[发明专利]一种利用超声波雾化荷电湍流团聚颗粒物的系统及方法

说明书

本发明一种利用超声波雾化荷电湍流团聚颗粒物的系统及方法，所述系统包括流道主体，以及依次设置在流道主体上的装置主体由入口段、雾化荷电装置、预混合段和湍流扰动段；所述的雾化荷电装置用于将超声波雾化液滴经荷电后喷入流道主体内；所述的预混合段布置有若干V形混合叶片，V形混合叶片开口背向来流方向，两端固定于流道主体内壁；所述的湍流扰动段包括若干湍流扰动件；所述的湍流扰动件包括圆弧板面和凸起钝体；凸起钝体设置在圆弧板面的拱起侧面上；湍流扰动件以烟气流向为列，垂直烟气流向为行的形式布置于流道主体内；相同行内的湍流扰动件均沿相同方向布置，相邻行内的湍流扰动件沿相反方向布置。

技术领域

本发明属于工业烟粉尘颗粒物排放控制技术领域，具体涉及一种利用超声波荷电湍流团聚颗粒物的系统及方法。

背景技术

当前，我国大范围雾霾污染问题日益突出。研究表明，燃煤烟气中的细颗粒物空气动力学直径小于2.5μm，简称PM2.5是大气气溶胶浓度高和雾霾天气形成的主要原因。目前，针对细颗粒物的净化，国内外的控制技术研究主要运用物理以及化学等方法将细颗粒物团聚成为较大颗粒，再借助传统除尘设备将其除去，从而更好地提高细颗粒物的脱除效率。现阶段主要的团聚技术包括声波团聚、磁团聚、蒸汽相变团聚、电凝并、化学团聚和湍流团聚技术等。其中，湍流团聚作为新型研究方向，主要通过物理或化学方法将细颗粒团聚成较大粒径的颗粒，而后再通过传统除尘器出去颗粒物。这种细颗粒物预处理方式已经成为目前的主要研究方向。

公开号为CN102000472B的中国专利“促进颗粒物相互作用的装置及方法”公布了一种呈叶型、瓦片形、“s”字形、“z”字形、椭圆形等型式的扰流元件，通过利用扰流元件尾流产涡的湍流效应，增加颗粒间的碰撞几率，但该类产涡叶片形状过于趋近流线型，产涡效应不足且产涡尺寸单一。

李云飞在2014年的《哈尔滨工业大学》中发表的“烟气细颗粒物湍流团聚的研究”通过数值模拟研究圆柱与涡片的扰流团聚效果，提出一种新型湍流凝聚器。通过布置为圆柱与“+”型涡片结合，增加小涡形成，强化湍流团聚效果，但该布置形式对涡片尾流利用不足，团聚效果不够理想。

公开号为CN100531875的中国专利“用于混合流体流以使颗粒聚结的方法和设备”公布了由indigo公司设计的一种用于混合流体以使颗粒聚结的方法和设备，该发明考虑到细颗粒物在流体中粘性力起支配作用，提出了一种复合混流构件，用于产生大规模湍流并兼顾在支流内产生小规模湍流区，用于增加细颗粒间相互作用机率，但该设计结构复杂，且布置形式不利于流体的流动，易造成较大的压力损失，且未考虑到颗粒表面粘合特性而造成的粘合效率问题等。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种利用超声波雾化荷电湍流团聚颗粒物的系统及方法，用于产生大小规模兼具的湍流流动，由此促进细颗粒团聚或更有效地与大颗粒聚合，具有结构简单、主动可控且适用性广泛的特点。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种利用超声波雾化荷电湍流团聚颗粒物的系统，包括流道主体，以及依次设置在流道主体上的装置主体由入口段、雾化荷电装置、预混合段和湍流扰动段；

所述的雾化荷电装置用于将超声波雾化液滴经荷电后喷入流道主体内；

所述的预混合段布置有若干V形混合叶片，V形混合叶片开口背向来流方向，两端固定于流道主体内壁；

所述的湍流扰动段包括若干湍流扰动件；所述的湍流扰动件包括圆弧板面和凸起钝体；凸起钝体设置在圆弧板面的拱起侧面上；湍流扰动件以烟气流向为列，垂直烟气流向为行的形式布置于流道主体内；相同行内的湍流扰动件均沿相同方向布置，相邻行内的湍流扰动件沿相反方向布置。

优选的，所述的雾化荷电装置设置在流道主体的一侧或对称设置在流道主体的两侧，其包括环形荷电极板、超声波雾化器和雾化喷口；