一种具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室，该团聚室包括入口端、矩形通道、渐缩段和烟气出口，所述入口端为倾斜式双速度入口，两个速度入口关于团聚室的水平轴线呈上下对称布置，且每个速度入口与水平方向的夹角为30°～45°，两个速度入口整体呈渐扩形式；矩形通道的左端连接入口端，右端连接渐缩段，矩形通道内部沿团聚室的水平轴线上等距布置有多个扰流元件；渐缩段的最小直径处为烟气出口，烟气出口端面与水平轴线垂直，并与湿式静电除尘设备相连接。该团聚室采用的倾斜式的双速度入口，既能使撞击流带来的颗粒聚并，又可延长撞击的作用时间以及扩大作用面积；同时采用了渐缩形出口，再次促进颗粒的碰撞聚并。

An agglomerated chamber with tilted dual entry and spoiler components

The utility model relates to a particle agglomeration chamber with an inclined double inlet and a spoiler. The agglomeration chamber comprises an inlet end, a rectangular passage, a tapering section and a flue gas outlet. The inlet end is an inclined Double-Velocity inlet, and the two velocity inlets are arranged symmetrically on the horizontal axis of the agglomeration chamber, and each velocity inlet is arranged symmetrically. The angle between the rectangular channel and the horizontal direction is 30 ~45, and the two velocity inlets are gradually enlarged; the left end of the rectangular channel is connected with the inlet, and the right end is connected with the shrinking section; there are several spoilers arranged equidistantly along the horizontal axis of the agglomeration chamber in the rectangular channel; the minimum diameter of the shrinking section is the flue gas outlet, and the end face of the flue gas The horizontal axis is vertical and connected with the wet electrostatic precipitator. The inclined double velocity inlet of the agglomeration chamber can not only agglomerate the particles brought by the impinging stream, but also prolong the action time and enlarge the action area of the impinging flow.

【技术实现步骤摘要】
一种具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室
本技术属于对燃煤烟气中细颗粒物聚并脱除的研究领域，具体涉及一种具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室。
技术介绍
超细颗粒物(PM2.5，即直径小于2.5μm的颗粒物)在大气环境中具有停留时间长，传输距离远等特点，且其比表面积较大，容易富集各种重金属等其他有害元素，对人体以及环境都具有很大的危害，因此，对于超细颗粒物的捕集问题迫在眉睫。现如今对细颗粒物聚并脱除技术的原理是在除尘设备前通过物理或者化学作用将细小颗粒转化成较大颗粒，再被传统除尘器去除。如专利号为2004200172264的技术提供了一种撞击流气液反应器。采用的是同轴水平撞击流，由吸收室、加速管和压力雾化喷嘴三个部件组成。加速管水平对称布置，位于吸收室两端，压力雾化喷嘴设置在加速管内，喷液喷入吸收室。工艺气体高速流动通过两根加速管，工艺液体或液固悬浮体由压力雾化喷嘴喷雾成液滴状进入加速管，高速流动的工艺气体携带其射出加速管，进入吸收室内进行水平撞击，形成高强度的湍动能和强化传质。但该技术还存在不足之处，直接水平撞击产生的流场阻力较大，且碰撞面积小。
技术实现思路
针对上述技术的不足，本技术拟解决的技术问题是，提供的是一种具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室。该团聚室入口端采用的是倾斜式的双速度入口，一方面是撞击流带来的颗粒碰撞聚并，另一方面倾斜布置可延长撞击的作用时间、扩大作用面积以及减小流场中的阻力；中间段设置为矩形通道，内部沿团聚室的水平轴线上等距布置多个扰流元件，通过扰流元件的扰流作用，使得扰流元件后方产生速度梯度，形成漩涡，促进细颗粒碰撞；同时采用了渐缩形出口，使得出口端发生颗粒局部富集，颗粒浓度升高，再次促进颗粒的碰撞聚并。本技术具有操作简单、内部构件较少、运行成本较低等特点。本技术解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室，其特征在于该团聚室包括入口端、矩形通道、渐缩段和烟气出口，所述入口端为倾斜式双速度入口，两个速度入口关于团聚室的水平轴线呈上下对称布置，且每个速度入口与水平方向的夹角为30°～45°，两个速度入口整体呈渐扩形式；矩形通道的左端连接入口端，右端连接渐缩段，矩形通道内部沿团聚室的水平轴线上等距布置有多个扰流元件；渐缩段的最小直径处为烟气出口，烟气出口端面与水平轴线垂直，并与湿式静电除尘设备相连接。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1)本技术的入口端采用的是倾斜式的双入口对流喷射，同时也是蒸汽相变区域。烟气由速度入口喷入，在过饱和蒸汽的条件下，水汽以细颗粒作为凝结核发生相变，使颗粒粒度增大，并产生热泳和扩散泳的作用，促使细颗粒碰撞聚并；对流喷射产生的撞击流导致了颗粒的直接碰撞，采用倾斜式对喷，可以延长撞击作用的时间，增大撞击作用面积，同时减小流场中的阻力，且撞击所产生的撞击区的颗粒浓度是周围附近浓度的5～7倍，增大了颗粒的碰撞几率。结果显示，在撞击区小颗粒数浓度明显降低，而较大颗粒数浓度有所升高。2)本技术中间段设置为矩形通道，内部设有一定数量的三棱柱扰流件，扰流元件的设置是根据流场中的涡结构来布置的，避免了流场中出现产涡差和阻力高的缺点，并根据分流后的流场流体来设置三棱柱扰流件与上下壁面间的距离，使得小颗粒不仅在扰流件后方漩涡中碰撞聚并，也使得分流后的流体与壁面间也会产生速度梯度，发生碰撞聚并，结果显示，在三棱柱扰流件后方漩涡中，较大颗粒的数浓度再次升高；同时分流后的流体掠过下壁面，避免了颗粒附着或沉积在下壁面的现象。3)本技术的出口端设置为渐缩段，相比于以往单纯的出口而言，混合气流进入渐缩段时，由于截面缩小，导致颗粒数浓度增大，促进颗粒的碰撞，结果显示，渐缩段处小颗粒基本被聚并成较大颗粒。流场中形成的较大颗粒由出口处排入湿式静电除尘设备。4)使用该团聚室来对湿法脱硫后燃煤烟气中细颗粒物进行脱除的过程中，利用入口端发生的蒸汽相变与倾斜式双入口对流喷射产生的强烈撞击流促进细颗粒的聚并；以及扰流元件的分流及扰流作用，形成较大的速度梯度，使之在流场中产生涡结构，促进细颗粒的碰撞聚并；通过设置渐缩形出口，使出口端颗粒数浓度增加，再次增加碰撞几率。速度入口处的颗粒主要分布在1μm以下，在通过本技术的团聚后，出口颗粒粒径主要分布在1.5～3.5μm之间，说明本技术对细颗粒的聚并效果较好。由入口端经过直接碰撞后形成的碰撞面区域的数浓度显示，在该区域上较大颗粒的数浓度明显上升；如图1所示，在三棱柱扰流件3与三棱柱扰流件4之间的区域，较大颗粒的数浓度较碰撞面区域有所提升，说明三棱柱扰流件后方漩涡以及分流后流体与壁面间的作用使得细颗粒聚并长大；在渐缩段观察颗粒的数浓度，发现小颗粒基本被去除。附图说明图1为本技术具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室的一种实施例的立体结构示意图；图2为本技术具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室的一种实施例的团聚前后的颗粒粒径分布图；图1中：1、2-速度入口，3、4、5、6-三棱柱扰流件，7-矩形通道，8-渐缩段，9-烟气出口。具体实施方式下面结合附图和实例详细讲解该新型的实施方式，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。本技术具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室(简称团聚室，参见图1)，该团聚室包括入口端、矩形通道7、渐缩段8和烟气出口9，所述入口端为倾斜式双速度入口(1和2)，两个速度入口关于团聚室的水平轴线呈上下对称布置，且每个速度入口与水平方向的夹角为30°～45°，两个速度入口整体呈渐扩形式；矩形通道的左端连接入口端，右端连接渐缩段，矩形通道内部沿团聚室的水平轴线上等距布置有多个扰流元件；渐缩段的最小直径处为烟气出口，烟气出口端面与水平轴线垂直，并与湿式静电除尘设备相连接。来流烟气由入口端设置的速度入口1和2进入团聚室，碰撞混合后的主气流进入矩形通道7，依次经过扰流元件，分流后再次混合的主气流到达渐缩段8，并通过烟气出口9流出该团聚室，进入出口处连接的湿式静电除尘设备。本技术在入口端设置了倾斜式的速度入口1和2，两个速度入口关于团聚室的水平轴线呈上下对称布置，且每个速度入口与水平方向的夹角为30°～45°，如图1所示，由左至右的方向上，两对称速度入口呈渐扩形，只有这样才会发生入射碰撞。撞击流能够很好的促进颗粒碰撞聚并，通过两股流体的直接碰撞导致颗粒间的相互渗透使得颗粒相互碰撞，撞击流产生的碰撞面周围湍动能高、颗粒数浓度高使得颗粒碰撞几率增大。本技术所采用的倾斜式双速度入口相对于同轴水平入口而言，能够延长撞击作用的时间，同时能够扩大撞击作用的面积，也能够减小流场中的阻力。本技术的进一步特征在于：矩形通道7的长度为团聚室总长度的13/15～9/10，矩形通道内部设有三棱柱扰流件，数量控制在3～4个，其俯视图为等腰三角形，等腰三角形的底边长度为团聚室总宽度的1/4～2/5，高与底边的长度比为5∶6～1∶1，且相邻两个三棱柱扰流件间的距离为为团聚室总长度的2/15～4/15。根据流场中涡结构来合理布置三棱柱扰流件，避免了流场中产涡差和阻力高的缺点，同时根据分流后流场中的流体与壁面间的作用来设置三棱柱扰流件与壁面间的距离，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室，其特征在于该团聚室包括入口端、矩形通道、渐缩段和烟气出口，所述入口端为倾斜式双速度入口，两个速度入口关于团聚室的水平轴线呈上下对称布置，且每个速度入口与水平方向的夹角为30°～45°，两个速度入口整体呈渐扩形式；矩形通道的左端连接入口端，右端连接渐缩段，矩形通道内部沿团聚室的水平轴线上等距布置有多个扰流元件；渐缩段的最小直径处为烟气出口，烟气出口端面与水平轴线垂直，并与湿式静电除尘设备相连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室，其特征在于该团聚室包括入口端、矩形通道、渐缩段和烟气出口，所述入口端为倾斜式双速度入口，两个速度入口关于团聚室的水平轴线呈上下对称布置，且每个速度入口与水平方向的夹角为30°～45°，两个速度入口整体呈渐扩形式；矩形通道的左端连接入口端，右端连接渐缩段，矩形通道内部沿团聚室的水平轴线上等距布置有多个扰流元件；渐缩段的最小直径处为烟气出口，烟气出口端面与水平轴线垂直，并与湿式静电除尘设备相连接。2.根据权利要求1所述的具有倾斜式双入口和扰流元件的颗粒团聚室，其特征在于，矩形通道内的扰流元件为三棱...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅涛，陈占秀，杨历，王志强，闵春华，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12