本發(fā)明屬于煙氣除塵處理領(lǐng)域，涉及一種交匯式波形變速管道凝并器。

背景技術(shù)：

近年來，我國(guó)大中城市霧霾天氣越來越多，嚴(yán)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(dǎo)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(guó)專利CN101664623A公開了涉及用于工業(yè)煙塵治理的微細(xì)粒子除塵器。具體是通過對(duì)現(xiàn)有二級(jí)過濾方式的電袋復(fù)合除塵器改進(jìn)，在濾袋除塵機(jī)構(gòu)的出口與引風(fēng)機(jī)的進(jìn)口之間設(shè)有湍流渦旋機(jī)構(gòu)，該湍流渦旋機(jī)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(jí)處理的含有較細(xì)顆粒物的煙塵進(jìn)入煙塵入口管，經(jīng)過導(dǎo)風(fēng)板，使氣流發(fā)生向下偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入湍流渦旋室，較細(xì)顆粒物與湍流渦旋室內(nèi)壁產(chǎn)生擴(kuò)散和碰撞促使微細(xì)粒子沉淀，使微細(xì)顆粒物從煙塵中分離出來。但該處理工藝中單獨(dú)用湍流渦旋室進(jìn)行細(xì)顆粒物的物化凝并，凝并效率并不高。

中國(guó)專利CN103071591A公開了一種凝聚器產(chǎn)渦裝置，包括機(jī)架、電機(jī)、由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)軸、從動(dòng)軸，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間設(shè)有至少一條傳動(dòng)鏈條，所述傳動(dòng)鏈條上設(shè)有產(chǎn)渦片，所述產(chǎn)渦片旁的機(jī)架上設(shè)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(duì)凝并效率不高、工藝設(shè)備復(fù)雜等問題，很有必要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)強(qiáng)化凝并的超細(xì)顆粒凝并器。在傳統(tǒng)的除塵器的基礎(chǔ)上，增設(shè)凝并處理裝置，使超細(xì)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(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)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(shù)的不足，提出一種針對(duì)性強(qiáng)、適應(yīng)面廣、構(gòu)造優(yōu)化、可靠性好的強(qiáng)化凝并的超細(xì)顆粒凝并器。

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

一種交匯式波形變速管道凝并器，整個(gè)凝并器呈管道式，適于安裝在主體除塵器之前的進(jìn)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(fù)相間的平行通道，內(nèi)設(shè)負(fù)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(jìn)入凝并區(qū)；凝并區(qū)設(shè)置有波浪形隔板，粉塵顆粒在波浪形隔板之間的通道中進(jìn)行交匯式強(qiáng)化凝并；經(jīng)凝并之后的煙氣進(jìn)入主體除塵器進(jìn)行處理。

進(jìn)一步地，凝并區(qū)中設(shè)置的波浪形隔板水平布置；相鄰的兩塊波浪形隔板波形變化相對(duì)應(yīng)設(shè)置，形成了過流斷面變化的通道；相鄰的兩塊波浪形隔板之間相通，有交匯段，交匯段間隔設(shè)置；波浪形隔板高度為10~15cm；相鄰的兩塊波浪形隔板之間的間距取30~40cm。

進(jìn)一步地，在凝并區(qū)的入口處，豎向設(shè)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(jìn)一步地，在凝并區(qū)的入口處，豎向設(shè)置一組噴嘴，由配液泵將凝并促進(jìn)劑和水充分混合，混合后的凝并促進(jìn)劑溶液經(jīng)霧化后,通過引導(dǎo)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(fù)相間的平行通道，粉塵通過時(shí)，按其通道的正或負(fù)，分別獲得正電荷或負(fù)電荷。這樣，粉塵粒子一半荷正電，一半荷負(fù)電。然后進(jìn)入凝并區(qū)，帶正電的粒子和帶負(fù)電的粒子在“靜電力凝并”、“湍流凝并”和“化學(xué)凝并”的共同作用下碰撞凝聚，超細(xì)顆粒變成大顆粒，簡(jiǎn)稱粒子粗大化；接著進(jìn)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(xì)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、速度梯度與碰撞幾率。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(xì)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(fù)電荷。這樣，粉塵粒子一半荷正電，一半荷負(fù)電，在凝并區(qū)，帶正電的粒子和帶負(fù)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，波浪形隔板之間構(gòu)成了過流斷面不斷變化的通道，使得過境氣流的流速不斷的變化。而其中的顆粒由于與煙氣密度不同而不能完全隨氣流的流速變化而變化，尤其是較大的顆粒存在慣性，對(duì)于速度變化的反應(yīng)比超細(xì)顆粒要延遲。因此在波形通道中過流時(shí)，在分部氣流流速變化處，大顆粒和超細(xì)顆粒之間存在著明顯的速度梯度。這個(gè)速度梯度能加大顆粒碰撞幾率，顯著增強(qiáng)凝并效果。凝并器內(nèi)分部氣流流速變化處成為湍流凝并主要發(fā)生區(qū)域。相鄰的兩塊波浪形隔板之間有相通交匯段，使得具有不同速度的大小顆粒不局限于本來的通道中，而與上下通道交匯，進(jìn)一步加大顆粒碰撞幾率，進(jìn)一步體現(xiàn)了速度梯度導(dǎo)致的湍流凝并。在靜電力和化學(xué)凝并的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過湍流凝并，強(qiáng)化了整體的交匯式凝并效果。

化學(xué)凝并原理：噴入的凝并促進(jìn)劑在霧化器作用下經(jīng)破碎后形成有一定擴(kuò)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(jìn)而轉(zhuǎn)化為固橋，促進(jìn)顆粒凝并，使細(xì)小顆粒形成較大的聚團(tuán)，以及細(xì)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(shí)具有物理和化學(xué)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(diǎn)。

（1）通過本發(fā)明所提供的特殊構(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(duì)超細(xì)顆粒物進(jìn)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(duì)超細(xì)顆粒物的脫除效率，減少超細(xì)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(qiáng)除汞、砷等有毒重金屬，噴入化學(xué)高分子吸附劑即可強(qiáng)化凝并效果；與多種污染物控制的體系相比，在實(shí)現(xiàn)多功能的前提下，減少了投資，簡(jiǎn)化了運(yùn)行，阻力損失小，壓力降低，減少了能耗，運(yùn)行成本低。

（7）安裝方便，適應(yīng)面廣，適于各種主體除塵器之前預(yù)處理，也提高了電除塵器或袋式除塵器對(duì)各種不同工業(yè)煙塵的適應(yīng)性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種交匯式波形變速管道凝并器構(gòu)造示意圖。

在圖1中：1:荷電區(qū), 2:凝并區(qū),3:負(fù)極板,4:絕緣板,5:正極板，6：波浪形隔板，7：引導(dǎo)管，8: 噴嘴， A: 分部氣流流速變化處，B、C、D:過流通道不同斷面處，E: 分部氣流交匯處。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。

實(shí)施例1

某工業(yè)煙塵廢氣，處理量為80000m³/h采用本發(fā)明提供的凝并器。整個(gè)凝并器呈管道式，安裝在主體除塵器—電除塵器，之前的進(jìn)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(fù)相間的平行通道，內(nèi)設(shè)負(fù)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(jìn)入凝并區(qū)；凝并區(qū)設(shè)置有波浪形隔板，粉塵顆粒在波浪形隔板之間的通道中進(jìn)行交匯式強(qiáng)化凝并；經(jīng)凝并之后的煙氣進(jìn)入主體除塵器進(jìn)行處理。

凝并區(qū)中設(shè)置的波浪形隔板水平布置；相鄰的兩塊波浪形隔板波形變化相對(duì)應(yīng)設(shè)置，形成了過流斷面變化的通道；相鄰的兩塊波浪形隔板之間相通，有交匯段，交匯段間隔設(shè)置；波浪形隔板高度為10cm；相鄰的兩塊波浪形隔板之間的間距取30cm。在圖1中，分部氣流過流流速V_D>V_C>V_B，A為分部氣流流速變化處，E為分部氣流交匯處，也都是速度梯度導(dǎo)致的湍流凝并主要發(fā)生的區(qū)域。

在凝并區(qū)的入口處，設(shè)置一組噴嘴，由配液泵將凝并促進(jìn)劑和水充分混合，混合后的凝并促進(jìn)劑溶液經(jīng)霧化后，通過引導(dǎo)管接入噴嘴，噴入凝并區(qū)，形成霧云。凝并促進(jìn)劑占水的質(zhì)量百分比為1.5%；凝并促進(jìn)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(fēng)機(jī)將凈化后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的煙氣從排氣筒排出。

采用本發(fā)明提供的凝并器，進(jìn)行強(qiáng)化凝并，后接主體除塵器，整個(gè)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％。