[發(fā)明專利]一種多尺度湍流耦合促進(jìn)顆粒物團(tuán)聚的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110016487.2
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112807925B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊林軍;孫宗康;張亞平;岳修鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: B01D51/02
• 分類號: B01D51/02
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 郝雅潔

本發(fā)明涉及一種尺度湍流耦合促進(jìn)顆粒物團(tuán)聚的裝置，包括殼體，所述殼體內(nèi)形成有煙氣流道，所述煙氣流道內(nèi)沿?zé)煔鈦砹鞣较蛟O(shè)有多組擾流組件，每組所述擾流組件包括位于上游位置的第一擾流子和位于所述第一擾流子下游的第二擾流子，所述第一擾流子使煙氣產(chǎn)生大尺度渦流，所述第二擾流子使煙氣在大尺度渦流基礎(chǔ)上產(chǎn)生一系列小尺度渦流，以增加煙氣擾動(dòng)程度同時(shí)可以延長停留時(shí)間。保證顆粒物在團(tuán)聚裝置內(nèi)的團(tuán)聚效果。本發(fā)明可應(yīng)用于空預(yù)器與靜電除塵器之間，經(jīng)過團(tuán)聚后的含塵煙氣經(jīng)過靜電除塵器進(jìn)行脫除，實(shí)現(xiàn)顆粒物的團(tuán)聚與高效脫除。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顆粒物團(tuán)聚效應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種多尺度湍流耦合促進(jìn)顆粒物團(tuán)聚的裝置。

背景技術(shù)

燃煤等化石燃料的燃燒是細(xì)顆粒物的主要來源。我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國家，煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量比重長期穩(wěn)定在70％左右，因此，燃煤細(xì)顆粒物排放的治理問題已成為重中之重。目前我國大部分燃煤電廠使用的除塵設(shè)備主要為靜電除塵器與布袋除塵器等。這些傳統(tǒng)的除塵設(shè)備對粒徑較大的粗顆粒脫除效率較高，但是由于細(xì)顆粒物粒徑較小，具有特殊的氣動(dòng)特性，因此其脫除效果相對較差。細(xì)顆粒物有效控制的技術(shù)發(fā)展方向主要為采用新型高效除塵技術(shù)，以及在常規(guī)除塵設(shè)備前設(shè)置預(yù)處理措施使其通過物理或化學(xué)作用長大成較大顆粒后加以清除。細(xì)顆粒物團(tuán)聚技術(shù)主要包括聲波團(tuán)聚、化學(xué)團(tuán)聚、電團(tuán)聚、磁團(tuán)聚、水汽相變團(tuán)聚以及湍流團(tuán)聚等。其中湍流團(tuán)聚技術(shù)是利用細(xì)顆粒物在湍流流場中的速度梯度以及湍流脈動(dòng)作用而引起的團(tuán)聚現(xiàn)象，因其結(jié)構(gòu)簡單，使用及改造成本較低等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣大研究者的關(guān)注。

湍流團(tuán)聚與其他團(tuán)聚技術(shù)，例如蒸汽相變、化學(xué)團(tuán)聚等耦合技術(shù)也有發(fā)展。申請?zhí)枮?01621297870.0的實(shí)用新型專利提出了一種燒結(jié)煙氣微細(xì)顆粒物折轉(zhuǎn)捕集單元及團(tuán)聚捕集裝置，團(tuán)聚部分主要采用化學(xué)團(tuán)聚以及湍流團(tuán)聚的方法。該實(shí)用新型利用團(tuán)聚劑噴頭向團(tuán)聚裝置噴入團(tuán)聚劑，但團(tuán)聚效果受很多因素影響，比如團(tuán)聚劑劑量、團(tuán)聚劑濃度、溫度、以及表面活性的影響，所以實(shí)際操作起來比較困難，同時(shí)，化學(xué)團(tuán)聚會(huì)產(chǎn)生其他污染物，還要對其進(jìn)行后處理，故化學(xué)團(tuán)聚與湍流團(tuán)聚耦合的團(tuán)聚方式不利于實(shí)際操作。

劉含笑(劉含笑.燃煤超細(xì)顆粒物渦聚并數(shù)值模擬[D].華北電力大學(xué),2012.)設(shè)計(jì)出一種團(tuán)聚裝置，團(tuán)聚裝置內(nèi)部在靠近入口處布置了四個(gè)三棱柱來分流，然后在后方布置了三行Z形渦片，每行六個(gè)渦片，Z形渦片的角度與來流煙氣方向垂直，其不足之處：渦片間的距離較近，會(huì)使后面渦片影響前面渦的發(fā)展，破壞已形成的旋渦，進(jìn)而影響團(tuán)聚效果；另外，由于渦片數(shù)目過多會(huì)導(dǎo)致阻力增加，壓力降增大，不利于設(shè)備的正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種多尺度湍流耦合促進(jìn)顆粒物團(tuán)聚的裝置，利用第一擾流子產(chǎn)生大尺度渦流，再利用第二擾流子在上游大尺度渦流的作用下產(chǎn)生一系列小尺度的渦流，增加煙氣擾動(dòng)程度，同時(shí)第二擾流子可以緩解第一擾流子引起的煙氣流速激增，在保證煙氣擾動(dòng)的情況下延長煙氣停留時(shí)間，從而極大地提升顆粒物在團(tuán)聚裝置內(nèi)的團(tuán)聚效果。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種多尺度湍流耦合促進(jìn)顆粒物團(tuán)聚的裝置，包括殼體，所述殼體內(nèi)形成有煙氣流道，所述煙氣流道內(nèi)沿?zé)煔鈦砹鞣较蛟O(shè)有多組擾流組件，每組所述擾流組件包括位于上游位置的第一擾流子和位于所述第一擾流子下游的第二擾流子，所述第一擾流子使煙氣產(chǎn)生大尺度渦流，所述第二擾流子使煙氣在大尺度渦流基礎(chǔ)上產(chǎn)生一系列小尺度渦流，以增加煙氣擾動(dòng)程度延長停留時(shí)間。

所述第一擾流子包括至少一組沿所述殼體的寬度方向間隔設(shè)置的兩個(gè)Z字型擾流板；所述第二擾流子包括多個(gè)十字型擾流板，多個(gè)十字型擾流板依次間隔設(shè)置在每個(gè)所述Z字型擾流板的下游；每個(gè)所述Z字型擾流板的迎風(fēng)面及背風(fēng)面呈折彎形，兩個(gè)Z字型擾流板沿?zé)煔鈦砹鞣较蜷g隔且鏡像設(shè)置，并且兩個(gè)Z字型擾流板的迎風(fēng)面均由殼體側(cè)面向中心位置傾斜，使兩個(gè)Z字型擾流板之間形成折彎形的導(dǎo)流通道。

每個(gè)十字型擾流板包括垂直交叉呈十字形的兩個(gè)單元板，其中一個(gè)單元板與煙氣來流方向平行。