一種煙氣中可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的脫除裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于大氣污染治理領(lǐng)域，具體涉及一種煙氣中可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的脫除裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來我國大氣環(huán)境問題日益凸顯，霧霾天氣多發(fā)，嚴(yán)重影響國民身心健康。大量研究表明，大氣中可吸入顆粒物(PMlO)和細(xì)顆粒物(PM2.5)濃度高是造成霧霾天氣的主要原因。雖然國家職能部門提高了對各個(gè)行業(yè)顆粒物排放的控制標(biāo)準(zhǔn)，全國年平均顆粒濃度水平有所下降，但是面臨的問題依然嚴(yán)峻。
[0003]鋼鐵企業(yè)顆粒物產(chǎn)生于鋼鐵生產(chǎn)的各個(gè)工藝過程中，其污染源分布廣，且含塵氣體排放量大、濃度高、粉塵成分復(fù)雜，是工業(yè)煙(粉)塵排放主要貢獻(xiàn)者之一。已有研究成果表明，鋼鐵企業(yè)排放的PMlO和PM2.5中，主要含有Fe、S1、Ca、K、Mn、Cu、Zn、Pb等金屬元素，以及OC (有機(jī)碳)和EC (無機(jī)碳)等有害物質(zhì)。
[0004]常用的工業(yè)除塵器種類有很多，按照其捕集顆粒物的原理可分為機(jī)械式除塵器、濕式除塵器、靜電除塵器、過濾式除塵器和電袋復(fù)合式除塵器等。這些工業(yè)除塵器作為保護(hù)生態(tài)環(huán)境和回收利用資源的重要設(shè)備，已經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛利用。雖然這些除塵器對總塵(TSP)的去除效率很高甚至可以達(dá)到99%，但是對于PMlO和PM2.5的去除效率卻低得多，往往呈現(xiàn)去除效率nTSP> n PM10 > ηΡΜ2.5的趨勢。究其原因，主要是因?yàn)檫@些通用除塵器的除塵機(jī)理對于小粒徑的顆粒物作用很弱。例如，靜電除塵器主要是靠顆粒荷電被吸附而脫除，但是粒徑在I ym附近的顆粒由于處在場荷電和擴(kuò)散荷電混合區(qū)，其荷電能力很差，從而很難脫除；再如，布袋除塵器主要靠慣性碰撞、攔截和擴(kuò)散脫除，同樣，由于Iym附近的顆粒正好處于慣性和擴(kuò)散控制混合區(qū)，布袋對其脫除效率同樣很低。因此，對于小粒徑顆粒物的去除需要研發(fā)新的除塵器。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種煙氣中可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的脫除裝置與方法，目的是有效脫除鋼鐵工廠煙氣中的可吸入顆粒物，減小環(huán)境污染，解決工業(yè)除塵器對可吸入顆粒物脫除能力不足的問題。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的煙氣中可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的脫除裝置，包括通用除塵器、一級(jí)灰斗、高梯度磁式除塵器、二級(jí)灰斗和振打裝置；其中，所述的通用除塵器的出塵口與一級(jí)灰斗相連，出氣口通過連接管道與兩臺(tái)高梯度磁式除塵器相連，兩臺(tái)高梯度磁式除塵器并聯(lián)設(shè)置，在連接管道上安裝有切換閥門；
所述的高梯度磁式除塵器包括一個(gè)殼體，在殼體內(nèi)部裝有聚磁介質(zhì)，在殼體內(nèi)部的氣體通道兩側(cè)安裝有電磁鐵，聚磁介質(zhì)垂直于磁場方向和氣體流動(dòng)方向；高梯度磁式除塵器的出塵口與二級(jí)灰斗相連，在其進(jìn)氣口處安裝有進(jìn)氣口壓力傳感器，出氣口處安裝有出氣口壓力傳感器，出氣口與潔凈煙氣管道連接，所述的潔凈煙氣管道是開放式的；
所述的振打裝置安裝在高梯度磁式除塵器殼體上。
[0007]其中，所述的通用除塵器是過濾式除塵器或靜電除塵器。
[0008]所述的聚磁介質(zhì)是低矯頑力高磁導(dǎo)率的鐵磁性多孔介質(zhì)板，其孔隙率大于90%。
[0009]采用上述脫除裝置對煙氣中可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物進(jìn)行脫除的方法，按照以下步驟進(jìn)行:
Cl)使鋼鐵生產(chǎn)中各工序產(chǎn)生的含塵煙氣經(jīng)過通用除塵器，將含塵煙氣中粒徑多100微米的顆粒物去除，被去除的顆粒物落入一級(jí)灰斗中；
(2)剩余的含有可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的煙氣流入任意一臺(tái)高梯度磁式除塵器中，顆粒物在高梯度磁場的作用下被磁化，被磁化的顆粒物在磁場的作用下不斷向聚磁介質(zhì)靠近，在靠近過程中不斷凝聚成粒徑較大的顆粒，并最終被聚磁介質(zhì)捕獲，被凈化的煙氣從潔凈煙氣管道排出；
(3)當(dāng)步驟(2)中的高梯度磁式除塵器的進(jìn)氣口壓力與出氣口壓力差恒定不變時(shí)，達(dá)到飽和捕集狀態(tài)，給聚磁介質(zhì)通入逐步增大的反向磁場，同時(shí)采用機(jī)械振打裝置對聚磁介質(zhì)進(jìn)行振打，脫落的顆粒物落入二級(jí)灰斗中被捕集，同時(shí)啟動(dòng)切換閥門，將剩余的含有可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的煙氣引入另一臺(tái)高梯度磁式除塵器中，二者交替工作。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是:
本發(fā)明的煙氣中可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的脫除裝置的工作原理是首先利用常規(guī)通用的除塵器去除煙氣中粒徑較大的顆粒物，然后利用高梯度磁式除塵器中的電磁鐵施加磁場，使可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物被磁化，被磁化的顆粒物在磁場的作用下不斷向聚磁介質(zhì)靠近，在靠近過程中不斷凝聚成粒徑較大的顆粒，并最終被聚磁介質(zhì)捕獲。
[0011]為提高除塵的工作效率，本發(fā)明中包含兩個(gè)高梯度磁式除塵器，它們之間由管道連接并用閥門控制，可以切換交替工作，當(dāng)一個(gè)高梯度磁式除塵器處理含塵煙氣時(shí)，另一個(gè)高梯度磁式除塵器達(dá)到飽和捕集狀態(tài)，進(jìn)行去磁振打。
[0012]利用本發(fā)明提供的除塵方法和裝置，克服了常規(guī)除塵器對可吸入顆粒物脫除效果不佳的問題，能夠更有效地控制鋼鐵企業(yè)顆粒物對大氣的污染。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明的煙氣中可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的脫除裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2的俯視圖；
其中:通用除塵器；2: —級(jí)灰斗；3:高梯度磁式除塵器；3-1:第一高梯度磁式除塵器；3-2:第二高梯度磁式除塵器；4:二級(jí)灰斗；5:振打裝置；6:連接管道；7:切換閥門；8:聚磁介質(zhì)；9:電磁鐵；10:進(jìn)氣口壓力傳感器；11:出氣口壓力傳感器；12:潔凈煙氣管道；圖4是圖2和圖3中的高梯度磁式除塵器的結(jié)