本發(fā)明屬于煙氣除塵處理領域，涉及一種新型超細顆粒凝并器。

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(huán)境中PM_2.5(主要為PM_0.4-1.0)含量過高是導致霧霾天氣的主要原因。因此，如何控制PM_2.5產(chǎn)生，并減少其存在，成為亟待解決的問題。

中國專利CN101664623A公開了涉及用于工業(yè)煙塵治理的微細粒子除塵器。具體是通過對現(xiàn)有二級過濾方式的電袋復合除塵器改進，在濾袋除塵機構(gòu)的出口與引風機的進口之間設有湍流渦旋機構(gòu)，該湍流渦旋機構(gòu)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斗狀，其底部連接著灰斗室。經(jīng)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(jīng)過導風板，使氣流發(fā)生向下偏轉(zhuǎn)，進入湍流渦旋室，較細顆粒物與湍流渦旋室內(nèi)壁產(chǎn)生擴散和碰撞促使微細粒子沉淀，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并，凝并效率并不高。

中國專利CN103071591A公開了一種凝聚器產(chǎn)渦裝置，包括機架、電機、由電機驅(qū)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(chǎn)渦片，所述產(chǎn)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，針對凝并效率不高、工藝設備復雜等問題，很有必要在現(xiàn)有技術的基礎上，研究開發(fā)強化凝并的超細顆粒凝并器。在傳統(tǒng)的除塵器的基礎上，增設凝并處理裝置，使超細顆粒物通過物理方法或物化方法凝并成較大顆粒，從而在主體除塵器內(nèi)順利脫除，是現(xiàn)在除塵技術發(fā)展的趨勢。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術的不足，提出一種針對性強、適應面廣、構(gòu)造簡單、可靠性好的強化凝并的凝并器。

技術方案：為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下的技術方案。

一種新型超細顆粒凝并器，整個凝并器呈管道式，適于安裝在主體除塵器之前的進氣管道中；凝并器由荷電區(qū)和凝并區(qū)組成；荷電區(qū)有一組正、負相間的平行通道，內(nèi)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(jīng)荷電后進入凝并區(qū)；所述的凝并區(qū)中設置有2~4組橫條，橫條橫置于凝并區(qū)中，橫條的斷面形狀為橫置Y形；經(jīng)凝并之后的煙氣進入主體除塵器進行處理。

進一步地，凝并區(qū)中設置的每組橫條上下排列，橫條的斷面形狀為橫置Y形，橫置Y形的水平部分長為20~30 cm；橫置Y形的角形開口角度為70~120度，長度為10~15cm；橫置Y形的角形開口高度即為橫條整個高度，取15~30cm；相鄰兩只橫條之間的間距取橫條高度的1.0~2.0倍；相鄰兩組橫條之間的間距取橫條斷面長度的1.0~2.0倍，相鄰兩組橫條之間錯位設置。

進一步地，在凝并區(qū)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(jīng)噴嘴噴入凝并區(qū)。

進一步地，在凝并區(qū)的入口處，豎向設置一組噴嘴，由配液泵將凝并促進劑和水充分混合，混合后的凝并促進劑溶液經(jīng)霧化后,通過引導管接入噴嘴，噴入凝并區(qū)，形成霧云。

凝并器工作原理：氣流首先經(jīng)過雙極荷電區(qū)，雙極荷電區(qū)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。然后進入凝并區(qū)，帶正電的粒子和帶負電的粒子在“靜電力凝并”、“湍流凝并”和“化學凝并”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；接著進入到后續(xù)主體除塵器（電除塵器或布袋除塵器）內(nèi)部，粗大化的粒子便于除塵器收塵，這樣便減少了細微顆粒的排放。

“湍流凝并”是指通過特殊的構(gòu)造，造成煙氣氣流的變化，形成接近湍流的狀態(tài)。凝并的主要影響因素是顆粒大小、顆粒的凝聚性能與碰撞幾率。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(jié)大。凝聚性能方面：氣流首先經(jīng)過雙極荷電區(qū)，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，在凝并區(qū)，帶正電的粒子和帶負電的粒子在“靜電力”作用下有良好的凝并性能。湍流大大增加了煙氣中顆粒的碰撞幾率。由于凝并器的特殊構(gòu)造，使得凝并器內(nèi)分部氣流交匯處成為湍流凝并主要發(fā)生區(qū)域。在靜電力和化學凝并的基礎上，進一步通過湍流凝并，強化了整體的凝并效果。凝并器中的橫條的斷面形狀為橫置Y形，橫置Y形的水平部分起分隔氣流和引導氣流的作用；橫置Y形的角形部分，使得氣流轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向的分部氣流與水平直行的氣流發(fā)生較為強烈的碰撞，顆粒物碰撞幾率顯著增大，實現(xiàn)了湍流凝并的優(yōu)化。橫置Y形的橫條制作比較容易。

化學凝并原理：噴入的凝并促進劑在霧化器作用下經(jīng)破碎后形成有一定擴散角度、且表面具有較高粘附活性的霧云，霧云吸附于飛灰顆粒表面，在顆粒之間產(chǎn)生液橋，在布袋除塵器前的煙道里，進而轉(zhuǎn)化為固橋，促進顆粒凝并，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(fā)明采用的活性炭吸附劑噴射裝置，是在顆粒凝并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(jīng)改性活化后形成的多孔狀、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(fā)明提供的裝置和現(xiàn)有裝置相比具有以下優(yōu)點。

（1）通過本發(fā)明所提供的角形特殊構(gòu)造，多種凝并協(xié)同作用，提高了凝并效率，PM_2.5占煙塵中顆粒的數(shù)量濃度較凝并前下降30%~50%，質(zhì)量濃度較凝并前下降10~20%。

（2）本發(fā)明主要通過在主體除塵裝置前對超細顆粒物進行凝并，使之能夠在主體除塵器的作用下加以脫除，本發(fā)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(tài)和收集方式的條件下，煙塵中PM_2.5去除率提高30％~50%。

（3）本發(fā)明所提供的凝并器的各部分，分區(qū)合理，功能兼容匹配。

（4）本發(fā)明所提供的凝并器為主體除塵器（電除塵器或袋式除塵器）的減容創(chuàng)造了條件。

（5）本發(fā)明所提供的凝并器顯著減少PM_2.5及汞等有毒重金屬的排放。

（6）本發(fā)明所提供的凝并器功能多樣，調(diào)節(jié)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并效果；與多種污染物控制的體系相比，在實現(xiàn)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，適于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(yè)煙塵的適應性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種新型超細顆粒凝并器構(gòu)造示意圖。

圖2為本發(fā)明中超細顆粒凝并原理示意圖。

在圖1，2中：1:荷電區(qū), 2:凝并區(qū),3:負極板,4:絕緣板,5:正極板，6：橫條，7：引導管，8: 噴嘴，9: 凝并前顆粒，10: 凝并后結(jié)大的顆粒，A:湍流凝并主要發(fā)生區(qū)域。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明。

實施例1

某工業(yè)煙塵廢氣，處理量為100000m³/h采用本發(fā)明提供的超細顆粒凝并器。整個凝并器呈管道式，安裝在主體除塵器—電除塵器，之前的進氣管道中；凝并器由雙極荷電區(qū)和凝并區(qū)組成；雙極荷電區(qū)有一組正、負相間的平行通道，內(nèi)設負極板、正極板以及用來分隔的絕緣板，煙氣中的粉塵經(jīng)荷電后進入凝并區(qū)；凝并區(qū)中設置有3組橫條，橫條的斷面形狀為橫置Y形；經(jīng)凝并之后的煙氣進入主體除塵器進行處理。

凝并區(qū)中設置的每組橫條上下排列，橫條的斷面形狀為橫置Y形，橫置Y形的水平部分長為20 cm；橫置Y形的角形開口角度為90度，長度為10cm；橫置Y形的角形開口高度即為橫條整個高度，取20cm；相鄰兩只橫條之間的間距取橫條高度的1.5倍；相鄰兩組橫條之間的間距取橫條斷面長度的1.5倍，相鄰兩組橫條之間錯位設置。在圖2中，A為湍流凝并主要發(fā)生的區(qū)域。

在凝并區(qū)的入口處，豎向設置一組噴嘴，由配液泵將凝并促進劑和水充分混合，混合后的凝并促進劑溶液經(jīng)霧化后，通過引導管接入噴嘴，噴入凝并區(qū)，形成霧云。凝并促進劑占水的質(zhì)量百分比為1.5%；凝并促進劑溶液流量占煙氣流量體積百分比為0.1%。經(jīng)電除塵處理后的煙氣，通過引風機將凈化后達到排放標準的煙氣從排氣筒排出。

采用本發(fā)明提供的凝并器，進行強化凝并，后接主體除塵器，整個工藝總除塵效率99.98%以上，煙氣含塵排放濃度小于30mg/Nm³，排放煙氣中PM_2.5去除率提高50％。