[发明专利]湍流团聚室及应用该团聚室脱除超细颗粒物的方法

说明书

技术领域

本发明属于脱除燃煤锅炉烟气中超细颗粒物的技术领域，具体涉及湍流团聚室及应用该团聚室脱除超细颗粒物的方法。

背景技术

近年来，细颗粒物(简称PM_2.5)对空气环境和人们身体健康的影响已经成为公众关注的焦点问题。我国作为世界上煤炭消耗最大的国家，尤其燃煤锅炉中的煤炭消耗量巨大，因此，煤燃烧产生烟尘颗粒物成为大气颗粒物的主要来源之一。频繁出现的雾霾天气，已经严重影响到了人们的日常生活，含尘空气被吸入人体后会引发相关的呼吸道疾病，还会对人体的健康造成影响。同时，烟尘颗粒物的排放也引起空气质量的下降，导致酸雨的形成和臭氧层的破坏等。近年来，在国家各项环保措施的提出和实行下，大型电厂的锅炉的烟气处理已经基本达到排放标准，但大部分工厂中的工业锅炉还难以达到排放要求，所以探索一种便捷的适合工业锅炉烟气处理的装置势在必行。由于PM_2.5粒径过小，传统的除尘方式如采用静电除尘器或布袋除尘器等均难以有效控制PM_2.5的排放，所以在除尘器前面设置预处理阶段能够通过物理或者化学作用使细颗粒团聚成较大粒径的颗粒，从而能够被传统除尘器所脱除成为了一种新型的除尘方法。如今这种带有预处理的除尘技术已经成为未来发展的热门方向。

颗粒团聚预处理技术有很多种，包括声波团聚、化学团聚、湍流团聚、电团聚、磁团聚、蒸汽相变团聚、热泳沉积等；在众多新的团聚技术中，湍流团聚技术因不需要对现有除尘设备做任何改变，且对除尘装置固有布局改动不大，操作简单、投资、运行成本较低，脱除效率高，具有很好的发展前景。

湍流团聚室的研究目前在湍流团聚技术中成为主要方向，在团聚室中主要是通过改变扰流装置种类和排列方式产生漩涡来达到很好的团聚效果。但是现有湍流团聚室由于扰流部件排列复杂，使得运行费用较高且易于堵灰；设置的涡片主要考虑产涡效果，而忽略阻力的增加。

李云飞(李云飞.烟气细颗粒物湍流团聚的研究[D].哈尔滨工业大学.2014)通过建立新的模型，研究了涡片和扰流圆柱的排布方式对团聚效果的影响，进而提出了一种新型湍流凝聚器。该凝聚器采用的涡片为“+”字形截面叶片，十字形涡片产涡效果较好，其不足之处在于如此设置形成的阻力较大，致使涡片后产生漩涡尾流利用较差，并造成大颗粒在团聚室内沉积。

刘含笑(刘含笑.燃煤超细颗粒物涡聚并数值模拟.华北电力大学.2012)模拟了聚并器内超细颗粒物的湍流团聚过程。采用大小涡片相互组合而成的扰流装置，虽然大小涡片的组合方式能够产生更多的涡街，但是由于挡板的存在和扰流柱数量的增多，使得阻力增加较多，而且安装挡板使得结构复杂，涡片三行布置数量过多，间距过小，对烟气流速的要求较高。

申请号为201210056892.8的发明专利提出了一种荷电辅助促进颗粒物相互作用的装置及方法。在通道内依次设置双极预荷电段、导流段和混合段。双极预荷电段布置有正、负相间的电极板固定在通道内壁，电极板分别连接高压电源的正、负两极；导流段安装有导流叶片；混合段有依次排列的产涡涡片组成。该装置的预荷电段的目的是为了使颗粒带电，在后面的混合段中由于正负电荷的相互吸引使颗粒间的相互作用非常剧烈，但这样的结构增加了装置的复杂性，固定电极板的连接件采用不饱和聚酯树脂玻璃毡板，也增加了投资成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种湍流团聚室及应用该团聚室脱除超细颗粒物的方法。该湍流团聚室可以通过利用结构简单的扰流部件组合来达到产生漩涡促进细颗粒物团聚的效果，湍流团聚室无需外加耗能，节省电极所占空间，且节约电极所消耗的能量，方便安装；该方法简化运行条件，简化设备，操作简单，更加有利于细颗粒的凝并，颗粒脱除效果显著。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：