴之間的距離小于入口高度，且兩個梯形噴嘴的長度等于入口寬度，該梯形噴嘴的幾何中心距入口處的距離占裝置總長度的1/6，且兩個梯形噴嘴沿裝置中心線對稱分布；在梯形噴嘴后部的裝置內(nèi)部呈等腰三角形布置三個擾流件，為一個頂角擾流件和兩個底角擾流件，頂角擾流件位于裝置中心線上，頂角擾流件的幾何中心到入口的距離占裝置總長度的7/25，兩個底角擾流件沿裝置中心線呈對稱分布，底角擾流件的幾何中心到入口處的距離占裝置總長度3/5，底角擾流件的幾何中心到裝置中心線的距離為裝置總高度的1/6；裝置的出口處連接除霧器。

一種蒸汽相變與湍流團(tuán)聚耦合脫除細(xì)顆粒物的方法，該方法應(yīng)用上述的裝置，該方法的步驟是：

1)從脫硫塔中流出的煙氣，以8-15m/s的速度進(jìn)入裝置內(nèi)；兩個梯形噴嘴向裝置內(nèi)以 30-50m/s的速度噴入相對濕度為60-80％的濕空氣，使熱煙氣與濕空氣混合；

2)煙氣先流經(jīng)梯形噴嘴，在梯形噴嘴后方產(chǎn)生漩渦，對濕空氣與熱煙氣產(chǎn)生卷吸作用且中小型顆粒物也會被卷吸到漩渦中心，通過碰撞產(chǎn)生團(tuán)聚效果，長大后的顆粒物脫離漩渦，隨主氣流向下游流去；

3)來流煙氣在流過中心線處的頂角擾流件時會產(chǎn)生分流、擾流以及混流的效果，在頂角擾流件后方形成較大的速度梯度，產(chǎn)生兩個方向相反的漩渦，使得細(xì)顆粒物發(fā)生多次碰撞；

4)分流后的煙氣分別流向兩側(cè)的底角擾流件，再一次產(chǎn)生擾流、分流以及混流的效果，使得顆粒物在新的漩渦中進(jìn)一步的長大；