[发明专利]一种耦合冷凝机理和电场力的烟气水分收集装置及其工作方法

说明书

本发明公开的一种耦合冷凝机理和电场力的烟气水分收集装置及其工作方法，属于烟气节水技术领域。包括壳体和壳体内沿进口至出口依次设置的烟气检测单元、荷电装置、冷凝装置和离子风生成装置，冷凝装置所处区域设有间歇垂直电场生成装置，离子风生成装置产生的离子风方向与烟气流动方向相反；壳体下部设有冷凝水收集口，冷凝水收集口连接有冷凝水收集装置；冷凝装置包括若干水平设置的换热管，换热管管壁中沿换热管轴线方向设有第一金属丝和第二金属丝，第一金属丝与第二金属丝内电流方向相反。本发明的结构紧凑、能耗低，通过外场引导雾滴高效收集、与仿生材料收水结构相比成本低结构简单坚固长效。

技术领域

本发明属于烟气节水技术领域，具体涉及一种耦合冷凝机理和电场力的烟气水分收集装置及其工作方法。

背景技术

工业产生大量污染烟气，烟气经过污染物处理流程会携带大量水分，这部分水分的排出一方面会对环境造成影响，另一方面也加剧水资源的浪费。烟气中水雾、液滴和颗粒物速度过快在除雾器处难以捕集，但是通过减速和长大进口烟气颗粒物从而更高效收集。

大颗粒物的表面蒸汽分压力要求更低，颗粒物荷电通过电荷-偶极矩效应来抵消表面张力在颗粒物表面凝结更多水分，颗粒物荷电机理可分为电场荷电和扩散荷电两种，颗粒物的电凝并主要有三种类型，分别是异极性荷电颗粒电凝并、交变电场中同极性荷电颗粒电凝并和交变电场中异极性荷电颗粒电凝并。水雾收集装置有传统网状收集装置、仿生材料水雾收集装置、外场驱动水雾收集装置。其中外场驱动包括机械振动、温度、电场、磁场。但是现有的收水装置，普遍存在工艺复杂成本高、寿命短、或回收效果欠佳等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种耦合冷凝机理和电场力的烟气水分收集装置及其工作方法，结构紧凑、能耗低，能够高效回收烟气中的水分。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种耦合冷凝机理和电场力的烟气水分收集装置，包括壳体和壳体内沿进口至出口依次设置的烟气检测单元、荷电装置、冷凝装置和离子风生成装置，冷凝装置所处区域设有间歇垂直电场生成装置，离子风生成装置产生的离子风方向与烟气流动方向相反；壳体下部设有冷凝水收集口，冷凝水收集口连接有冷凝水收集装置；

冷凝装置包括若干水平设置的换热管，换热管管壁中沿换热管轴线方向设有第一金属丝和第二金属丝，第一金属丝与第二金属丝内电流方向相反。

优选地，所述荷电装置包括第一电源和荷电电极，第一电源与荷电电极连接，荷电电极设在壳体内部。

进一步优选地，第一电源为高频叠加脉冲电源；荷电电极为针式或感应圆环式。

优选地，烟气检测单元包括流量检测装置、温度检测装置和湿度检测装置。

优选地，所述间歇垂直电场生成装置包括上极板和下极板，上极板和下极板分别连接电源，上极板和下极板预埋在壳体内。

优选地，壳体下部为漏斗结构，冷凝水收集口设在最低点。

优选地，所述离子风生成装置包括平行设置的接地网栅和阴极放电网栅，阴极放电网栅连接有第三电源。

优选地，换热管为耐腐蚀材质，换热管外表面设有疏水层。

本发明公开的上述耦合冷凝机理和电场力的烟气水分收集装置的工作方法，包括：