CN206343044U - 一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，属于铁矿烧结烟气污染治理领域。本实用新型包括团聚室、折转弯管和静电收尘部件；团聚室入口处设置有团聚剂喷头，团聚剂喷头下风侧设置有磁场区，荷电后的颗粒物在该区域做曲线运动；折转弯管设置于团聚室烟气流向的后侧管道上，该折转弯管的最底部设置有储集部件，静电收尘部件包括电晕电极、收尘电极和供电部件；收尘电极设置在储集部件入口上方，电晕电极和收尘电极由供电部件供电。团聚长大后的颗粒物在折转弯管处受重力和惯性力作用，被静电收尘部件所捕集，提高了铁矿烧结烟气中微细颗粒物的减排效率。

Description

一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置

技术领域

本实用新型涉及铁矿烧结烟气污染治理领域，更具体的说，涉及一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置。

背景技术

铁矿烧结工序是现代钢铁生产流程中必不可少的环节，同时又是钢铁工业最大的PM₁₀和PM_2.5排放源，占其总排放量的40％左右。目前烧结厂主要采用静电除尘器来净化烧结烟气中的颗粒物，静电除尘器对烟气中的粗颗粒物去除效果较好，但对于粒径小于10μm的微细颗粒物(PM₁₀和PM_2.5)，由于其比电阻高、荷电能力差，除尘效率显著降低。烧结烟气经过静电除尘后，烟气中90％以上的颗粒物为PM₁₀，80％以上的颗粒物为PM_2.5。由于微细颗粒物(PM₁₀和PM_2.5)粒径太小，使得铁矿烧结过程微细颗粒物不易捕集、去除，传统的除尘方式难以有效控制PM_2.5/10的排放，迫切需要解决微细颗粒物难以有效捕集的问题，从而提高减排装置对微细颗粒物的捕集效率，提高烧结烟气微细颗粒物的去除效率。

经检索，中国专利申请号：201620055887.9，授权公告日为2016年6月29日，发明创造名称为一种烟气除尘系统，该申请案公开了一种烟气除尘系统，该除尘系统包括重力沉降室、惯性除尘装置、旋风除尘装置及湿式电除尘装置；其中惯性除尘装置设置于重力沉降室内并位于重力沉降室的烟气出口端，重力沉降室的烟气出口端与旋风除尘装置的烟气入口端相连接；湿式电除尘装置设置于旋风除尘装置的烟气出口端。该申请案虽然一定程度上可以提高微细颗粒物捕集率，但是其不足之处在于该设备能耗高，设备投资成本较高，不适合推广与使用。

另外，中国专利申请号：201610288719.9，申请日为2016年4月28日，发明创造名称为一种铁矿烧结烟气PM₁₀和PM_2.5的减排方法，该申请案公开了铁矿烧结过程微细颗粒物的减排系统，铁矿烧结过程中，在烧结烟气的烟气通道中喷入团聚液，烧结烟气中的微细颗粒物在团聚液的作用下团聚长大，并采用除尘装置除去团聚长大的微细颗粒物，所述的团聚剂包括聚合氯化铝、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺和固体添加剂。本申请案使得吸附有微细颗粒物的团聚液雾滴在低压情况下成核、碰撞、长大，形成的大颗粒团聚物，并采用除尘装置除去团聚长大的微细颗粒物。该申请案提出一种新型铁矿烧结烟气中微细颗粒物团聚减排的方法，提高铁矿烧结烟气中微细颗粒物的团聚效果实现微细颗粒物的减排，但是该申请案中如要提高团聚后颗粒物的捕集还需要配合更高效的捕集装置。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服目前铁矿烧结过程微细颗粒物难以实现有效团聚并被高效捕集的问题，提供一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，通过对微细颗粒物进行磁场扰流团聚和折转捕集，可以提高烟气中微细颗粒物的捕集效率；进一步地，可以提高微细颗粒物的减排效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，包括团聚室、折转弯管、静电收尘部件；所述的团聚室入口处设置有团聚剂喷头，团聚剂喷头下风侧设置有磁场区，荷电后的颗粒物在磁场区做曲线运动；所述的折转弯管设置于团聚室烟气流向的后侧管道上，该折转弯管竖直设置，折转弯管的最底部设置有储集部件；所述的静电收尘部件包括电晕电极、收尘电极和供电部件，电晕电极包括第一电晕电极和第二电晕电极，第一电晕电极设置于团聚室中团聚剂喷头的上风侧，第二电晕电极设置于团聚室中磁场区的下风侧；收尘电极设置在储集部件入口上方，电晕电极和收尘电极由供电部件供电。

优选地，所述的储集部件入口处设置有集尘扰流柱和水雾喷头，储集部件底部设置有卸尘阀。

优选地，所述的折转弯管通过震荡波纹管与烟气管道连接，折转弯管随震荡波纹管进行上下震动。

优选地，所述的折转弯管为半椭圆形，折转弯管的底部曲率半径最小，并在曲率半径最小的位置设置有储集部件。

优选地，所述的第一电晕电极和第二电晕电极并联在供电部件的同一极上。

优选地，所述的储集部件入口处设置的集尘扰流柱交织成网格状，且集尘扰流柱横截面为等腰三角形。

优选地，团聚室流入端设置有扩张管。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，通过团聚室、折转弯管和静电收尘部件的设置，使流动的烧结烟气中微细颗粒物在团聚室内的磁场区中扰流团聚，提高颗粒物的粒径，团聚后的颗粒物在折转弯管处受重力和惯性力作用沉积于折转弯管底部，并被静电收尘部件所捕集，收集于储集部件中，从而提高了铁矿烧结烟气中微细颗粒物的减排效率；

(2)本实用新型的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，在团聚室内，烟气流动方向上，依此设置有第一电晕电极、团聚剂喷头、磁场区和第二电晕电极，烟气中微细颗粒物经过第一电晕电极后，部分颗粒物荷电，部分颗粒物未荷电，水雾喷头喷出团聚剂雾滴，附着在颗粒物表面；荷电的颗粒物在磁场区受磁场力的作用而做曲线运动，增大了颗粒物的碰撞几率，促进颗粒物团聚长大，并提高了颗粒物的捕集效率；

(3)本实用新型的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，静电收尘部件中的电晕电极设置在团聚室的末端区域，电晕电极上设置有微细针状凸起，烟气中的颗粒物在团聚室末端区域速度较低，更多的颗粒物被电晕电极上设置的针状凸起荷电，收尘电极设置在折转弯管的底部，颗粒物在此处被捕集，收尘电极表面为波浪形，避免了收尘电极表面的二次扬尘，提高了颗粒物的捕集效率；

(4)本实用新型的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，储集部件设置在收尘电极下方，储集部件呈球形，且在入口处设置有水雾喷头和集尘扰流柱，避免颗粒物未捕集或捕集后二次扬出，以提高颗粒物的去除效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的第一电晕电极截面结构图；

图3为本实用新型的储集部件的结构示意图；

图4为本实用新型的储集部件的俯视图；

图5为实施例2的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、团聚室；101、团聚剂喷头；102、磁场区；1020、生磁棒；103、收缩管；104、扩张管；

200、折转弯管；201、震荡波纹管；202、震动器；210、储集部件；211、集尘扰流柱；212、水雾喷头；213、卸尘阀；214、集尘波纹管；

311、第一电晕电极；3110、空隙；312、第二电晕电极；320、收尘电极；330、供电部件。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

结合图1、图2、图3和图4，本实施例的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，沿烟气流动方向依此设置有团聚室100、折转弯管200和静电收尘部件。静电收尘部件包括电晕电极、收尘电极320和供电部件330，电晕电极包括第一电晕电极311和第二电晕电极312，电晕电极和收尘电极320由供电部件330提供电能。

本实施例的团聚室100流入端设置在团聚室100的上方，且团聚室100烟气流入端设置有扩张管104，在入口处设置有团聚剂喷头101，团聚剂喷头101与设置在管道外部的团聚剂雾化加压装置相连，团聚剂喷头101下风侧设置有磁场区102，本实施例的磁场区102磁场线方向朝水平同一方向。静电收尘部件中的第一电晕电极311设置在团聚室100中团聚剂喷头101的上风侧，第二电晕电极312设置于团聚室100中磁场区102的下风侧，即团聚室100烟气流出端附近。本实施例的烟气流出端为收缩管103，电晕电极上设置有微细针状凸起，在保证产生电晕的同时，针状凸起可以加强对微细颗粒物荷电效果。当烟气从烟气管道中进入团聚室100扩张管104处，由于管道面积突然增大，烟气速度下降，以较慢的速度经过第一电晕电极311并被充分荷电，本实施例中第一电晕电极311连通供电部件330负极，将烟气中颗粒物荷负电；通过第一电晕电极311后，团聚剂喷头101朝向烟气的上风侧喷入团聚剂雾滴，即团聚剂雾滴逆着烟气流动的方向喷入，颗粒物紧接着与团聚剂雾滴碰撞，接触几率增大。

而且，在静电力作用下，小而轻的团聚剂雾滴更容易吸附到带负电荷颗粒物表面；颗粒物和团聚剂雾滴一起流入磁场区102，带电的颗粒物在磁场区102受到洛伦兹力的作用开始做曲线运动，提高了颗粒物以及团聚剂雾滴之间碰撞的几率，强化了颗粒物的团聚效果，对于不易被第一电晕电极311荷电的微细颗粒物同样起到碰撞团聚效果，其做直线运动也较容易被做曲线运动的其它颗粒物或者团聚剂雾滴所吸附团聚。

值得说明的是，结合图2，本实施例中第一电晕电极311在团聚室100该处截面上不是连续分布，第一电晕电极311中间存在空隙3110，这样设置的目的是使部分颗粒物不荷电，不荷电的颗粒物在磁场中做直线运动，同时被荷电的颗粒物做曲线运动相碰撞，强化了颗粒物的团聚效果，而且该设置也改善了带同极电荷的颗粒物在磁场中做同轨迹运动而没有相对碰撞、团聚的现象。

烟气中颗粒物在磁场区102中磁场团聚后，因为较多的碰撞导致动能降低，以较低的速度进入第二电晕电极312充分荷电，第二电晕电极312和第一电晕电极311并联在供电部件330的同一极上，充分荷电的颗粒物进入收缩管103，以较快的速度进入折转弯管200中，为接下来的颗粒物捕集阶段做好准备。

本实施例的折转弯管200进出口垂直朝上，为半椭圆形，折转弯管200的底部曲率半径最小，并在曲率半径最小的位置设置有储集部件210，在储集部件210入口上方设置收尘电极320，在本实施例中，收尘电极320连接供电部件330的正极。含有颗粒物的烟气以较高的速度进入折转弯管200中，在较大的惯性力作用下，颗粒物在折转弯管200底部曲率半径最小处发生沉降，本实施例的折转弯管200上设置有震动器202，装置工作时，整个折转弯管200都会产生震动，颗粒物在到达储集部件210上方收尘电极320之前，震动而产生相互的碰撞，使其更易被收尘电极320捕集，同时震动也增加了颗粒物与收尘电极320接触概率，在收尘电极320表面电性中和后的颗粒物震动弹出收尘电极320，并落入储集部件210中，捕获、捕集到更多的颗粒物，收尘电极320表面为波浪形，减弱因气流流动而导致的收尘电极320表面的二次扬尘。折转弯管200通过震荡波纹管201与烟气管道连接，折转弯管200在震动的过程中，上部的团聚室100并不会发生震动，减少折转弯管200捕集过程中对于团聚室100中团聚过程的影响。

本实施例的储集部件210为球形，通过集尘波纹管214与折转弯管200相连，避免折转弯管200震动造成储集部件210扬尘；在储集部件210入口处还设置有集尘扰流柱211，该集尘扰流柱211交织成网格状(如图3和图4所示)，且集尘扰流柱211横截面为等腰三角形，顶角朝上，即顶角位于烟气流动的上风侧，其作用是使得颗粒物进入储集部件210后在集尘扰流柱211背面形成湍流，配合在集尘扰流柱211下方设置的水雾喷头212，在集尘扰流柱211下方形成颗粒物二次团聚区，使颗粒物经过水雾二次团聚后沉降效果更佳，避免储集部件210内颗粒物扬出，同时便于后期打开设置在储集部件210底部的卸尘阀213进行清理。

实施例2

结合图5，本实施例基本同实施例1，不同之处在于：磁场区102的团聚室100中心部位设置有生磁棒1020，生磁棒1020通过向团聚室100内环形发射磁场形成磁场区102，环形分布的磁场区102避免了带同极电荷的颗粒物在磁场中做同轨迹运动而没有相对碰撞，从而增大了颗粒物的碰撞几率。

本实用新型的团聚捕集步骤为：

步骤一、微细颗粒物荷电团聚

烟气中的颗粒物进入团聚室100中，在团聚室100中通过磁场区102作用，实现团聚长大，并且被荷电；详细说明如下：

A、烟气携带颗粒物进入团聚室100，在团聚室100的顶部被第一电晕电极311荷电，并且向烟气中喷入团聚剂雾滴，且团聚剂雾滴的喷射方向与烟气的流动方向相反，颗粒物被初步荷电并混入团聚剂雾滴；

B、带有电荷的颗粒物随烟气进入磁场区102，由于磁场洛伦兹力的作用做曲线运动不断与其它颗粒物碰撞、团聚长大；

C、团聚后的颗粒物被连在供电部件330负极上的第二电晕电极312荷上负电荷。

步骤二、颗粒物捕集

微细颗粒物团聚长大后进入折转弯管200中，在折转弯管200下部的转向部位烟气急速的改变气体流向，烟气中的颗粒物在重力和惯性力的作用下与烟气分离，颗粒物被储集部件210捕集并储存；详细说明如下：

A、烟气中的颗粒物经团聚长大、电晕放电后进入折转弯管200，颗粒物随烟气沿着折转弯管200中运动，颗粒物在重力和颗粒惯性力的共同作用下沉降、捕集在折转弯管200下部的储集部件210中；

B、收尘电极320与供电部件330的正极相连，被电晕电极荷载上负电的颗粒物被收尘电极320所吸附，颗粒物与收尘电极320电性中和后，在震动作用下吸附在收尘电极320的颗粒物落入储集部件210中，并被储集部件210捕集。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本实用新型的示例性实施例，但是本实用新型并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。例如，在本实用新型中，术语“优选地”不是排他性的，这里它的意思是“优选地，但是并不限于”。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本实用新型的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (7)

1.一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，其特征在于：包括团聚室(100)、折转弯管(200)、静电收尘部件；所述的团聚室(100)入口处设置有团聚剂喷头(101)，团聚剂喷头(101)下风侧设置有磁场区(102)，荷电后的颗粒物在磁场区(102)做曲线运动；所述的折转弯管(200)设置于团聚室(100)烟气流向的后侧管道上，该折转弯管(200)竖直设置，折转弯管(200)的最底部设置有储集部件(210)；

所述的静电收尘部件包括电晕电极、收尘电极(320)和供电部件(330)，电晕电极包括第一电晕电极(311)和第二电晕电极(312)，第一电晕电极(311)设置于团聚室(100)中团聚剂喷头(101)的上风侧，第二电晕电极(312)设置于团聚室(100)中磁场区(102)的下风侧；收尘电极(320)设置在储集部件(210)入口上方，电晕电极和收尘电极(320)由供电部件(330)供电。

2.根据权利要求1所述的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，其特征在于：储集部件(210)入口处设置有集尘扰流柱(211)和水雾喷头(212)，储集部件(210)底部设置有卸尘阀(213)。

3.根据权利要求2所述的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，所述的折转弯管(200)通过震荡波纹管(201)与烟气管道连接，折转弯管(200)随震荡波纹管(201)进行上下震动。

4.根据权利要求3所述的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，其特征在于：所述的折转弯管(200)为半椭圆形，折转弯管(200)的底部曲率半径最小，并在曲率半径最小的位置设置有储集部件(210)。

5.根据权利要求4所述的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，其特征在于：所述的第一电晕电极(311)和第二电晕电极(312)并联在供电部件(330)的同一极上。

6.根据权利要求5所述的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，其特征在于：所述的储集部件(210)入口处设置的集尘扰流柱(211)交织成网格状，且集尘扰流柱(211)横截面为等腰三角形。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种铁矿烧结烟气微细颗粒物磁场团聚捕集装置，其特征在于：团聚室(100)流入端设置有扩张管(104)。