[实用新型]蒸汽相变与湍流团聚耦合脱除细颗粒物的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于脱除燃煤锅炉烟气中超细颗粒物的技术领域，具体涉及一种蒸汽相变与湍流团聚耦合脱除细颗粒物的装置。

背景技术

空气中悬浮的细颗粒物，由于其对人体健康的高危害性。在最近的几年里已受到人们越来越多的关注。颗粒物粒径越小，其在大气中的扩散效果越强，越不容易发生沉降效果。现阶段，为了减少颗粒物的排放大多数燃煤电厂均采用了较为先进的除尘设备，含尘烟气中的大粒径颗粒物可被这些除尘设备几乎能全部脱除，但对小粒径颗粒物而言其脱除效果并不明显。现阶段工厂为了减少硫化物的排放而采用的湿法烟气脱硫过程，在一定范围内上反而会导致可吸入颗粒物的排放量的增加。传统的除尘方式对小粒径颗粒物的脱除效果很弱，所以现阶段一般会在传统除尘器前加装预处理装置。该装置一般是通过物理或化学的作用使得小粒径的颗粒物变为传统除尘技术可以脱除的范围从而被脱除掉。

颗粒物的预处理技术主要包括声聚并技术、水汽相变技术、电聚并技术、湍流聚并技术、热聚并技术、磁聚并技术、光聚并、化学聚并等。在这其中湍流团聚的应用最为广泛，而水汽相变的前景最为广阔。在湍流团聚的过程中，为了加强湍流效果，往往会设置较多的扰流元件，增加了团聚效率的同时也使得内部阻力过大，而水汽相变则是由于成本等原因在工业应用中并不是十分广泛。

公开号为CN104801420A的发明专利提出了一种湍流与化学团聚耦合促进长大的装置及方法。该装置主要分为化学团聚区，湍流团聚区以及静电除尘区。细颗粒物先是在化学团聚区急速长大，然后进入湍流团聚区进一步聚合长大，最后进入静电除尘区将长大的颗粒物去除。化学团聚虽然可以有效的提高颗粒物的长大，但是会增加成本且对收集到的颗粒物的后处理造成一定的影响。湍流区扰流件为10个，扰流件过多，虽然提高了团聚几率，但会对装置内烟气的流动产生较大的阻力。

公告号为CN101732970B的发明专利提出了一种燃煤湿法烟气脱硫工艺中促进细颗粒物脱除的装置及方法。该装置的主要部分是蒸汽相变室与预洗涤塔。位于湿法脱硫塔前部的预洗涤塔用来提高烟气湿度，出来的气体进入蒸汽相变室内达到过饱和并发生相变凝结长大，凝结长大后的细颗粒通过脱硫塔去除。前置的蒸汽相变室与预洗涤塔会使得工艺变得很复杂，而若想使得颗粒物在单纯的蒸汽相变作用下成长到可脱除范围需要自行添加蒸汽，消耗大量蒸汽，能耗太大。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种耦合蒸汽相变与湍流团聚的装置及方法。该装置可以通过少量的扰流元件的简单耦合产生漩涡，达到湍流团聚的效果。通过向装置内加入湿空气使得烟气达到过饱和状态从而实现蒸汽相变，无需加入蒸汽，大大降低了能耗。该方法操作简单，成本低廉，有利于实现颗粒物的长大以及团聚，颗粒物脱除效率显著提高。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种蒸汽相变与湍流团聚耦合脱除细颗粒物的装置，其特征在于该装置的入口处连接脱硫塔的出口，在装置两侧的壁面各设置一个梯形喷嘴，两个梯形喷嘴之间的距离小于入口高度，且两个梯形喷嘴的长度等于入口宽度，该梯形喷嘴的几何中心距入口处的距离占装置总长度的1/6，且两个梯形喷嘴沿装置中心线对称分布；在梯形喷嘴后部的装置内部呈等腰三角形布置三个扰流件，为一个顶角扰流件和两个底角扰流件，顶角扰流件位于装置中心线上，顶角扰流件的几何中心到入口的距离占装置总长度的7/25，两个底角扰流件沿装置中心线呈对称分布，底角扰流件的几何中心到入口处的距离占装置总长度3/5，底角扰流件的几何中心到装置中心线的距离为装置总高度的1/6；装置的出口处连接除雾器。

一种蒸汽相变与湍流团聚耦合脱除细颗粒物的方法，该方法应用上述的装置，该方法的步骤是：

1)从脱硫塔中流出的烟气，以8-15m/s的速度进入装置内；两个梯形喷嘴向装置内以 30-50m/s的速度喷入相对湿度为60-80％的湿空气，使热烟气与湿空气混合；

2)烟气先流经梯形喷嘴，在梯形喷嘴后方产生漩涡，对湿空气与热烟气产生卷吸作用且中小型颗粒物也会被卷吸到漩涡中心，通过碰撞产生团聚效果，长大后的颗粒物脱离漩涡，随主气流向下游流去；

3)来流烟气在流过中心线处的顶角扰流件时会产生分流、扰流以及混流的效果，在顶角扰流件后方形成较大的速度梯度，产生两个方向相反的漩涡，使得细颗粒物发生多次碰撞；

4)分流后的烟气分别流向两侧的底角扰流件，再一次产生扰流、分流以及混流的效果，使得颗粒物在新的漩涡中进一步的长大；