一种新型超细颗粒凝并器的制作方法

本发明属于烟气除尘处理领域，涉及一种新型超细颗粒凝并器。

背景技术：

近年来，我国大中城市雾霾天气越来越多，严重影响了城市居民的健康工作和生活，其中城市环境中PM_2.5(主要为PM_0.4-1.0)含量过高是导致雾霾天气的主要原因。因此，如何控制PM_2.5产生，并减少其存在，成为亟待解决的问题。

中国专利CN101664623A公开了涉及用于工业烟尘治理的微细粒子除尘器。具体是通过对现有二级过滤方式的电袋复合除尘器改进，在滤袋除尘机构的出口与引风机的进口之间设有湍流涡旋机构，该湍流涡旋机构包括湍流涡旋室、烟尘入口管和烟尘出口管。湍流涡旋室为横截面为倒等腰梯形的斗状，其底部连接着灰斗室。经过第二级处理的含有较细颗粒物的烟尘进入烟尘入口管，经过导风板，使气流发生向下偏转，进入湍流涡旋室，较细颗粒物与湍流涡旋室内壁产生扩散和碰撞促使微细粒子沉淀，使微细颗粒物从烟尘中分离出来。但该处理工艺中单独用湍流涡旋室进行细颗粒物的物化凝并，凝并效率并不高。

中国专利CN103071591A公开了一种凝聚器产涡装置，包括机架、电机、由电机驱动的主动轴、从动轴，主动轴和从动轴之间设有至少一条传动链条，所述传动链条上设有产涡片，所述产涡片旁的机架上设有清灰装置。但涡片过多影响烟气过流速度，增加了凝聚器的压力降。

因而，针对凝并效率不高、工艺设备复杂等问题，很有必要在现有技术的基础上，研究开发强化凝并的超细颗粒凝并器。在传统的除尘器的基础上，增设凝并处理装置，使超细颗粒物通过物理方法或物化方法凝并成较大颗粒，从而在主体除尘器内顺利脱除，是现在除尘技术发展的趋势。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提出一种针对性强、适应面广、构造简单、可靠性好的强化凝并的凝并器。

技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采用如下的技术方案。

一种新型超细颗粒凝并器，整个凝并器呈管道式，适于安装在主体除尘器之前的进气管道中；凝并器由荷电区和凝并区组成；荷电区有一组正、负相间的平行通道，内设负极板、正极板以及用来分隔的绝缘板，烟气中的粉尘颗粒经荷电后进入凝并区；所述的凝并区中设置有2~4组横条，横条横置于凝并区中，横条的断面形状为横置Y形；经凝并之后的烟气进入主体除尘器进行处理。

进一步地，凝并区中设置的每组横条上下排列，横条的断面形状为横置Y形，横置Y形的水平部分长为20~30 cm；横置Y形的角形开口角度为70~120度，长度为10~15cm；横置Y形的角形开口高度即为横条整个高度，取15~30cm；相邻两只横条之间的间距取横条高度的1.0~2.0倍；相邻两组横条之间的间距取横条断面长度的1.0~2.0倍，相邻两组横条之间错位设置。

进一步地，在凝并区的入口处，竖向设置一组喷嘴，喷嘴通过管道与气泵相连，可将活性炭等吸附剂通过气流携带经喷嘴喷入凝并区。

进一步地，在凝并区的入口处，竖向设置一组喷嘴，由配液泵将凝并促进剂和水充分混合，混合后的凝并促进剂溶液经雾化后,通过引导管接入喷嘴，喷入凝并区，形成雾云。

凝并器工作原理：气流首先经过双极荷电区，双极荷电区有一组正、负相间的平行通道，粉尘通过时，按其通道的正或负，分别获得正电荷或负电荷。这样，粉尘粒子一半荷正电，一半荷负电。然后进入凝并区，带正电的粒子和带负电的粒子在“静电力凝并”、“湍流凝并”和“化学凝并”的共同作用下碰撞凝聚，超细颗粒变成大颗粒，简称粒子粗大化；接着进入到后续主体除尘器（电除尘器或布袋除尘器）内部，粗大化的粒子便于除尘器收尘，这样便减少了细微颗粒的排放。

“湍流凝并”是指通过特殊的构造，造成烟气气流的变化，形成接近湍流的状态。凝并的主要影响因素是颗粒大小、颗粒的凝聚性能与碰撞几率。待处理烟尘中，不缺乏大的粒子，大的粒子可作为核心，与超细粒子碰撞结大。凝聚性能方面：气流首先经过双极荷电区，分别获得正电荷或负电荷。这样，粉尘粒子一半荷正电，一半荷负电，在凝并区，带正电的粒子和带负电的粒子在“静电力”作用下有良好的凝并性能。湍流大大增加了烟气中颗粒的碰撞几率。由于凝并器的特殊构造，使得凝并器内分部气流交汇处成为湍流凝并主要发生区域。在静电力和化学凝并的基础上，进一步通过湍流凝并，强化了整体的凝并效果。凝并器中的横条的断面形状为横置Y形，横置Y形的水平部分起分隔气流和引导气流的作用；横置Y形的角形部分，使得气流转向，转向的分部气流与水平直行的气流发生较为强烈的碰撞，颗粒物碰撞几率显著增大，实现了湍流凝并的优化。横置Y形的横条制作比较容易。

化学凝并原理：喷入的凝并促进剂在雾化器作用下经破碎后形成有一定扩散角度、且表面具有较高粘附活性的雾云，雾云吸附于飞灰颗粒表面，在颗粒之间产生液桥，在布袋除尘器前的烟道里，进而转化为固桥，促进颗粒凝并，使细小颗粒形成较大的聚团，以及细小颗粒被粗颗粒吸附。

本发明采用的活性炭吸附剂喷射装置，是在颗粒凝并前喷入粉末状活性炭，通过活性炭吸附剂的吸附作用来除去烟气中的汞。在烟气中喷入活性炭吸附剂是最有效除汞的方法之一。吸附剂为具有一定含碳量的粉煤灰经改性活化后形成的多孔状、比表面积丰富的颗粒物，同时具有物理和化学吸附功能，其平均粒径在20μm左右，比表面积>55m²/g，飞灰含碳量在6％~7％左右。

有益效果：本发明提供的装置和现有装置相比具有以下优点。

（1）通过本发明所提供的角形特殊构造，多种凝并协同作用，提高了凝并效率，PM_2.5占烟尘中颗粒的数量浓度较凝并前下降30%~50%，质量浓度较凝并前下降10~20%。

（2）本发明主要通过在主体除尘装置前对超细颗粒物进行凝并，使之能够在主体除尘器的作用下加以脱除，本发明提供的装置可以提高主体除尘器对超细颗粒物的脱除效率，减少超细烟尘的排放。可以在同等的主体除尘器的工作状态和收集方式的条件下，烟尘中PM_2.5去除率提高30％~50%。

（3）本发明所提供的凝并器的各部分，分区合理，功能兼容匹配。

（4）本发明所提供的凝并器为主体除尘器（电除尘器或袋式除尘器）的减容创造了条件。

（5）本发明所提供的凝并器显著减少PM_2.5及汞等有毒重金属的排放。

（6）本发明所提供的凝并器功能多样，调节灵活，喷入活性炭等吸附剂加强除汞、砷等有毒重金属，喷入化学高分子吸附剂即可强化凝并效果；与多种污染物控制的体系相比，在实现多功能的前提下，减少了投资，简化了运行，阻力损失小，压力降低，减少了能耗，运行成本低。

（7）安装方便，适应面广，适于各种主体除尘器之前预处理，也提高了电除尘器或袋式除尘器对各种不同工业烟尘的适应性。

附图说明

图1为本发明提供的一种新型超细颗粒凝并器构造示意图。

图2为本发明中超细颗粒凝并原理示意图。

在图1，2中：1:荷电区, 2:凝并区,3:负极板,4:绝缘板,5:正极板，6：横条，7：引导管，8: 喷嘴，9: 凝并前颗粒，10: 凝并后结大的颗粒，A:湍流凝并主要发生区域。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例1

某工业烟尘废气，处理量为100000m³/h采用本发明提供的超细颗粒凝并器。整个凝并器呈管道式，安装在主体除尘器—电除尘器，之前的进气管道中；凝并器由双极荷电区和凝并区组成；双极荷电区有一组正、负相间的平行通道，内设负极板、正极板以及用来分隔的绝缘板，烟气中的粉尘经荷电后进入凝并区；凝并区中设置有3组横条，横条的断面形状为横置Y形；经凝并之后的烟气进入主体除尘器进行处理。

凝并区中设置的每组横条上下排列，横条的断面形状为横置Y形，横置Y形的水平部分长为20 cm；横置Y形的角形开口角度为90度，长度为10cm；横置Y形的角形开口高度即为横条整个高度，取20cm；相邻两只横条之间的间距取横条高度的1.5倍；相邻两组横条之间的间距取横条断面长度的1.5倍，相邻两组横条之间错位设置。在图2中，A为湍流凝并主要发生的区域。

在凝并区的入口处，竖向设置一组喷嘴，由配液泵将凝并促进剂和水充分混合，混合后的凝并促进剂溶液经雾化后，通过引导管接入喷嘴，喷入凝并区，形成雾云。凝并促进剂占水的质量百分比为1.5%；凝并促进剂溶液流量占烟气流量体积百分比为0.1%。经电除尘处理后的烟气，通过引风机将净化后达到排放标准的烟气从排气筒排出。

采用本发明提供的凝并器，进行强化凝并，后接主体除尘器，整个工艺总除尘效率99.98%以上，烟气含尘排放浓度小于30mg/Nm³，排放烟气中PM_2.5去除率提高50％。