組合型超細顆粒凝并箱的制作方法

本發明屬于煙氣除塵處理領域，涉及組合型超細顆粒凝并箱。

背景技術：

近年來，我國大中城市霧霾天氣越來越多，嚴重影響了城市居民的健康工作和生活，其中城市環境中PM_2.5(主要為PM_0.4-1.0)含量過高是導致霧霾天氣的主要原因。因此，如何控制PM_2.5產生，并減少其存在，成為亟待解決的問題。

中國專利CN101664623A公開了涉及用于工業煙塵治理的微細粒子除塵器。具體是通過對現有二級過濾方式的電袋復合除塵器改進，在濾袋除塵機構的出口與引風機的進口之間設有湍流渦旋機構，該湍流渦旋機構包括湍流渦旋室、煙塵入口管和煙塵出口管。湍流渦旋室為橫截面為倒等腰梯形的斗狀，其底部連接著灰斗室。經過第二級處理的含有較細顆粒物的煙塵進入煙塵入口管，經過導風板，使氣流發生向下偏轉，進入湍流渦旋室，較細顆粒物與湍流渦旋室內壁產生擴散和碰撞促使微細粒子沉淀，使微細顆粒物從煙塵中分離出來。但該處理工藝中單獨用湍流渦旋室進行細顆粒物的物化凝并，凝并效率并不高。

中國專利CN 102423599 A公開了一種一體化脫除工業排放超細和微量污染物的電袋復合凈化裝置和凈化方法。采用沿氣流方向依次設置有吸附劑預噴涂裝置、靜電除塵裝置、超細顆粒凝并裝置、吸附劑噴入裝置和布袋除塵裝置的結構形式，提供了一種結構緊湊、運行成本低、檢修和運行維護方便、在脫除常量粉塵污染物的同時高效脫除超細和微量污染物的一體化電袋復合凈化裝置和凈化方法。超細顆粒凝并裝置由正高壓放電電極等組成。超細顆粒凝并裝置沒有具體的構造，且除荷電外沒有形成良好的凝并條件。中國專利CN 103007670 A控制細微顆粒，協同脫汞的電袋復合除塵器，涉及工業除塵器。電袋復合除塵器設有電袋過渡區，電袋過渡區設于電場區和袋式除塵區之間；灰斗設于殼體的底部，凈氣室設于袋式除塵區頂部，出口煙道設于凈氣室頂部并與凈氣室連通；吸附劑噴入裝置和吸附劑容器設于電袋過渡區的頂部，吸附劑容器的出料口與吸附劑噴入裝置的進料口連接。可以使吸咐劑與煙氣充分混合，吸咐劑分布更均勻，吸咐劑脫汞效果更好。電袋過渡區設有至少2組陽極板和放電極，陽極板和放電極構成電場通道。

以上工藝設備，方法復雜、控制運行難、設備投資和運行費用高。

因而，針對凝并效率不高、工藝設備復雜等問題，很有必要在現有技術的基礎上，研究開發強化凝并的超細顆粒凝并箱。在傳統的除塵器的基礎上，增設凝并處理裝置，使超細顆粒物通過物理方法或物化方法凝并成較大顆粒，從而在后續除塵器內順利脫除，是現在除塵技術發展的趨勢。

技術實現要素：

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提出一種針對性強、適應面廣、構造優化、可靠性好的強化凝并的超細顆粒凝并箱。

技術方案：為了實現本發明的目的，本發明采用如下的技術方案。

組合型超細顆粒凝并箱，整個凝并箱呈箱式，適于安裝在電—袋除塵器之間；凝并箱由進氣口、出氣口、凝并區和灰斗組成；進氣口為電除塵器之后的通道，煙氣由電除塵器而來；凝并區中設置有2~4組橫條，橫條橫置于凝并區中，橫條的斷面形狀為角形和圓形，并依次交替組合；出氣口位于凝并區下部，灰斗上方，設置成過流通道，經凝并之后的煙氣進入袋式除塵器進行處理；灰斗設置于凝并區下方，與電—袋除塵器的其它灰斗平齊。

進一步地，凝并區中設置的每組橫條上下排列，橫條的角形開口角度為70~120度；橫條的高度為10~25cm；交替間隔設置的斷面形狀為圓形的橫條，圓形的直徑為10~25cm；角形和圓形的高度要一致；相鄰兩只橫條之間的間距取橫條高度的1.0~2.0倍；相鄰兩組橫條之間的間距取橫條斷面長度的1.0~2.0倍，相鄰兩組橫條之間錯位設置。

進一步地，在凝并區的入口處，設置篩孔板，讓氣流通過；篩孔板后豎向設置一組噴嘴，噴嘴通過管道與氣泵相連，可將活性炭等吸附劑通過引導管經噴嘴噴入凝并區。

進一步地，在凝并區內設置一組噴嘴，由配液泵將凝并促進劑和水充分混合，混合后的凝并促進劑溶液經霧化后,通過引導管接入噴嘴，噴入凝并區，形成霧云。

凝并箱工作原理：經過電除塵器處理的煙氣然后進入凝聚區，這時煙氣中以超細顆粒物居多，通過“湍流凝并”作用下碰撞凝聚，超細顆粒變成大顆粒，即為粒子粗大化；接著進入到后續袋式除塵器內部，粗大化的粒子便于除塵器收塵，這樣便減少了超細顆粒的排放。

“湍流凝并”是指通過特殊的構造，造成煙氣氣流的變化，形成接近湍流的狀態。凝并的主要影響因素是顆粒大小、顆粒的凝聚性能與碰撞幾率。湍流大大增加了煙氣中顆粒的碰撞幾率。由于凝并器的特殊構造，使得凝并器內分部氣流交匯處成為湍流凝并主要發生區域。化學凝并的基礎上，進一步通過湍流凝并，強化了整體的凝并效果。篩孔板起到整流和均布氣流的作用。氣流通過圓形橫條時，呈流線型，在形成湍流凝并的同時減小了壓力降。

化學凝并原理：噴入的凝并促進劑在霧化器作用下經破碎后形成有一定擴散角度、且表面具有較高粘附活性的霧云，霧云吸附于飛灰顆粒表面，在顆粒之間產生液橋，在布袋除塵器前的煙道里，進而轉化為固橋，促進顆粒凝并，使細小顆粒形成較大的聚團，以及細小顆粒被粗顆粒吸附。

本發明采用的活性炭吸附劑噴射裝置，是在顆粒凝并前噴入粉末狀活性炭，通過活性炭吸附劑的吸附作用來除去煙氣中的汞。在煙氣中噴入活性炭吸附劑是最有效除汞的方法之一。吸附劑為具有一定含碳量的粉煤灰經改性活化后形成的多孔狀、比表面積豐富的顆粒物，同時具有物理和化學吸附功能，其平均粒徑在20μm左右，比表面積>55m²/g，飛灰含碳量在6％~7％左右。

有益效果：本發明提供的裝置和現有裝置相比具有以下優點。

（1）通過本發明所提供的特殊構造，多種凝并協同作用，提高了凝并效率，PM_2.5占煙塵中顆粒的數量濃度較凝并前下降40%~60%，質量濃度較凝并前下降5~15%。

（2）本發明所提供的凝并箱顯著減少PM_2.5的排放。本發明主要通過在袋式除塵器前對超細顆粒物進行凝并，使之能夠在袋式除塵器的作用下加以脫除，本發明提供的裝置可以提高電—袋除塵器對超細顆粒物的脫除效率，減少超細煙塵的排放。可以在同等的除塵器的工作狀態和收集方式的條件下，煙塵中PM_2.5去除率提高40％~60%。

（3）本發明所提供的凝并箱的各部分，分區合理，功能兼容匹配。

（4）本發明所提供的凝并箱為電—袋除塵器的減容創造了條件。

（5）本發明所提供的凝并器功能多樣，調節靈活，噴入活性炭等吸附劑加強除汞、砷等有毒重金屬，噴入化學高分子吸附劑即可強化凝并效果；與多種污染物控制的體系相比，在實現多功能的前提下，減少了投資，簡化了運行，阻力損失小，壓力降低，減少了能耗，運行成本低。

（6）本發明所提供的凝并箱安裝方便，適應面廣，適于各種袋式除塵器之前預處理，也提高了電—袋除塵器對各種不同工業煙塵的適應性。

（7）本發明所提供的凝并箱為電除塵器的改造提供了新的思路。

附圖說明

圖1為本發明提供的組合型超細顆粒凝并箱構造示意圖。

圖2為本發明中超細顆粒凝并原理示意圖。

在圖1，2中：1:電除塵器, 2:袋式除塵器,3: 凝并箱,4: 進氣口,5:凝并區，6：出氣口，7：灰斗，8: 角形橫條，9: 凝并前顆粒，10: 凝并后結大的顆粒，11：篩孔板，12：引導管Ⅰ，13:噴嘴，14：引導管Ⅱ，15：擋板，16：圓形橫條，A:湍流凝并主要發生區域。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明。

實施例1

某工業煙塵廢氣，處理量為80000m³/h采用本發明提供的凝并箱。整個凝并箱呈箱式，適于安裝在電—袋除塵器之間；凝并箱由進氣口、出氣口、凝并區和灰斗組成；進氣口為電除塵器之后的通道，煙氣由電除塵器而來；凝并區中設置有4組橫條，橫條橫置于凝并區中，橫條的斷面形狀為角形和圓形，并依次交替組合；出氣口位于凝并區下部，灰斗上方，設置成過流通道，經凝并之后的煙氣進入袋式除塵器進行處理；灰斗設置于凝并區下方，與電—袋除塵器的其它灰斗平齊。

凝并區中設置的每組橫條上下排列，橫條的角形開口角度為90度；橫條的高度為15cm；交替間隔設置的斷面形狀為圓形的橫條，圓形的直徑為15cm；相鄰兩只橫條之間的間距取橫條高度的1.5倍；相鄰兩組橫條之間的間距取橫條斷面長度的1.5倍，相鄰兩組橫條之間錯位設置。在圖2中，A為湍流凝并主要發生的區域。

在凝并區的入口處，設置篩孔板，讓氣流通過；篩孔板后豎向設置一組噴嘴，噴嘴通過管道與氣泵相連，可將活性炭等吸附劑通過引導管經噴嘴噴入凝并區。

在凝并區內設置一組噴嘴，由配液泵將凝并促進劑和水充分混合，混合后的凝并促進劑溶液經霧化后，通過引導管接入噴嘴，噴入凝并區，形成霧云。凝并促進劑占水的質量百分比為1.5%；凝并促進劑溶液流量占煙氣流量體積百分比為0.1%。經袋式除塵處理后的煙氣，通過引風機將凈化后達到排放標準的煙氣從排氣筒排出。

采用該裝置處理使超細煙塵凝并成較大粒徑的顆粒，并通過袋式除塵器加以脫除。采用本發明提供的凝并箱，進行強化凝并，后接袋式除塵器，整個工藝總除塵效率99.98%以上，煙氣含塵排放濃度小于20mg/Nm³， PM_2.5去除率提高60%。