一种温湿调控细颗粒物高效脱除的装置及方法
专利汇可以提供一种温湿调控细颗粒物高效脱除的装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 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。，下面是一种温湿调控细颗粒物高效脱除的装置及方法专利的具体信息内容。
1.一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（1）、布风板（2）、预收尘区（3）、一级调控收尘区（7）、循环泵（12）、声电耦合凝并区（13）、二级调控收尘区（18）、直流收尘区（23）和气溶胶出口（26）；所述气溶胶入口（1）、布风板（2）、预收尘区（3）、一级调控收尘区（7）、声电耦合凝并区（13）、二级调控收尘区（18）、直流收尘区（23）和气溶胶出口（26）从左到右依次布置，且气溶胶入口（1）、布风板（2）、预收尘区（3）、一级调控收尘区（7）、声电耦合凝并区（13）、二级调控收尘区（18）、直流收尘区（23）和气溶胶出口（26）依次相连通；所述预收尘区（3）内设置有负直流高压电线（4）和直流收尘板（5），且预收尘区（3）的底部设置有预收尘区灰斗（6）；所述一级调控收尘区（7）内设置有一级网格板（8）和烟气冷却换热器（9），且一级调控收尘区（7）的底部设置有一级网格板清灰装置（10）和一级调控收尘区冲洗池（11）；所述声电耦合凝并区（13）内设置有正脉冲高压电线（15）和平面电极板（16），且声电耦合凝并区（13）的顶部设置有声波发生器（14），并且声电耦合凝并区（13）的底部设置有声电耦合凝并区灰斗（17）；所述二级调控收尘区（18）内设置有二级网格板（19）和烟气加热换热器（20），且二级调控收尘区（18）的底部设置有二级网格板清灰装置（21）和二级调控收尘区冲洗池（22）；所述直流收尘区（23）内设置有负直流高压电线（4）和移动电极板（24），且直流收尘区（23）的底部设置有直流收尘区灰斗（25）；所述循环泵（12）通过管道与烟气冷却换热器（9）和烟气加热换热器（20）相连通。
2.根据权利要求1所述的温湿调控细颗粒物高效脱除的装置，其特征在于：所述预收尘区（3）、一级调控收尘区（7）、声电耦合凝并区（13）、二级调控收尘区（18）和直流收尘区（23）采用横截面结构和尺寸相同的箱体结构，且采用流道中心线重合的串联布置方式。
3.根据权利要求2所述的温湿调控细颗粒物高效脱除的装置，其特征在于：所述声电耦合凝并区（13）和直流收尘区（23）采用等长的箱体结构，且电场数大于预收尘区（3）内电场数。
4.根据权利要求1所述的温湿调控细颗粒物高效脱除的装置，其特征在于：所述一级调控收尘区（7）和二级调控收尘区（18）对称布置于声电耦合凝并区（13）的两侧，且一级调控收尘区（7）和二级调控收尘区（18）采用相同的结构。
5.根据权利要求1所述的温湿调控细颗粒物高效脱除的装置，其特征在于：所述烟气冷却换热器（9）和烟气加热换热器（20）均垂直流道方向布置，且均采用耐腐蚀耐磨损材料的盘管结构，盘管内换热介质为水，所述烟气冷却换热器（9）的出水口与烟气加热换热器（20）的进水口通过管道相互连通，所述烟气冷却换热器（9）的进水口与烟气加热换热器（20）的出水口通过管道相互连通；所述烟气冷却换热器（9）中换热介质从下往上流动，所述烟气加热换热器（20）中换热介质从上往下流动；所述循环泵（12）布置于烟气加热换热器（20）的出水口和烟气冷却换热器（9）的进水口之间。
6.根据权利要求1所述的温湿调控细颗粒物高效脱除的装置，其特征在于：所述一级网格板（8）和二级网格板（19）均采用耐腐蚀耐磨损材料的多层网格错列排布结构，且均布置于垂直流道方向呈循环移动形式，其中一级网格板（8）的迎风面和二级网格板（19）的迎风面均呈由上往下移动结构，一级网格板（8）的背风面和二级网格板（19）的背风面均呈由下往上移动结构；所述一级网格板（8）的循环空腔内布置有烟气冷却换热器（9），所述二级网格板（19）的循环空腔内布置有烟气加热换热器（20）；所述一级网格板（8）的底部端面伸入一级调控收尘区冲洗池（11）内，所述一级网格板清灰装置（10）悬浮于一级调控收尘区冲洗池（11）的表面且作用于一级网格板（8）的底部端面内侧；所述二级网格板（19）的底部端面伸入二级调控收尘区冲洗池（22）内，所述二级网格板清灰装置（21）悬浮于二级调控收尘区冲洗池（22）的表面且作用于二级网格板（19）的底部端面内侧。
7.根据权利要求1所述的温湿调控细颗粒物高效脱除的装置，其特征在于：单根所述正脉冲高压电线（15）位于单个声波发生器（14）的中心位置；多个所述声波发生器（14）沿着流道方向依次布置于声电耦合凝并区（13）的顶部，且多个声波发生器（14）的中心线与流道中心线重合。
8.根据权利要求1所述的温湿调控细颗粒物高效脱除的装置，其特征在于：所述负直流高压电线（4）和正脉冲高压电线（15）均沿流道方向平行布置；所述负直流高压电线（4）采用不锈钢材料的芒刺线电极结构，芒刺等间距径向分布于电极上，且负直流高压电线（4）与外部负直流高压电源连接；所述正脉冲高压电线（15）采用耐腐蚀材料的光滑竖直线电极结构，且正脉冲高压电线（15）与外部高压正脉冲电源连接。
9.根据权利要求1所述的温湿调控细颗粒物高效脱除的装置，其特征在于：所述直流收尘板（5）、平面电极板（16）和移动电极板（24）均沿流道方向平行布置；所述直流收尘板（5）和移动电极板（24）均采用不锈钢材料，所述平面电极板（16）采用耐腐蚀耐磨损材料；所述直流收尘板（5）和移动电极板（24）采用C型收尘极板，所述平面电极板（16）采用光滑平面极板。
10.一种利用权利要求1-9任一权利要求所述的温湿调控细颗粒物高效脱除的和装置进行脱除细颗粒物的方法，其特征在于：步骤如下：
第一步：启动装置：启动声波发生器（14），使声电耦合凝并区（13）的内部形成垂直贯通的声场；负直流高压电线（4）和正脉冲高压电线（15）分别通电，一级网格板（8）、二级网格板（19）和移动电极板（24）分别启动；启动循环泵（12），使烟气冷却换热器（9）和烟气加热换热器（20）内部的换热介质循环流动；
第二步：气溶胶颗粒物经气溶胶入口（1）进入反应器，随后在布风板（2）的作用下形成速度场和浓度场均布的气溶胶，随后进入预收尘区（3）；
第三步：气溶胶预收尘：在负直流高压电线（4）上施加负直流高压电，电线的芒刺尖上形成剧烈的尖端电晕放电，并在与直流收尘板（5）之间的区域形成稳定的电场，在狭小的电晕区域内同时存在大量的正离子、负离子和高能自由电子，在电晕区域内颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被异极性荷电，荷电颗粒通过扩散作用和库伦作用相互碰撞凝并；在电晕区域外，同时存在负离子和自由电子，颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被同极性荷电，部分荷电颗粒通过扩散作用相互碰撞凝并；凝并后的颗粒物在电场迁移作用下向直流收尘板（5）移动，将大部分大粒径的颗粒物收集到直流收尘板（5）上，通过清灰作用将颗粒物冲入预收尘区灰斗（6），维持电场稳定；
第四步：预收尘后的气溶胶进入一级调控收尘区（7），仍带有部分电荷的颗粒物在负直流高压电线（4）和一级网格板（8）的迎风面之间的电场力作用下向一级网格板（8）的迎风面移动，同时未携带电荷的颗粒物在流场力作用下运动到一级网格板（8）的迎风面上，大粒径颗粒物被捕集到一级网格板（8）的迎风面上并随一级网格板（8）循环移动进入一级调控收尘区冲洗池（11）被清灰冲洗，不会在一级网格板（8）的表面形成积灰，避免烟气阻力进一步增大，同时使一级网格板（8）的背风面携带水汽进入烟气流道；换热介质从下往上流经烟气冷却换热器（9）的换热盘管内部，使得气溶胶在穿透一级网格板（8）的迎风面后经过烟气冷却换热器（9）被降温，换热介质被加热后经管道进入烟气加热换热器（20），降温后的气溶胶由于小粒径颗粒物的成核作用促进了可凝结颗粒物的形成，然后在一级网格板（8）的背风面的水汽作用下进一步团聚长大后进入声电耦合凝并区（13）；
第五步：声电耦合凝并：正脉冲高压电线（15）施加正脉冲高压电之后产生流光电晕放电，电晕区可以贯通正负电极，流光通道内存在大量高能量的电子和正负离子，电子的荷电能力强于离子，正离子的数目多于负离子，在整个脉冲周期内存在着电子的迁移扩散荷电以及离子的扩散荷电，使大小不同粒径的颗粒物荷上不同极性的电荷，荷电颗粒通过扩散作用和库仑作用相互碰撞凝并；同时，增湿后的烟气进一步强化了脉冲电晕放电的效果，促进了颗粒物的荷电凝并作用；此外，声波发生器（14）形成的垂直贯通的声场通过声场作用进一步促进颗粒物之间的碰撞凝并；凝并后的颗粒物在电场迁移作用下向平面电极板（16）移动，将大部分大粒径的颗粒物收集到平面电极板（16）上，通过清灰作用将颗粒物冲入声电耦合凝并区灰斗（17），维持电场的稳定；
第六步：声电耦合凝并后的气溶胶进入二级调控收尘区（18），仍带有部分电荷的颗粒物在正脉冲高压电线（15）和二级网格板（19）的迎风面之间的电场力作用下向二级网格板（19）的迎风面移动，同时未携带电荷的颗粒物在流场力作用下运动到二级网格板（19）的迎风面上，较大粒径颗粒物被捕集到二级网格板（19）的迎风面上并随二级网格板（19）循环移动进入二级调控收尘区冲洗池（22）被清灰冲洗，不会在二级网格板（19）的表面形成积灰，避免烟气阻力进一步增大，同时使二级网格板（19）的背风面携带水汽进入烟气流道；换热介质从上往下流经烟气加热换热器（20）的换热盘管内部，使得气溶胶在穿透二级网格板（19）的迎风面后被烟气加热换热器（20）加热，使烟气温度基本回复到初始温度，换热介质被降温后经管道由循环泵（12）输送回烟气冷却换热器（9），未被捕集的小粒径颗粒物在二级网格板（19）的背风面的水汽作用下团聚长大后进入直流收尘区（23）；
第七步：直流收尘：在负直流高压电线（4）上施加负直流高压电，电线的芒刺尖上形成剧烈的尖端电晕放电，并在与移动电极板（24）之间的区域形成稳定的电场，在狭小的电晕区域内同时存在大量的正离子、负离子和高能自由电子，在电晕区域内颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被异极性荷电，荷电颗粒通过扩散作用和库伦作用相互碰撞凝并；在电晕区域外，同时存在负离子和自由电子，颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被同极性荷电，部分荷电颗粒通过扩散作用相互碰撞凝并；凝并后的颗粒物在电场迁移作用下向移动电极板（24）移动，将颗粒物收集到移动电极板（24）上，通过电极板的移动清灰作用将颗粒物冲入直流收尘区灰斗（25），从而完成气溶胶颗粒物的脱除过程，并且不会在移动电极板（24）的表面形成积灰，维持电场稳定，避免反电晕和二次扬尘，提高了收尘的效率。
一种温湿调控细颗粒物高效脱除的装置及方法
技术领域
背景技术
发明内容
负直流高压电线和正脉冲高压电线分别通电，一级网格板、二级网格板和移动电极板分别启动；启动循环泵，使烟气冷却换热器和烟气加热换热器内部的换热介质循环流动；
第二步：气溶胶颗粒物经气溶胶入口进入反应器，随后在布风板的作用下形成速度场和浓度场均布的气溶胶，随后进入预收尘区；
第三步：气溶胶预收尘：在负直流高压电线上施加负直流高压电，电线的芒刺尖上形成剧烈的尖端电晕放电，并在与直流收尘板之间的区域形成稳定的电场，在狭小的电晕区域内同时存在大量的正离子、负离子和高能自由电子，在电晕区域内颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被异极性荷电，荷电颗粒通过扩散作用和库伦作用相互碰撞凝并；在电晕区域外，同时存在负离子和自由电子，颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被同极性荷电，部分荷电颗粒通过扩散作用相互碰撞凝并；凝并后的颗粒物在电场迁移作用下向直流收尘板移动，将大部分大粒径的颗粒物收集到直流收尘板上，通过清灰作用将颗粒物冲入预收尘区灰斗，维持电场稳定；
第四步：预收尘后的气溶胶进入一级调控收尘区，仍带有部分电荷的颗粒物在负直流高压电线和一级网格板的迎风面之间的电场力作用下向一级网格板的迎风面移动，同时未携带电荷的颗粒物在流场力作用下运动到一级网格板的迎风面上，大粒径颗粒物被捕集到一级网格板的迎风面上并随一级网格板循环移动进入一级调控收尘区冲洗池被清灰冲洗，不会在一级网格板的表面形成积灰，避免烟气阻力进一步增大，同时使一级网格板的背风面携带水汽进入烟气流道；换热介质从下往上流经烟气冷却换热器的换热盘管内部，使得气溶胶在穿透一级网格板的迎风面后经过烟气冷却换热器被降温，换热介质被加热后经管道进入烟气加热换热器，降温后的气溶胶由于小粒径颗粒物的成核作用促进了可凝结颗粒物的形成，然后在一级网格板的背风面的水汽作用下进一步团聚长大后进入声电耦合凝并区；
第五步：声电耦合凝并：正脉冲高压电线施加正脉冲高压电之后产生流光电晕放电，电晕区可以贯通正负电极，流光通道内存在大量高能量的电子和正负离子，电子的荷电能力强于离子，正离子的数目多于负离子，在整个脉冲周期内存在着电子的迁移扩散荷电以及离子的扩散荷电，使大小不同粒径的颗粒物荷上不同极性的电荷，荷电颗粒通过扩散作用和库仑作用相互碰撞凝并；同时，增湿后的烟气进一步强化了脉冲电晕放电的效果，促进了颗粒物的荷电凝并作用；此外，声波发生器形成的垂直贯通的声场通过声场作用进一步促进颗粒物之间的碰撞凝并；凝并后的颗粒物在电场迁移作用下向平面电极板移动，将大部分大粒径的颗粒物收集到平面电极板上，通过清灰作用将颗粒物冲入声电耦合凝并区灰斗，维持电场的稳定；
第六步：声电耦合凝并后的气溶胶进入二级调控收尘区，仍带有部分电荷的颗粒物在正脉冲高压电线和二级网格板的迎风面之间的电场力作用下向二级网格板的迎风面移动，同时未携带电荷的颗粒物在流场力作用下运动到二级网格板的迎风面上，较大粒径颗粒物被捕集到二级网格板的迎风面上并随二级网格板循环移动进入二级调控收尘区冲洗池被清灰冲洗，不会在二级网格板的表面形成积灰，避免烟气阻力进一步增大，同时使二级网格板的背风面携带水汽进入烟气流道；换热介质从上往下流经烟气加热换热器的换热盘管内部，使得气溶胶在穿透二级网格板的迎风面后被烟气加热换热器加热，使烟气温度基本回复到初始温度，换热介质被降温后经管道由循环泵输送回烟气冷却换热器，未被捕集的小粒径颗粒物在二级网格板的背风面的水汽作用下团聚长大后进入直流收尘区；
第七步：直流收尘：在负直流高压电线上施加负直流高压电，电线的芒刺尖上形成剧烈的尖端电晕放电，并在与移动电极板之间的区域形成稳定的电场，在狭小的电晕区域内同时存在大量的正离子、负离子和高能自由电子，在电晕区域内颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被异极性荷电，荷电颗粒通过扩散作用和库伦作用相互碰撞凝并；
在电晕区域外，同时存在负离子和自由电子，颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被同极性荷电，部分荷电颗粒通过扩散作用相互碰撞凝并；凝并后的颗粒物在电场迁移作用下向移动电极板移动，将颗粒物收集到移动电极板上，通过电极板的移动清灰作用将颗粒物冲入直流收尘区灰斗，从而完成气溶胶颗粒物的脱除过程，并且不会在移动电极板的表面形成积灰，维持电场稳定，避免反电晕和二次扬尘，提高了收尘的效率。
具体实施方式
第二步：气溶胶颗粒物经气溶胶入口1进入反应器，随后在布风板2的作用下形成速度场和浓度场均布的气溶胶，随后进入预收尘区3；
第三步：气溶胶预收尘：在负直流高压电线4上施加负直流高压电，电线的芒刺尖上形成剧烈的尖端电晕放电，并在与直流收尘板5之间的区域形成稳定的电场，在狭小的电晕区域内同时存在大量的正离子、负离子和高能自由电子，在电晕区域内颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被异极性荷电，荷电颗粒通过扩散作用和库伦作用相互碰撞凝并；在电晕区域外，同时存在负离子和自由电子，颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被同极性荷电，部分荷电颗粒通过扩散作用相互碰撞凝并；凝并后的颗粒物在电场迁移作用下向直流收尘板5移动，将大部分大粒径的颗粒物收集到直流收尘板5上，通过清灰作用将颗粒物冲入预收尘区灰斗6，维持电场稳定；
第四步：预收尘后的气溶胶进入一级调控收尘区7，仍带有部分电荷的颗粒物在负直流高压电线4和一级网格板8的迎风面之间的电场力作用下向一级网格板8的迎风面移动，同时未携带电荷的颗粒物在流场力作用下运动到一级网格板8的迎风面上，大粒径颗粒物被捕集到一级网格板8的迎风面上并随一级网格板8循环移动进入一级调控收尘区冲洗池11被清灰冲洗，不会在一级网格板8的表面形成积灰，避免烟气阻力进一步增大，同时使一级网格板8的背风面携带水汽进入烟气流道；换热介质从下往上流经烟气冷却换热器9的换热盘管内部，使得气溶胶在穿透一级网格板8的迎风面后经过烟气冷却换热器9被降温，换热介质被加热后经管道进入烟气加热换热器20，降温后的气溶胶由于小粒径颗粒物的成核作用促进了可凝结颗粒物的形成，然后在一级网格板8的背风面的水汽作用下进一步团聚长大后进入声电耦合凝并区13；
第五步：声电耦合凝并：正脉冲高压电线15施加正脉冲高压电之后产生流光电晕放电，电晕区可以贯通正负电极，流光通道内存在大量高能量的电子和正负离子，电子的荷电能力强于离子，正离子的数目多于负离子，在整个脉冲周期内存在着电子的迁移扩散荷电以及离子的扩散荷电，使大小不同粒径的颗粒物荷上不同极性的电荷，荷电颗粒通过扩散作用和库仑作用相互碰撞凝并；同时，增湿后的烟气进一步强化了脉冲电晕放电的效果，促进了颗粒物的荷电凝并作用；此外，声波发生器14形成的垂直贯通的声场通过声场作用进一步促进颗粒物之间的碰撞凝并；凝并后的颗粒物在电场迁移作用下向平面电极板16移动，将大部分大粒径的颗粒物收集到平面电极板16上，通过清灰作用将颗粒物冲入声电耦合凝并区灰斗17，维持电场的稳定；
第六步：声电耦合凝并后的气溶胶进入二级调控收尘区18，仍带有部分电荷的颗粒物在正脉冲高压电线15和二级网格板19的迎风面之间的电场力作用下向二级网格板19的迎风面移动，同时未携带电荷的颗粒物在流场力作用下运动到二级网格板19的迎风面上，较大粒径颗粒物被捕集到二级网格板19的迎风面上并随二级网格板19循环移动进入二级调控收尘区冲洗池22被清灰冲洗，不会在二级网格板19的表面形成积灰，避免烟气阻力进一步增大，同时使二级网格板19的背风面携带水汽进入烟气流道；换热介质从上往下流经烟气加热换热器20的换热盘管内部，使得气溶胶在穿透二级网格板19的迎风面后被烟气加热换热器20加热，使烟气温度基本回复到初始温度，换热介质被降温后经管道由循环泵12输送回烟气冷却换热器9，未被捕集的小粒径颗粒物在二级网格板19的背风面的水汽作用下团聚长大后进入直流收尘区23；
第七步：直流收尘：在负直流高压电线4上施加负直流高压电，电线的芒刺尖上形成剧烈的尖端电晕放电，并在与移动电极板24之间的区域形成稳定的电场，在狭小的电晕区域内同时存在大量的正离子、负离子和高能自由电子，在电晕区域内颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被异极性荷电，荷电颗粒通过扩散作用和库伦作用相互碰撞凝并；在电晕区域外，同时存在负离子和自由电子，颗粒物通过电场迁移荷电和自由扩散荷电两种方式被同极性荷电，部分荷电颗粒通过扩散作用相互碰撞凝并；凝并后的颗粒物在电场迁移作用下向移动电极板24移动，将颗粒物收集到移动电极板24上，通过电极板的移动清灰作用将颗粒物冲入直流收尘区灰斗25，从而完成气溶胶颗粒物的脱除过程，并且不会在移动电极板24的表面形成积灰，维持电场稳定，避免反电晕和二次扬尘，提高了收尘的效率。
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