[发明专利]一种基于水汽相变强化过饱和场构建的装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于水汽相变强化过饱和场构建的装置和方法，包括一级过饱和构建室，二级过饱和构建室，一级过饱和构建室外侧壁上设有烟气进口，室内设有小布风板；二级过饱和构建室的外侧壁设有烟气进口，室内设有大布风板；一级过饱和构建室上下端环圆周设有盘管；二级过饱和构建室上下端环圆周设有盘管，上端盘管设有几排喷雾装置；一级过饱和构建室底部设有循环恒温水箱；二级过饱和构建室顶部设有循环恒温水箱。本发明可以适用于不同类型的烟气，弥补了单一的烟气加热或冷却过饱和度水平在后半段下降的现象，提高了过饱和水平，同是可以分别通过温度有效地调节两级过饱和度的大小，还可以保证水的循环利用并在一定程度上节约能耗。

技术领域

本发明属于基于水汽相变促进烟气细颗粒物长大技术研究领域，特别涉及一种基于水汽相变强化过饱和场构建的装置和方法。

背景技术

细颗粒物PM2.5污染已成为突出的大气环境问题，PM2.5不仅能通过呼吸系统进入人体，沉积在肺部对人体健康造成严重危害，也是导致大气能见度降低、光化学烟雾等环境问题的重要因素之一。然而常规除尘技术对PM2.5的捕集效率很低，数量上，占有飞灰数量90％以上的细颗粒因不能有效脱除而直接排入大气。目前对PM2.5排放处理方式主要是采取在除尘器或洗涤器前设置预处理设施，使其通过物理或化学作用长大成较大颗粒后再加以脱除，其中利用蒸汽相变促进细颗粒物长大成为脱除PM2.5预处理技术的重要研究路线之一。应用蒸汽相变促使细颗粒物长大机理是：在过饱和蒸汽环境中，蒸汽以细颗粒物为凝结核发生相变，使微粒粒径长大，质量增加。过饱和环境的构建为细颗粒长大提供了必要的环境条件，并影响细颗粒的长大效果。在单一的对高湿烟气冷却或饱和冷气体与高温液体相接触的方式生长管中会出现严重的过饱和水平分布不均的现象，在后半段出现过饱和度的快速下降，这使得烟气中细颗粒在生长管后半段的生长受到阻碍。

发明内容

本发明为解决上述生长管中过饱和度分布不均的问题，提高生长管中整体的过饱和水平，提出一种基于水汽相变强化过饱和场构建的装置和方法。

本发明采用的技术方案为：一种基于水汽相变强化过饱和场构建的装置，包括一级过饱和构建室和二级过饱和构建室；

所述一级过饱和构建室的外侧壁上设有烟气进口一和烟气进口二，烟气进口一的末端处设有小布风板一，烟气进口二的末端处设有小布风板二；一级过饱和构建室上端和下端环圆周设有盘管一；一级过饱和构建室下端盘管一通过进水阀门一、循环水泵一与循环恒温水箱一连接，循环恒温水箱一设有补给水口一并连接旁路水进口阀门一；一级过饱和构建室上端盘管一通过出水口一与过滤装置一连接，出水口一上设有温度计一，过滤装置一分别与回流阀门一，旁路循环泵一相连；

所述二级过饱和构建室的外侧壁设有烟气进口三和烟气进口四，烟气进口三和烟气进口四的末端处共同设置有大布风板；二级过饱和构建室上端和下端环圆周设有盘管二；二级过饱和构建室上端盘管二设有多排喷雾装置，并通过进水阀门二与循环恒温水箱二连接，循环恒温水箱二设有补给水口二并连接旁路水进口阀门二；二级过饱和构建室下端盘管二通过出水口二与过滤装置二连接，出水口二上设有温度计二，过滤装置二分别与回流阀门二，旁路循环泵二相连，回流阀门二与回流循环泵相连；

所述小布风板一、小布风板二的横截面积与一级过饱和构建室及二级过饱和构建室之间空隙的横截面积相等，所述大布风板与二级过饱和构建室的横截面积相等。

所述盘管一上设有若干水出口，保证在一级过饱和构建室内层形成水幕。所述盘管二上设有若干水出口，保证在二级过饱和构建室内层形成水幕，同时与喷雾装置有管路相连，保证对喷雾装置的供水要求。所选用的烟气为低温高湿或高温高湿含尘烟气。

作为优选，所述一级过饱和构建室和二级过饱和构建室的形状为圆柱体。

作为优选，所述一级过饱和构建室的外层采用良好的保温绝热材料，保证不与外界发生热量交换；所述二级过饱和构建室的外层也采用良好的保温绝热材料，保证烟气在一级过饱和构建室中不与二级过饱和构建室发生热量交换。