一种烧结烟气微细颗粒物的扰流团聚装置及减排设备的制作方法

本实用新型涉及烟气微细颗粒物处理技术领域，更具体的说，涉及一种烧结烟气微细颗粒物的扰流团聚装置及减排设备。

背景技术：

铁矿烧结工序是现代钢铁生产流程中必不可少的环节，同时又是钢铁工业最大的PM₁₀和PM_2.5排放源，占其总排放量的40％左右。目前烧结厂主要采用静电除尘器来净化烧结烟气中的颗粒物，静电除尘器对烟气中的粗颗粒物去除效果较好，但对于粒径小于10μm的微细颗粒物(PM₁₀和PM_2.5)，由于其比电阻高、荷电能力差，除尘效率显著降低。烧结烟气经过静电除尘后，烟气中90％以上的颗粒物为PM₁₀，80％以上的颗粒物为PM_2.5。由于微细颗粒物(PM₁₀和PM_2.5)粒径太小，使得铁矿烧结过程微细颗粒物不易捕集、去除，传统的除尘方式难以有效控制PM_2.5/10的排放，迫切的需要开发出微细颗粒物的团聚装置，从而提高颗粒物的粒径，以提高微细颗粒物的去除效率。

中国专利申请号：201620380304.X，授权公告日2016年8月31日，发明创造名称为湍流团聚室，该申请案公开了一种湍流团聚室，其特征在于该团聚室以来流烟气为轴对称的六边形结构，入口为突扩状，出口为缩放状，入口处的宽度与团聚室总宽度的比值为0.2-0.4，入口处的壁面与来流烟气中心线的夹角为30-60°，团聚室内部设置有三棱柱扰流柱和2n个涡片，且n≧1，每两个涡片为一组，以来流烟气为轴对称布置，每个涡片与来流烟气的中心线的夹角为30-60°，涡片距离团聚室壁面的最短距离为团聚室总宽度的1/6-1/4；所述三棱柱扰流柱的主视图形状为等腰三角形，等腰三角形的底边垂直于来流烟气的中心线，等腰三角形的顶角正对入口且位于来流烟气的中心线上，等腰三角形的中心距入口处的距离为团聚室总长度的1/4-1/3，当烟气经过该团聚室时，可以实现烟气在形成湍流的过程中增大微细颗粒物与团聚剂碰撞结合的几率。其不足之处在于装置结构复杂庞大，投资大，设备压损也较大，不利于推广使用。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型针对微细颗粒物粒径太小而难以捕集的问题，提供一种烧结烟气微细颗粒物的扰流团聚装置及减排设备，其中

提供的一种烧结烟气微细颗粒物的扰流团聚装置，通过扰流和团聚剂团聚可以促进微细颗粒物发生扰流团聚、长大，以提高微细颗粒物的颗粒粒径，进一步的结合除尘装置，可以提高微细颗粒物减排效果；

提供的一种烟气微细颗粒物的减排设备，通过扰流和团聚剂可以提高微细颗粒物的颗粒粒径，并结合除尘装置，可以提高微细颗粒物减排效果。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种烧结烟气微细颗粒物的扰流团聚装置，包括烟气扰流柱，该烟气扰流柱固定于烟气管道的管壁上，烟气扰流柱延伸至烟气管道内部，烟气扰流柱用于扰动烟气管道的烟气流动，所述的烟气扰流柱设置有团聚剂管道；团聚剂喷射柱，团聚剂喷射柱包括喷射供给管道和团聚剂喷头，团聚剂喷头与喷射供给管道相连通，团聚剂喷头用于向烟气管道中喷入团聚剂；所述的团聚剂喷射柱固定于烟气扰流柱上，并位于烟气管道内部，团聚剂喷射柱位于团聚剂喷头的上风侧；所述的团聚剂管道与喷射供给管道相连通，并为团聚剂喷头输送团聚剂。

更进一步地，所述的团聚剂喷头的喷洒方向朝向上风侧，且喷洒方向与烟气流向之间的夹角为a，a＝30-60°。

更进一步地，所述的烟气扰流柱包括扰流柱中心端和扰流柱边缘端，所述的扰流柱边缘端固定安装于烟气管道的管壁上，扰流柱中心端延伸至烟气管道内部。

更进一步地，所述的烟气扰流柱设置有2-8个，扰流柱边缘端均匀的布置于烟气管道的管壁圆周上，扰流柱中心端汇集于烟气管道中心，所述的团聚剂喷射柱设置于流柱中心端上。

更进一步地，所述的团聚剂喷射柱包括喷射柱上风侧和喷射柱下风侧，所述的喷射柱上风侧安装于流柱中心端上，喷射柱下风侧上安装有团聚剂喷头。

更进一步地，所述的喷射柱上风侧设置为圆弧面。

更进一步地，所述的烟气扰流柱的横截面为等腰三角形，且该等腰三角形的顶角位于烟气流向的上风侧。

更进一步地，所述的扰流柱中心端的横截面面积小于扰流柱边缘端的横截面面积。

更进一步地，所述的喷射柱上风侧上设置有团聚剂喷头。

本实用新型的一种烟气微细颗粒物的减排设备，包括上述的的扰流团聚装置和除尘装置，所述的除尘装置设置于扰流团聚装置的下风侧。

更进一步地，所述的除尘设备为布袋除尘器或者静电除尘器。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种烧结烟气微细颗粒物的扰流团聚装置，在烟气管道的管壁上固定烟气扰流柱，烟气扰流柱上固定有团聚剂喷射柱，含有微细颗粒物的烟气经过时，烟气被烟气扰流柱扰流，在烟气扰流柱下风面产生湍流，湍流中同时混入有团聚剂喷射柱上喷出的团聚剂雾滴，颗粒物之间与团聚剂碰撞几率增加，提高团聚效果。

(2)本实用新型的一种烧结烟气微细颗粒物的扰流团聚装置，所述的烟气扰流柱的横截面为等腰三角形，且该等腰三角形的顶角位于烟气流向的上风侧，减少烟气流动阻力，减轻烟气中颗粒物对烟气扰流柱的磨损，同时利于高速运动的烟气在扰流柱背面产生低压区，烟气在低压区形成湍流。

(3)本实用新型的一种烧结烟气微细颗粒物的扰流团聚装置，所述的烟气扰流柱边缘端的横截面面积大于扰流柱中心端的横截面面积，利于烟气管道边缘部分更多烟气形成湍流并被团聚。

(4)本实用新型的一种烧结烟气微细颗粒物的扰流团聚装置，所述的团聚剂喷射柱上设置有团聚剂喷头，其喷洒方向朝向上风侧，实现团聚剂雾滴与颗粒物迎面接触，具较好的团聚效果；

(5)本实用新型的一种烟气微细颗粒物的减排设备，烧结过程中产生的烟气先经过扰流团聚装置，使得烟气中的微细颗粒物团聚长大形成较大的颗粒物，而后携带颗粒物的烟气再进入除尘设备，除尘设备将团聚后的微细颗粒物捕集去除，可以提高微细颗粒物减排效果。

附图说明

图1是本实用新型的的剖视图；

图2是本实用新型的迎风面结构示意图；

图3是本实用新型的烟气扰流柱结构示意图；

图4是本实用新型的实施例2中结构示意图。

图5是本实用新型的实施例3中结构示意图。

图6是本实用新型的实施例4中结构示意图。

图7是本实用新型的实施例5中结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、团聚剂喷射柱；110、喷射供给管道；120、团聚剂喷头；131、喷射柱上风侧；132、喷射柱下风侧；133、扰流叶片；

200、烟气扰流柱；210、团聚剂管道；221、扰流柱中心端；222、扰流柱边缘端；223、密封滚珠；

300、烟气管道。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

结合图1-3，本实施例的一种烧结烟气微细颗粒物的扰流团聚装置，包括烟气扰流柱200，扰流柱边缘端222固定安装于烟气管道300的管壁上，扰流柱中心端221延伸至烟气管道300内部，所述的烟气扰流柱200内部设置有团聚剂管道210；所述的烟气扰流柱200的横截面为等腰三角形，且该等腰三角形的顶角位于烟气流向的上风侧，三角形底边垂直于烟气流动方向，该设计使得含有微细颗粒物的烟气经过时，烟气受到阻力较小，烟气中颗粒物对烟气扰流柱200的磨损降低，高速流动的烟气流过烟气扰流柱200时，在其背面产生低压区，烟气在低压区边缘形成较大的湍流。

所述的烟气扰流柱200设置有2-8个，本实施例优选8个，扰流柱边缘端222均匀的布置于烟气管道300的管壁圆周上，扰流柱中心端221汇集于烟气管道300中心，使得烟气管道300内更多烟气在烟气扰流柱200后方形成湍流；扰流柱中心端221的横截面面积小于扰流柱边缘端222的横截面面积，横截面积随着与团聚剂喷射柱100距离的增大而增大，避免烟气管道300边缘部分烟气因为烟气扰流柱200过于稀疏无法在烟气扰流柱200后方形成湍流。

本实施例的一种烧结烟气微细颗粒物的扰流团聚装置，还包括团聚剂喷射柱100，团聚剂喷射柱100设置于扰流柱中心端221上，与烟气扰流柱200固定连接，团聚剂喷射柱100包括喷射供给管道110和团聚剂喷头120，喷射供给管道110设置在团聚剂喷射柱100内部，喷射供给管道110连通至团聚剂喷头120，团聚剂喷头120位于团聚剂喷射柱100的下风侧，喷射供给管道110与团聚剂管道210相连通，喷射供给管道110连接至烟气管道300外部的团聚剂雾滴供给装置。

所述的团聚剂喷头120的喷洒方向朝向上风侧，且喷洒方向与烟气流向310之间的夹角为a，a＝30-60°，本实施例优选45°。烟气管道300外部的团聚剂雾滴供给装置产生团聚剂雾滴并加压送入团聚剂管道210，再进入喷射供给管道110中，由团聚剂喷头120喷射到烟气扰流柱200后方，团聚剂雾滴与迎面流过的颗粒物存在相对的运动，故两者之间碰撞几率较高，喷洒方向与烟气流向310之间存在夹角使得团聚剂喷头120喷洒出的团聚剂雾滴能够覆盖更大的范围；同时，团聚剂雾滴和已附着团聚剂溶液的颗粒物在烟气扰流柱200后方的气流湍流中快速旋转运动，这个过程中团聚剂雾滴与颗粒物充分接触，实现颗粒物不断地团聚长大。

所述的团聚剂喷射柱100包括喷射柱上风侧131和喷射柱下风侧132，所述的喷射柱上风侧131设置为圆弧面，降低气流流动阻力，减轻烟气流动对装置的磨损。

该实施例的扰流团聚过程为：

步骤一、烟气扰流

烟气管道300中含有微细颗粒物的烟气流过时，烟气经过烟气扰流柱200，在烟气扰流柱200后方形成低压区，在低压区附近形成烟气湍流。

步骤二、颗粒物团聚

烟气管道300外部的团聚剂雾滴供给装置将团聚剂雾滴通过团聚剂管道210和喷射供给管道110运输，从团聚剂喷头120喷射至烟气扰流柱200后方区域，团聚剂雾滴与颗粒物在烟气扰流柱200后方的湍流中充分混合，发生碰撞，颗粒物不断长大。

本实施例的一种烟气微细颗粒物的减排设备，包括权利要上述的扰流团聚装置和除尘装置，所述的扰流团聚装置和除尘装置安装于烧结主烟道上，且除尘装置设置于扰流团聚装置的下风侧，即烧结过程中产生的烟气先经过扰流团聚装置，使得烟气中的微细颗粒物团聚长大形成较大的颗粒物，而后携带颗粒物的烟气再进入除尘设备，除尘设备将团聚后的微细颗粒物捕集去除，可以提高微细颗粒物减排效果；其中所述的除尘器为布袋除尘器或者静电除尘器。

实施例2

如图4所示，本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：在喷射柱上风侧131迎风面设置有团聚剂喷头120，与喷射供给管道110相连接，该位置的团聚剂喷头120喷洒团聚剂雾滴，使烟气扰流柱200前方烟气中含有团聚剂雾滴，首先烟气通过碰撞烟气扰流柱200就可以实现一次团聚，其次，烟气内含有团聚剂雾滴与烟气同步被扰动，与微细颗粒物团聚，装置的团聚效果为烟气扰流柱200前后两次喷入的团聚剂雾滴团聚效果的总和。另外，所述的烟气扰流柱200设置有2-8个，本实施例优选6个，扰流柱边缘端222均匀的布置于烟气管道300的管壁圆周上，所述的设置在喷射柱下风侧132处团聚剂喷头120的喷洒方向与烟气流向310之间的夹角本实施例优选60°。

实施例3

如图5所示，本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：在烟气扰流柱200背风面设置有团聚剂喷头120，与团聚剂管道210相连接，烟气在烟气扰流柱200后方产生湍流后，该位置团聚剂喷头120喷出团聚剂雾滴可增加不同方向上团聚剂雾滴的量，同时喷出的团聚剂雾滴也会扰动烟气的湍流，产生更多的湍流，增加团聚剂雾滴与颗粒物接触的机会。

实施例4

如图6所示，本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：在喷射柱下风侧132上设置有扰流叶片133，由电机驱动，匀速旋转，在烟气扰流柱200后湍流团聚后的烟气流至扰流叶片133时，烟气中的颗粒物与团聚剂液滴与扰流叶片133之间发生碰撞，另外由于扰流叶片133转动形成的湍流促进烟气中微细颗粒物进行二次团聚，使得未团聚的颗粒物进行团聚，使得团聚后的颗粒物再次团聚，增大粒径。另外，所述的烟气扰流柱200设置有2-8个，本实施例优选2个，扰流柱边缘端222均匀的布置于烟气管道300的管壁圆周上。

实施例5

如图7所示，本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：扰流柱边缘端222与烟气管道300之间通过密封滚珠223相配合，扰流柱边缘端222外部通过连接驱动装置，本实施例的一种烧结烟气扰流及团聚剂喷洒装置可在烟气管道300内旋转，增加烟气中微细颗粒物以及团聚剂与烟气扰流柱200的碰撞，同时旋转过程中增加湍流的形成，促进更多的颗粒物进行团聚。另外，所述的团聚剂喷头120的喷洒方向与烟气流向310之间的夹角本实施例优选60°。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本实用新型的示例性实施例，但是本实用新型并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、(例如各个实施例之间的)组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本实用新型的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。