本发明专利技术公开了一种基于多场耦合聚并增强Fe基细颗粒的脱除系统和方法，包括脱除系统壳体，所述的脱除系统壳体的两端分别连接进风管和排风管，所述的脱除系统壳体内部从进风管向排风管依次布置有库仑聚并区域、二次聚并区域和沉积聚并区域；所述的库仑聚并区域内并排依次安装有电晕线和电极板组件，所述的电极板组件由正负电极板交替平行排列组成；所述的二次聚并区域为设置在脱除系统壳体内的中空区域，所述的沉积聚并区域内设置有磁性滤料。本发明专利技术采用库仑聚并与磁聚并耦合技术以及使用磁性纤维滤料脱除相结合的方法来共同增强Fe基细颗粒脱除，除尘效率高，能耗小，对周围环境影响小，安全性和稳定性高，可以有效解决背景技术中的问题。中的问题。中的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种基于多场耦合聚并增强Fe基细颗粒的脱除系统和方法
[0001]本专利技术涉及工业气体净化领域，具体为一种基于多场耦合聚并增强Fe基细颗粒的脱除系统和方法。
技术介绍
[0002]当前我国处于工业发展的快速阶段，在发展的同时，存在着产能过剩、重复建设严重、产业环保压力加大等深层次的矛盾及问题。尤其是钢铁等有色金属冶炼行业，属于典型的重污染行业，在烧结、炼铁、炼钢、轧钢的各个过程中都会产生大量的Fe基细颗粒。2019年环境部发文，“钢铁行业深度治理将是2019年大气污染防治的重点”。目前，钢铁等有色金属行业由于传统袋式除尘器的使用，在限排上已经取得了一定的成效，但是袋式除尘器中使用的传统滤料存在“穿透窗口”，难以捕集微细颗粒物的现状以成为当前急需解决的问题。
[0003]所述的微细颗粒物属于可吸入颗粒物，其粒径很小，质量总体份额很低，但数量浓度却很高(占排放颗粒的90％以上)，沉降速度慢和比表面积大，因此可以作为其它污染物的载体，对环境和人体造成巨大的危害。因此，要从源头上控制微细颗粒物的排放，必须采用新的技术方法。
[0004]目前，钢铁等有色金属冶炼行业在工艺生产中排放的粉尘含有Fe3O4和Fe等铁磁性物质，在磁场中容易被磁化。
[0005]哈尔滨理工大学的吕薇等申请的专利技术专利《一种两端进口的袋式除尘器》(公开号为CN108404536A)，该专利技术公开一种两端进口的袋式除尘器，两个进风管汇集到一处，两边各有截止阀来控制烟气流通，以此来改变烟气进入除尘器内部方向，使两边滤袋达到更均匀的冲刷，提高过滤效率。通过改变袋式除尘器进气结构调节袋式除尘器内部气流组织，虽能提高袋式除尘器整体过滤效率，但纤维滤料对微细颗粒物的“穿透窗口”依然存在，不能从根本上增加对微细颗粒物的捕集，且袋式除尘器的结构改变也增加了经济成本。
[0006]安徽工业大学的钱付平申请的技术专利《一种褶式滤筒除尘器及其滤筒框架》(公开号CN206381757U)，该技术专利通过改进袋式除尘器内部滤筒结构，能够有效防止滤筒滤料整体以及局部的变形，同时褶式滤芯增加了过滤面积，从而提高滤筒滤料的过滤效果，但是与袋式除尘器进气结构的改进类似，同样只是增加了整体的过滤效果，同样无法解决纤维滤料存在“穿透窗口”问题。
[0007]韩国昌原国立大学Hyc A等在《Powder Technology》发表的《Numerical simulation of the wavy collecting plate effects on the performance of an electrostatic precipitator》研究得出波浪形收集板增强了颗粒的带电和运输行为。改变波浪形收集板的振幅会对静电除尘器中的颗粒荷电和颗粒行为产生更大的影响，从而获得更高的捕集效率。虽然该方法能够增强颗粒的荷电，但是粉尘本身存在荷电特性的差异使得荷电量不同，在没有与其它除尘器结合使用时不能保证颗粒在电场作用下完全脱除，影响除尘效果，且增加制作工艺，成本增加。
[0008]朱合目等申请的专利技术专利《一种带冷凝增湿装置的干湿复合型静电除尘器》(公开
号CN112170011A)，该专利技术公开一种干湿复合型静电除尘器，沿烟气流向，前级为干式电场结构，最末一个电场为湿式电场结构，在干式电场与湿式电场间设置冷凝增湿装置，控制进入湿式电场烟气的温度和湿度，实现超低排放。该系统除颗粒荷电特性的差异导致颗粒不能保证在电场作用下完全脱除外，并且不能与常规袋式除尘器结合使用，因为排放粉尘烟气含有一定的湿度，会影响滤袋表面颗粒的沉降以及过滤阻力，降低滤袋的使用寿命。
[0009]赖碧伟等申请的专利技术专利《一种超净电袋复合除尘器》(申请公布号CN110314477A)，该专利技术公开一种超净电袋复合除尘器，包括电场区和设于所述电场区后方用金属滤网来替代布状纤维滤料的除尘区，该超净电袋复合除尘器对金属滤网的结构做了改进，使得烟气能够通过至少两层金属滤网进行过滤，提高了除尘效率。用金属滤网代替传统滤网的方法，属于电袋合一除尘器，该除尘器虽然除尘效率较高，但是设备费用高，年运行费用高，用金属滤网需要长时间通电，经济性较差。
[0010]美国俄亥俄州立大学Ali M
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等在《Journal of the Air&Waste Management Association》期刊上发表的《Experimental study of cross
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flow wet electrostatic precipitator》报道了新型交叉流湿式静电除尘器(WESP)的开发和测试，它利用垂直的可渗透材料柱(聚丙烯绳)以横向流动的方式布置在烟道气流中，通过毛细作用引入的液体(水)从绳索顶部向下流动使绳索保持湿润，从而使可渗透材料充当从烟道气中捕获颗粒的接地电极。由于结构材料主要是耐腐蚀的聚合材料，因此，这种新设计有望减轻重量和降低成本。该系统不能与常规袋式除尘器结合使用，因为排放粉尘烟气含有一定的湿度，会影响滤袋表面颗粒的沉降以及过滤阻力，降低滤袋的使用寿命。
[0011]申小中申请的专利技术专利《声波团聚复合袋式除尘装置》(公开号CN101637683)，该专利技术是一种声波团聚复合袋式除尘装置，含尘气体缓冲室底部设有含尘烟气进口，含尘气体缓冲室与水平放置的声波团聚室一端相连，声波团聚室的另一端与袋式除尘器相连，所述袋式除尘器底部设有灰斗，该专利技术能高效的脱除含尘气流中的PM2.5。采用声波团聚进行预处理后使用常规除尘设备，通过目前研究表明，单一的声波团聚技术对细颗粒物的清除效率较低，且能耗较大。
[0012]华北电力大学的沈国清等申请的专利技术专利《声波团聚联合湍流聚并技术脱除细颗粒物的装置及其方法》(公开号为CN106861352A)，本专利技术采用声波团聚联合湍流聚并技术对燃煤电厂等排出的含尘烟气中的细颗粒物进行预处理，将细颗粒物团聚成较大颗粒，结合后续的常规除尘器，达到高效脱除PM2.5的目的，从而控制PM2.5的排放。虽然声波结合湍流团聚提高了单一使用声波团聚时对微细颗粒物清除效率，但不足之处仍是尾部采用传统的袋式除尘器，对传统的袋式除尘器没有进行技术改进。而且对于热聚并以及化学聚并而言，滤料本身在高温以及化学腐蚀的情况下寿命会急剧下降，因此不适合与袋式除尘器相结合使用。
[0013]东南大学的李永旺申请的专利技术专利《燃煤可吸入颗粒物的脱除方法》(公开号CN101069872)，该方法将添加磁种的含尘烟气引入高梯度磁种聚并捕集装置，飞灰可吸入颗粒物与磁种粒子在高梯度磁场的作用下发生聚并碰撞，聚并长大后被磁介质捕获，吸附于磁介质表面。通过该方法需要不断的向含尘烟气中添加磁种，成本较高，并且添加的磁种有可能变成新的污染源头。
[0014]东南大学的赵长遂等做过燃煤PM10可吸入颗粒物在高梯度磁场以及匀强磁场中
被捕集的机理研究，对均匀磁场、均匀磁场添加磁种、梯度磁场、梯度磁场添加磁种四种类型下燃煤PM10聚并进行了试验本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多场耦合聚并增强Fe基细颗粒的脱除系统，其特征在于，包括：脱除系统壳体(9)，所述的脱除系统壳体(9)的两端分别连接进风管(1)和排风管(7)，所述的脱除系统壳体(9)内部从进风管(1)向排风管(7)依次布置有库仑聚并区域(10)、二次聚并区域(11)和沉积聚并区域(12)；其中，所述的库仑聚并区域(10)内并排依次安装有电晕线(3)和电极板组件(4)，所述的电极板组件(4)由正负电极板交替平行排列组成；所述的二次聚并区域(11)为设置在脱除系统壳体(9)内的中空区域；所述的沉积聚并区域(12)内设置有磁性滤料(5)。2.根据权利要求1所述的基于多场耦合聚并增强Fe基细颗粒的脱除系统，其特征在于：所述的电晕线(3)为螺旋线状结构，并安装在电极板组件(4)的负电极板前端。3.根据权利要求1所述的基于多场耦合聚并增强Fe基细颗粒的脱除系统，其特征在于：所述的排风管(7)与风机(6)相连。4.根据权利要求1所述的基于多场耦合聚并增强Fe基细颗粒的脱除系统，其特征在于：所述的进风管(1)的一端通过呈喇叭状的扩张口(2)与脱除系统壳体(9)相连。5.根据权利要求1所述的基于多场耦合聚并增强Fe基细颗粒的脱除系统，其特征在于：所述的磁性滤料(5)为平板式结构。6.根据权利要求1所述的基于多场耦合聚并增强Fe基细颗粒的脱除系统，其特征在于：所述的电晕线(3)采用钨丝制成。7.一种根据权利要求1所述的基于多场耦合聚并增强Fe基细颗粒的脱除系统的脱除方法，其特征在于，具体步骤如下：S1：钢铁等有色金属行业工艺生产过程中排放烟气中含有Fe基细颗粒，其通过进风管(1)进入到脱除系统壳体(9)中；S2：Fe基细颗粒首先进入库仑聚并区域(10)，电晕线(3)和电极板组件(4)在电场电压达到电晕电压后开始放电电离空气，产生正负离子，正负离子的移动过程中与Fe基细颗粒结合，负载到Fe基细颗粒表面从而使得Fe基细颗粒荷电，随后在电场作用下向电极板组件(4)移动，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刁永发，张俪安，蒋捷，孙静，沈恒根，
申请(专利权)人：甘肃兰菲环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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