[发明专利]一种温湿调控细颗粒物高效脱除的装置及方法

说明书

本发明公开了一种温湿调控细颗粒物高效脱除的装置及方法，采用横截面结构尺寸相同的箱体结构，且主体通道采用流道中心线重合的串联布置方式，通过先负直流预除尘、一次烟气温湿度调控、声电耦合凝并、二次烟气温湿度调控、后负直流除尘的形式，结合重力沉降、过滤捕集作用、凝结成核作用、声电耦合作用强化细颗粒物的碰撞凝并作用，分区域逐步实现大小粒径颗粒物的高效脱除；通过两级烟气温湿调控收尘区的串联作用以及声团聚和脉冲电凝并的耦合作用，实现烟气温度的局部调控和湿度的逐级加湿，同时实现大小不同粒径颗粒物的分区电凝并作用，同时通过移动网格板和移动电极板的清灰收尘作用强化了细颗粒物的捕集脱除效果，细颗粒物脱除效率高。

技术领域

本发明涉及烟气除尘技术领域，具体地讲，涉及一种温湿调控细颗粒物高效脱除的装置及方法。

背景技术

我国是一个以燃煤为主要能源的国家，煤炭燃烧在为我们提供热源和动力的同时，也带来了严重的颗粒物污染，在细颗粒物的来源中，燃煤锅炉排放占有很大一部分，特别是在各行业广泛使用的中小型工业锅炉和工业窑炉，由于缺乏相应的环保控制设备，污染尤为严重。气溶胶颗粒物，特别是细颗粒物PM_2.5，被排入到空气中之后会严重影响人们的日常生活和工作，甚至威胁到人们的生命安全。由于细颗粒物的体积小、重量轻，因此在大气中停留时间长，漂浮距离远，影响范围广。而且由于它独特的消光作用，会严重降低环境的能见度，造成大面积灰霾天气，影响人们正常出行。另外，细颗粒物的比表面积比较大，大量有毒有害的重金属会富集在其表面，而人体对细颗粒物的阻挡能力有限导致细颗粒物可以进入人体呼吸道、沉积在肺泡内，其中的重金属会进入人体血液，引发哮喘、支气管和心血管等方面的疾病，危害人体健康。

目前我国大多数燃煤电站锅炉主要采用静电除尘器（ESP）脱除尾部烟气中的颗粒物。高效的静电除尘器除尘效率可以高达99.9%，但是对于细颗粒物，尤其是粒径在0.1微米到1.0微米的颗粒物，仍然会有15%左右的比例逃逸到大气。因此考虑在静电收尘机制上叠加多种颗粒物团聚作用，让细颗粒物先团聚长大成较大粒径的颗粒物，再通过静电收尘作用进行收集。目前正在研究的团聚方法包括：电团聚、声波团聚、相变凝结长大和化学团聚等等，其中电团聚的作用能力最强，但传统直流电晕电团聚作用或者单一电团聚形式的团聚效果均不明显，需要进一步提升细颗粒物的脱除效果。此外，现有低低温电除尘器的应用表明在一定范围内的烟气降温有助于提升静电除尘器的除尘效率。

因此，开发一种新型的基于烟气温度湿度调控的声电团聚耦合作用的细颗粒物高效脱除装置非常必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、脱除效率高的温湿调控细颗粒物高效脱除的装置，并给出脱除细颗粒物的方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种温湿调控细颗粒物高效脱除的装置，其特征在于：包括气溶胶入口、布风板、预收尘区、一级调控收尘区、循环泵、声电耦合凝并区、二级调控收尘区、直流收尘区和气溶胶出口；所述气溶胶入口、布风板、预收尘区、一级调控收尘区、声电耦合凝并区、二级调控收尘区、直流收尘区和气溶胶出口从左到右依次布置，且气溶胶入口、布风板、预收尘区、一级调控收尘区、声电耦合凝并区、二级调控收尘区、直流收尘区和气溶胶出口依次相连通；所述预收尘区内设置有负直流高压电线和直流收尘板，且预收尘区的底部设置有预收尘区灰斗；所述一级调控收尘区内设置有一级网格板和烟气冷却换热器，且一级调控收尘区的底部设置有一级网格板清灰装置和一级调控收尘区冲洗池；所述声电耦合凝并区内设置有正脉冲高压电线和平面电极板，且声电耦合凝并区的顶部设置有声波发生器，并且声电耦合凝并区的底部设置有声电耦合凝并区灰斗；所述二级调控收尘区内设置有二级网格板和烟气加热换热器，且二级调控收尘区的底部设置有二级网格板清灰装置和二级调控收尘区冲洗池；所述直流收尘区内设置有负直流高压电线和移动电极板，且直流收尘区的底部设置有直流收尘区灰斗；所述循环泵通过管道与烟气冷却换热器和烟气加热换热器相连通。