[发明专利]促进颗粒物相互作用的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够促进烟气来流中不同类型的颗粒物相互作用的装置及方法。

背景技术

许多工业过程中，均有大量对人体有危害的颗粒物生成并被排放入大气，这些颗粒物中，最具危害的为亚微米颗粒物。由于亚微米颗粒物容易被人体吸入且富集有毒化合物，全球各国政府已经制定，并不断更新严厉的法律标准来控制直径少于十个微米的颗粒物(PM10)的排放。鉴于粒径越小的颗粒物入肺越深，直径少于2.5个微米(PM2.5)的颗粒物污染尤其成为各国政府关注的焦点问题。除直接对人体造成伤害外，微细颗粒也是造成大气能见度低的主要空气污染物之一。大气的不透明度主要取决于排放物中细颗粒物的多少，因为光线的消光系数在波长接近于0.1和1个微米附近时达到峰值。

在工业中，各种不同的方法已经被用做从烟气中移除飞灰或其他颗粒污染物。但是一般来说，这些除尘装置或结构复杂、或操作繁复，均具有相当大的局限性。如静电除尘器，很适合把较大的粒子从气流中移除，但对微细颗粒物的过滤效率相当低，特别是对于直径少于2.5个微米的颗粒物；同时静电除尘器的能耗高，结构复杂，易坏损。又如布袋除尘器，不仅增加了烟道阻力，还需定期清灰，并且对于湿度较高的烟气极易糊袋。随着颗粒物污染排放标准越来越严格，原有除尘装置的除尘能力已达极限。同时，工业中绝大多数设备在正常运行状态下，产生的粉粒体的浓度、粒径分布均是非稳态的，是随着时间不断变化的。而传统的粉粒体处理装置都无法根据工业中的实际工况设定工作状态，其能耗、效率都会大打折扣。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种操作方便、具有主动可控性，能够促进颗粒物相互作用的装置及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种促进颗粒物相互作用的装置，其特征在于：它包括一筒状的外壳，所述外壳内沿来流方向通过耐磨板划分为若干通道，每一通道的进口为导流段，所述导流段的后方为混合段；每一所述导流段设置有一组导流叶片，每一所述导流叶片均具有呈流线形的导流面，且通过其上设置的控制轴连接在所述通道内；每一所述混合段设置有一组产涡叶片，每一所述产涡叶片均具有至少一个外凸或内凹的产涡曲面，且每一所述产涡叶片的一侧边缘均呈锯齿状，另一侧均通过其上设置的控制轴连接在所述通道内。

每一所述导流叶片均呈叶形、三角形、瓦片形、楔形、棱形、“s”字形和椭圆形中的一种。

每一所述产涡叶片均呈叶形、瓦片形、“s”字形、“z”字形、椭圆形、具有外凸或内凹曲面的三角形、楔形和棱形中的一种。

所述一组导流叶片由m₁行和n₁列导流叶片组成，m₁≥2，n₁≤3。

所述一组产涡叶片由m₂行和n₂列产涡叶片组成，m₂≥m₁+1，n₂≥4。

产涡叶片组与导流叶片组的流向距离为l₁，l₁≥1.5倍的导流叶片弦长；相邻两产涡叶片之间的行间距为l₂，l₂≥3×l₁。

上述装置的一种促进颗粒物相互作用的方法，其包括以下步骤：1)将筒状外壳内通过耐磨板划分为若干通道，每一通道入口端为导流段，导流段后方为混合段，导流段设置有一组导流叶片，混合段设置有一组产涡叶片；2)来流首先经过导流段，流体的主流方向沿导流叶片外侧流动，而一部分尺寸较大的颗粒因为具有较大的质量和惯性，会向偏离导流叶片的外侧方向运动，使大颗粒的运动与主体流动发生分离；3)在导流段后方，携带灰尘粒子的流体被导入混合段，流体吹过产涡叶片时，在产涡叶片外侧尾部的下游，会产生不同尺寸的漩涡，具有确定尺寸的漩涡能够将某些特定大小的颗粒卷吸、夹带于其中，并随之一起运动，延长相应颗粒物在此区域内的停留时间；而被导流叶片分离出来的大颗粒不会被漩涡卷吸，将会直接穿漩涡而过，增加了不同颗粒发生相互作用的机会，使微细颗粒容易粘附在较大颗粒上，从而配合下游除尘设备去除烟气中的颗粒物。