一种水汽相变耦合梯度磁场的除尘预处理装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水汽相变耦合梯度磁场的除尘预处理装置，包括空气压缩机、气溶胶发生器、核化室、恒温热水循环系统、与核化室底部相连的低温恒温进气系统和套在核化室外侧沿轴向布置的永磁环组；其中所述核化室的上部设有出气口；所述恒温热水循环系统包括热水恒温槽和第二温度控制单元；低温恒温进气系统包括低温恒温槽和第一温度控制单元；空气压缩机的出气口与气溶胶发生器的进气口相连，气溶胶发生器的出气口通过进气管连接到核化室底部的进气口，热水恒温槽的出水口与核化室上端侧壁进水口之间通过第一水管相连，热水恒温槽的进水口与核化室下端侧壁的出水口通过第二水管相连，本发明专利技术能够显著的提高预处理效率，提升细颗粒物的长大效果。

【技术实现步骤摘要】
一种水汽相变耦合梯度磁场的除尘预处理装置和方法
本专利技术属于除尘预处理技术研究领域，涉及一种水汽相变耦合梯度磁场的除尘预处理装置和方法。
技术介绍
细颗粒物是影响人体健康的重要因素，而燃煤电厂是大气环境中细颗粒物的主要来源之一，因此对于燃煤电厂细颗粒物脱除技术的研究具有十分重要的意义。细颗粒物由于其粒径很小，难以被传统除尘设备加以有效脱除，目前控制细颗粒物的研究方向主要有以下两个方面：一是利用预处理措施使细颗粒粒径增大然后利用传统除尘设备加以脱除，该方法可以利用原有的除尘设备，避免资源浪费和燃煤电厂大量的除尘设备资金投入；二是发展高效除尘技术来脱除细颗粒物，例如湿式电除尘器、电袋复合式除尘器等等。常用的除尘预处理技术包括：电凝并、声波凝并、化学凝并、湍流凝并、磁凝并和水汽相变技术等等。其中水汽相变技术的原理为：在过饱和水汽环境中，水汽在细颗粒物表面凝结，并同时产生热泳和扩散泳作用，促进细颗粒物迁移运动，相互碰撞接触，使细颗粒物粒度增大，质量增加，从而使颗粒易受惯性碰撞而捕集。磁凝并技术的原理为：燃煤细颗粒物主要是由铁硅铝质物质组成的高温复合化合物，具有较高的磁化率，经外加磁场磁化后在磁相互作用力和外磁场力的共同作用下碰撞粘附在一起，形成粒径较大的颗粒。相较于均匀磁场，在梯度磁场中，飞灰粒子除了受磁偶极子力、气体曳力、布朗力、范德华力和重力外，还受到由磁场梯度引起的外磁场力。粒径不同的粒子所受的外磁场力不同，因而在梯度磁场中更有利于粒子的相对运动，使得其发生碰撞聚并，从而增大聚并系数，提高粒子的聚并脱除效率。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种水汽相变耦合梯度磁场的除尘预处理装置，包括空气压缩机、气溶胶发生器、核化室、恒温热水循环系统、与核化室底部相连的低温恒温进气系统和套在核化室外侧沿轴向布置的永磁环组；其中所述核化室的上部设有出气口；所述恒温热水循环系统包括热水恒温槽和第二温度控制单元；低温恒温进气系统包括低温恒温槽和第一温度控制单元，其中所述低温恒温槽内设有用于冷却含尘烟气的进气管道，所述空气压缩机与气溶胶发生器之间设置有第一气体调节阀；所述空气压缩机的出气口与气溶胶发生器的进气口相连，在气溶胶发生器出气口端连接进气管的一端；其中所述进气管的另一端穿过低温恒温槽与核化室底部的进气口连接相通，其中进气管在所述气溶胶发生器出气口到低温恒温槽进口之间的管段上设置有第二气体调节阀以及气体流量计；所述热水恒温槽的出水口与核化室上端侧壁进水口之间通过第一水管相连，其中所述水管上设有第一热水循环泵以及上液体流量计；所述热水恒温槽的进水口与核化室下端侧壁的出水口通过第二水管相连，热水恒温槽进水口与核化室出水口之间设置有第二热水循环泵。本专利技术进一步改进在于：所述永磁环组由磁场方向相反的一组永磁环构成，通过调节永磁环间距可以调节梯度磁场的分布。本专利技术进一步改进在于：核化室的侧壁设有温度计、压力计和磁通计。本专利技术进一步改进在于：所述核化室为高疏水性材料制成的圆管。本专利技术装置对细颗粒物进行预处理的方法，包括以下几个步骤：1）测量该装置所处环境的温湿度，计算露点温度，然后通过第一温度控制单元将低温恒温槽中的冷水温度设置为露点温度；2）通过第二温度控制单元将热水恒温槽中的热水温度设置到要求的温度，先打开第二热水循环泵，然后在打开第一热水循环泵，实现热水的循环流动；最后根据实验要求的热水流量，调节与热水恒温槽相连的管道上的液体流量计，使热水流量达到规定范围；3)利用磁通计测量核化室内的磁场强度，根据要求调节永磁环组，使得核化室内的磁场强度处于规定范围；4)打开气溶胶发生器产生一定浓度的细颗粒物，然后打开空气压缩机，旋转第一气体调节阀调节气体压力到合适的范围；通过气体流量计测量气溶胶发生器出口的气体流量，旋转第二气体调节阀，使气体流量计所示流量值达到要求值后，将气体流量计拆除；5）利用温度计和压力计测量核化室内的温度和压力，然后通过调节热水温度和流量，含尘气体流量使得核化室内的温度和压力处于要求的范围内。技术效果：相对于现有的技术，本专利技术装置结构简单、使用方便、成本低廉，由于耦合了水汽相变和梯度磁场两种细颗粒物的聚并方式，对于湿度较高，含金属元素较多的含尘气体，细颗粒物在核化室中既受到过饱和场的作用进行异质核化凝结长大，又受到梯度磁场的作用，进行磁聚并，因此能够显著的提高预处理效率，提升细颗粒物的长大效果。附图说明图1、本专利技术装置的结构示意图。附图标记列表：1-空气压缩机；2-第一气体调节阀；3-气溶胶发生器；4-第二气体调节阀；5-气体流量计；6-低温恒温槽；7-第一温度控制单元；8-进气管；9-烟气出口；10-核化室；11-永磁环组；12-温度计；13-压力计；14-磁通计；15-第一水管；16-液体流量计；17-第一热水循环泵；18-第二温度控制单元；19-热水恒温槽；20-第二热水循环泵；21-第二水管。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。如图1所示，一种水汽相变耦合梯度磁场的除尘预处理装置，包括空气压缩机1，气溶胶发生器3，核化室10，恒温热水循环系统，与核化室10底部相连的低温恒温进气系统，套在核化室10外侧沿轴向布置的永磁环组11，核化室10上部设有出气口9。空气压缩机1可以产生一定压力的压缩空气，空气压缩机1的出气口与气溶胶发生器3进气口相连，空气压缩机1与气溶胶发生器3之间设置有第一气体调节阀2。恒温热水循环系统包括热水恒温槽19，第二温度控制单元18。热水恒温槽19出水口与核化室10上端侧壁进水口通过第一水管15相连，热水恒温槽19出水口与核化室10进水口之间设置有第一热水循环泵17以及液体流量计16；热水恒温槽19进水口与核化室10下端侧壁出水口通过第二水管21相连，热水恒温槽19进水口与核化室10出水口之间设置有第二热水循环泵20。在气溶胶发生器3出气口端连接进气管8的一端；其中所述进气管8的另一端穿过低温恒温槽6与核化室10底部的进气口连接相通，其中进气管8在所述气溶胶发生器3出气口到低温恒温槽6进口之间的管段上设置有第二气体调节阀4以及气体流量计5。核化室10为高疏水性材料制成的圆管，圆管底部和顶部分别为烟气进口和烟气出口9；侧边上下有进出水口。永磁环组11由磁场方向相反的一组永磁环构成，通过调节永磁环间距可以调节梯度磁场的分布。低温恒温进气系统包括低温恒温槽6，第一温度控制单元7。核化室10的侧壁设有温度计12、压力计13和磁通计14，他们的测量范围可根据实际应用时的需要做出选择。使用上述装置利用水汽相变耦合梯度磁场促进细颗粒核化、碰撞、团聚、长大的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水汽相变技术耦合梯度磁场的除尘预处理装置，其特征在于：包括空气压缩机（1）、气溶胶发生器（3）、核化室（10）、恒温热水循环系统、与核化室（10）底部相连的低温恒温进气系统和套在核化室（10）外侧沿轴向布置的永磁环组（11）；其中所述核化室（10）的上部设有出气口（9）；所述恒温热水循环系统包括热水恒温槽（19）和第二温度控制单元（18）；低温恒温进气系统包括低温恒温槽（6）和第一温度控制单元（7），其中所述低温恒温槽（6）内设有用于冷却含尘烟气的进气管道，所述空气压缩机（1）与气溶胶发生器（3）之间设置有第一气体调节阀（2）；所述空气压缩机（1）的出气口与气溶胶发生器（3）的进气口相连，在气溶胶发生器（3）出气口端连接进气管（8）的一端；其中所述进气管（8）的另一端穿过低温恒温槽（6）与核化室（10）底部的进气口连接相通，其中进气管（8）在所述气溶胶发生器（3）出气口到低温恒温槽（6）进口之间的管段上设置有第二气体调节阀（4）以及气体流量计（5）；所述热水恒温槽（19）的出水口与核化室（10）上端侧壁进水口之间通过第一水管（15）相连，其中所述第一水管（15）上设有第一热水循环泵（17）以及液体流量计（16）；所述热水恒温槽（19）的进水口与核化室（10）下端侧壁的出水口通过第二水管（21）相连，热水恒温槽（19）进水口与核化室（10）出水口之间设置有第二热水循环泵（20）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水汽相变技术耦合梯度磁场的除尘预处理装置，其特征在于：包括空气压缩机（1）、气溶胶发生器（3）、核化室（10）、恒温热水循环系统、与核化室（10）底部相连的低温恒温进气系统和套在核化室（10）外侧沿轴向布置的永磁环组（11）；其中所述核化室（10）的上部设有出气口（9）；所述恒温热水循环系统包括热水恒温槽（19）和第二温度控制单元（18）；低温恒温进气系统包括低温恒温槽（6）和第一温度控制单元（7），其中所述低温恒温槽（6）内设有用于冷却含尘烟气的进气管道，所述空气压缩机（1）与气溶胶发生器（3）之间设置有第一气体调节阀（2）；所述空气压缩机（1）的出气口与气溶胶发生器（3）的进气口相连，在气溶胶发生器（3）出气口端连接进气管（8）的一端；其中所述进气管（8）的另一端穿过低温恒温槽（6）与核化室（10）底部的进气口连接相通，其中进气管（8）在所述气溶胶发生器（3）出气口到低温恒温槽（6）进口之间的管段上设置有第二气体调节阀（4）以及气体流量计（5）；所述热水恒温槽（19）的出水口与核化室（10）上端侧壁进水口之间通过第一水管（15）相连，其中所述第一水管（15）上设有第一热水循环泵（17）以及液体流量计（16）；所述热水恒温槽（19）的进水口与核化室（10）下端侧壁的出水口通过第二水管（21）相连，热水恒温槽（19）进水口与核化室（10）出水口之间设置有第二热水循环泵（20）。


2.根据权利要求1所述的一种水汽相变技术耦合梯度磁场的除尘预处理装置，其特征在于：所述永磁环组（11）由磁场方向相反的一组永磁环构成，通过调节永磁环间距可以调节梯度磁场的分布。

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【专利技术属性】
技术研发人员：徐欢欢，张军，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32