CN206064077U - 一种去除气相混合物中颗粒物的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于，包括烟气发生系统、絮凝团聚器、烟气颗粒分离系统、絮凝溶液制备输送系统；所有烟气发生系统与絮凝团聚器连接，絮凝溶液制备输送系统与絮凝团聚器连接，所述烟气颗粒分离系统与絮凝团聚器连接，所述烟气颗粒分离系统后连接排空管路。本实用新型主要采用化学团聚技术，有效地利用絮凝剂的絮凝机理将电厂烟气中的细微颗粒物絮凝团聚成大颗粒物，结合后续常规除尘器，便于细微颗粒物的深度脱除。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境保护技术领域，属于大气污染控制范畴，具体涉及一种去除气相混合物中颗粒物装置。
技术背景
为了环境保护和可持续发展，世界各国都对电厂细微颗粒的排放制定了日趋严格的标准。以中国为例，空气动力学直径小于2.5微米的细颗粒物(PM2.5)污染已成为我国突出的大气环境问题，是导致大气能见度降低、灰霾天气和全球气候变化等重大环境问题的重要因素。大气总悬浮颗粒物(TSP)的70％来自燃煤。燃煤电厂现有除尘设备对燃煤过程中产生大量的可吸入颗粒物尤其是粒径小于2.5μm超细颗粒物(PM2.5)的脱除效率较低，仍有大量可吸入颗粒物进入空气当中。
目前燃煤电站除尘主要依赖静电除尘器ESP及布袋除尘器BDP。但静电除尘器对超细颗粒物的脱除效果不明显，而布袋除尘器则存在布袋破损率高、维修运行成本高的缺点。因此，如何将超细颗粒物(尤其是PM2.5)深度脱除是目前所面对的一大难题。
目前，将PM2.5通过物理或化学作用长大成较大颗粒由现有污染物控制设备加以清除已成为有效控制PM2.5的主要技术发展方向，包括声波团聚、电凝聚、磁团聚、化学团聚、蒸汽相变等。
实用新型内容：
本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种去除气相混合物中颗粒物的装置可以有效的促进PM2.5团聚增大效果，进而通过普通除尘装置便利地将增大后的颗粒深度脱除，为解决实际电厂中对细微颗粒如PM2.5的去除困难问题提供解决方案。
本实用新型原理为，运用化学团聚技术，有效地利用了絮凝剂的絮凝机理来将电厂中的细微颗粒物絮凝成大颗粒物。化学团聚技术主要通过带有极性基团的高分子长链以“架桥”方式将多个细颗粒连接，实现细颗粒的团聚长大，可以在既不改变正常生产条件，也不改变现有污染物控制设备和操作参数的条件下，即可有效促进细颗粒物的脱除。化学团聚属于通过添加剂的辅助而实现颗粒物聚结长大成团的方法大类，根据加入添加剂的作用机理和加入位置不同，可以分为在颗粒物生成过程中团聚和颗粒物生成过程后团聚。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的如下技术方案。
一种去除气相混合物中颗粒物的装置，包括烟气发生系统、絮凝团聚器、烟气颗粒分离系统、絮凝溶液制备输送系统；所有烟气发生系统与絮凝团聚器连接，絮凝溶液制备输送系统与絮凝团聚器连接，所述烟气颗粒分离系统与絮凝团聚器连接，所述烟气颗粒分离系统连 接。工作流程为，含尘烟气从烟气发生系统中产生后经管路进入絮凝团聚器，与从絮凝溶液制备输送系统输送过来的絮凝剂溶液喷淋混合，然后通过管路进入烟气颗粒分离系统，并经排空管路最终排空。
优选的,所述烟气发生系统包括进料装置、风机和加热段，所述进料装置与风机连接，所述风机与加热段连接，所述加热段与絮凝团聚器连接。工作时，通过进料装置将细微粉尘送至风机，由风机将细微粉尘颗粒分散均匀经出口输送至管路中，烟气流量由流量计监测，再经加热段加热至所需温度即得到模拟烟气。
优选的,所述絮凝团聚器，包括絮凝剂溶液喷洒阶段和絮凝剂溶液与细微颗粒充分混合反应阶段。
优选的,所述烟气颗粒分离系统包括在烟道上设置的采样口、采样测量装置和连接在采样口后端的除尘器。
优选的,所述絮凝剂制备输送系统包括絮凝剂制备罐、空气压缩机和计量泵。
优选的,所述进料装置为螺杆式进料机、振动给料机、粉尘给料机、烟雾发生器、粉尘发生器或气溶胶发生器的一种。
优选的,所述风机为通风机、鼓风机和压缩机；所述进料装置可在风机前负压口进料，也可在风机后与气流混合。
优选的,所述絮凝团聚器由非金属段和金属段组成，两段之间通过法兰连接，非金属段和金属段长度比例为1:100-100:1。
优选的,所述絮凝团聚器中设有一个或多个雾化喷淋喷头，喷头的方向与烟气流动方向角度为0-180°；多个喷头可形成相互有一定距离的多层次多级的喷淋组合，层数和级数范围为1-20。
优选的,所述絮凝团聚器所用非金属段材料为以下之一或至少任意两种的组合：玻璃、有机玻璃、玻璃钢、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚甲醛、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、氟塑料、酚醛树脂。
优选的,所述絮凝团聚器所用非金属段材料为以下之一或至少任意两种的组合：不锈钢、铸铁、铜、铝、铁合金、铝合金、镁合金、钛合金。
优选的,在所述絮凝团聚器外设有石英棉保温层；在所述絮凝团聚器上设有烟温测试点。
优选的,所述絮凝团聚器的烟道外观形状规整，尺寸范围为长0.1-200m，直径为0.1-30m，烟道延伸可带有一定弯曲度或弯道。
优选的,所述除尘器为旋风分离器、布袋除尘器或静电除尘器。
优选的,所述采样测量装置可以是采样器并在采样完成后再进行测量，也可以是同时具有 采样和测试功能的在线测量仪器直接在采样口处与系统连接。
优选的,所述装置管路采用不锈钢管，管径1-100,000mm。
优选的,计量泵驱动絮凝剂溶液的流量范围为0.01-1000000mL/min，优选0.1-1000mL/min。
优选的,所述絮凝剂溶液浓度范围为0.000001-1000g/L，优选0.0001-1g/L。
优选的,所述装置包括烟温测试仪，用热电偶测试进絮凝团聚器前、中、后的烟气温度，烟气温度范围为0-150℃，优选10-90℃。
优选的,烟气流量范围为1-1000m3/h，优选10-100m3/h。
本实用新型提供的去除气相混合物中颗粒物的装置，为微型模拟电厂细微颗粒絮凝反应装置，其基本原理与过程为：细粉煤灰经进料机送料至风机中将粉尘与气体充分混合，形成相对比较均匀的烟尘浓度，由风机出口吹出烟尘，由风量阀门及涡街流量计控制风量，再经加热段将烟气加热至所需温度后进入絮凝团聚器，在絮凝团聚器中经絮凝溶液制备输送系统喷入絮凝剂溶液雾滴后，可形成表面具有较高黏附活性的雾云，雾云吸附于颗粒表面，在颗粒物之间产生液桥；随着高温烟气的作用，雾滴中水分逐渐蒸发，液桥转化为固桥，颗粒物间的团聚力得到加强，细颗粒团聚形成大的颗粒链或颗粒团，以及细颗粒被粗颗粒吸附，促使细颗粒团聚长大，数浓度降低，烟尘浓度降低，最后后通过管路进入烟气颗粒分离系统，并经排空，提高除尘效率。
本实用新型有益技术效果为：
1.首次跨领域地将絮凝原理运用到电厂烟气除尘中，在脱硫塔后、后续普通除尘设备前段引入絮凝技术，利用絮凝作用增加细颗粒物之间的液桥力与固桥力，促使细颗粒物团聚长大。
2.除尘效率提高：目前燃煤电站除尘主要依赖静电除尘器ESP及布袋除尘器BDP。但静电除尘器对超细颗粒物的脱除效果不明显，而布袋除尘技器则存在布袋破损率高、维修运行成本高，脱除效果也不明显，而添加絮凝剂技术可有效的提高除尘效率。
3.本实用新型专利装置操作简单，添加絮凝剂技术易于实现，并具有自动化程度，且运行成本较低。
4.本实用新型专利添加絮凝剂对电厂细微颗粒絮凝技术对电厂中脱硫脱硝效率基本上是不影响的。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本实用新型优选实施例的整体工艺流程图；
图2是本实用新型优选实施例的装置流程图；
图中标号含义如下：
1、进料装置，2、风机，3、涡街流量计，4、加热段，5、阀门，6、石英棉保温层，7、雾化喷淋喷头，8、烟温测试点或烟尘测试点，9、絮凝团聚器，10、接样桶，11、除尘器，12、采样口，13、空气压缩机，14、絮凝剂制备罐，15、计量泵。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明：
实施例1：
如图2所示，一种去除气相混合物中颗粒物的装置，包括烟气发生系统、絮凝团聚器9、烟气颗粒分离系统、絮凝溶液制备输送系统；所有烟气发生系统与絮凝团聚器9连接，絮凝溶液制备输送系统与絮凝团聚器9连接，所述烟气颗粒分离系统与絮凝团聚器9连接。
所述烟气发生系统包括进料装置1、风机2和加热段4，所述进料装置1与风机2连接，所述风机2与加热段4连接，所述加热段4与絮凝团聚器9连接。所述进料装置1为螺杆式进料机、粉尘发生器或气溶胶发生器。所述风机2为，将风机原有的负压口改装为进料口，经风机扇叶将细微颗粒混合均匀再经出气口输出。
所述絮凝剂制备输送系统包括絮凝剂制备罐14、空气压缩机13和计量泵15。
所述絮凝团聚器9，包括絮凝剂溶液喷洒阶段和絮凝剂溶液与细微颗粒充分混合反应阶段。所述絮凝团聚器中设有有机玻璃段和不锈钢段，所述有机玻璃段和不锈钢段之间通过法兰连接。在所述絮凝团聚器9外设有石英棉保温层6；在所述絮凝团聚器9上设有烟温测试点与烟尘测试点8。所述絮凝团聚器9的烟道外观尺寸范围为圆形，长0.1-20m，直径为0.1-5m，有机玻璃段与不锈钢段长度比例为1:10-10:1。所述絮凝团聚器9中设有雾化喷淋喷头7，所述雾化喷淋喷头7的方向可调节。
所述烟气颗粒分离系统包括在烟道上设置的采样口16、采样装置和连接在采样口后端的除尘器11。所述除尘器11为旋风分离器、布袋除尘器或静电除尘器。除尘器11下方设有接样桶10
所述排空管路与除尘器11连接。
实施例2：
具体工作流程，如图1、2所示，将研磨好的细粉煤灰送料至风机2中，在风机2中将粉尘与气体充分混合，形成相对比较均匀的烟尘，由风机2出口吹出烟尘，经阀门5及涡街流量计3控制风量至20m3/h，通过加热段4将烟气加热至所需温度50℃，然后进入絮凝团聚 器9，通过烟尘测试仪测得塔内烟尘浓度为50-70mg/m3，达到实验所需浓度。在絮凝剂制备罐14中配制絮凝剂AP-180溶液浓度为1ppm，将计量泵15调为10ml/min，通过计量泵15、空气压缩机13和雾化喷淋喷头7将絮凝剂逆气流喷絮凝团聚器9内，形成雾云与烟气中颗粒物充分混合碰撞，经过除尘器11将大颗粒物捕集下来，最后通过引风机12将烟气排出。
装置运行状态时烟气流向如图2，在采样点16处采集样品，收集样品后进行测粒径大小、AFM原子力显微镜观察等表征，采样点处样品平均粒径为2.6μm。
实施例3：
具体工作流程，如图1、2所示，将研磨好的细粉煤灰送料至风机2中，在风机2中将粉尘与气体充分混合，形成相对比较均匀的烟尘，由风机2出口吹出烟尘，经阀门5及涡街流量计3控制风量至20m3/h，通过加热段4将烟气加热至所需温度50℃，然后进入絮凝团聚器9，通过烟尘测试仪测得塔内烟尘浓度为50-70mg/m3，达到实验所需浓度。在絮凝剂制备罐14中配制絮凝剂AP-180溶液浓度为1ppm，将计量泵15调为10ml/min，通过计量泵15、空气压缩机13和雾化喷淋喷头7将絮凝剂逆气流喷絮凝团聚器9内，形成雾云与烟气中颗粒物充分混合碰撞，经过除尘器11将大颗粒物捕集下来，最后通过引风机12将烟气排出。
装置运行状态时烟气流向如图2，在采样点16处采集样品，收集样品后进行测粒径大小、AFM原子力显微镜观察等表征，采样点处样品平均粒径为25.1μm。
以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改与变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于，包括烟气发生系统、絮凝团聚器、烟气颗粒分离系统、絮凝溶液制备输送系统；所述烟气发生系统与絮凝团聚器连接，絮凝溶液制备输送系统与絮凝团聚器连接，所述烟气颗粒分离系统与絮凝团聚器连接，所述烟气颗粒分离系统连接。
2.根据权利要求1所述的去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于：所述烟气发生系统包括进料装置、风机和加热段，所述进料装置与风机连接，所述风机与加热段连接，所述加热段与絮凝团聚器连接。
3.根据权利要求1所述的去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于：所述烟气颗粒分离系统包括在烟道上设置的采样口、采样测量装置和连接在采样口后端的除尘器。
4.根据权利要求1所述的去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于：所述絮凝剂制备输送系统包括絮凝剂制备罐、空气压缩机和计量泵。
5.根据权利要求2所述的去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于：所述进料装置为螺杆式进料机、振动给料机、粉尘给料机、烟雾发生器、粉尘发生器或气溶胶发生器。
6.根据权利要求2所述的去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于：所述风机为通风机、鼓风机或压缩机；所述进料装置在风机前负压口进料。
7.根据权利要求2所述的去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于：所述絮凝团聚器由非金属段和金属段组成，两段之间通过法兰连接，非金属段和金属段长度比例为1:100-100:1。
8.根据权利要求2所述的去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于：所述絮凝团聚器中设有一个或多个雾化喷淋喷头，喷头的方向与烟气流动方向角度为0-180°；多个喷头可形成相互有一定距离的多层次多级的喷淋组合，层数和级数范围为1-20。
9.根据权利要求2所述的去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于：在所述絮凝团聚器外设有石英棉保温层；在所述絮凝团聚器上设有烟温测试点。
10.根据权利要求2所述的去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于：所述絮凝团聚器的烟道外观形状规整，尺寸范围为长0.1-200m，直径为0.1-30m，烟道延伸可带有一定弯曲度或弯道。
11.根据权利要求3所述的去除气相混合物中颗粒物的装置，其特征在于：所述除尘器为旋风分离器、布袋除尘器或静电除尘器。
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| WO2020232832A1 (zh) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | 山东科技大学 | 一种干湿混合式智能化除尘实验系统 |
| CN115372069A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-11-22 | 成都兰腾科技有限公司 | 一种检测样本取样用机械手机构 |
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