筛帘阵列和沉降装置以及废气处理方法

本发明主要涉及沉降装置和废气处理方法，更特别地涉及用于处理废气的多个筛帘。

背景技术：

1、传统的沉降器，如电沉降器和洗涤器被广泛用于处理含有气体污染物和/或颗粒排放物的废气。例如，工业过程(诸如电力和热量生成)可能产生对环境有害的颗粒和气体排放物，这些排放物可能保持悬浮在空气中。这些排放物在被人类和动物吸入时往往会造成健康危害。此外，颗粒排放物趋于沉淀在设备和建筑物上，并可能导致褪色甚至干扰设备的正常功能。因此，去除废气中的这些颗粒排放物是很重要的。

2、废气可以通过传统的热交换器回收废气中的热能。毕竟，许多工业过程在高温下将废气排放到环境中，回收这种热能提供了提高工业过程效率的机会。能够在高温下排放含有气体污染物的废气的工业过程也可以配备洗涤器和/或湿式电沉降器(“湿式esp”)以去除诸如颗粒排放物之类的气体污染物并回收热能。湿式电沉降器通常包括诸如水之类的液体以捕获颗粒和气体排放物并且回收热能，其可以被引导通过热交换器以提高效率。

3、尽管电沉降器、洗涤器和热交换器通常已知地用于工业过程，由于传统的设计限制和用于处理过程的各种不同的部件，至少在一定程度上限制处理废气的有效性。例如，配置用于处理废气的电沉降器、洗涤器和热交换器通常需要独特的合金和涂层，这增加了总体成本并限制了可用空间。因此，沉降器、洗涤器和热交换器中的任何一个的可用表面积减少，同样降低了处理的效果。另外，传统的湿式电沉降器经常产生液雾，这增加了一个或多个电极的电极短路的可能性，这也降低了其收集颗粒排放物的有效性。

4、需要一种处理废气的装置和方法，其改进处理效果、降低复杂性、降低成本、并解决例如上面讨论的那些现有的挑战和特征。

技术实现思路

1、本发明的目的是使用潮湿振动帘线(柱状物或绳索)阵列来从热气体流中捕获颗粒同时进行有效的能量回收。当含有颗粒的热气流经垂直潮湿帘线阵列时，它们由于涡流脱落而趋于振动。特别地，帘线将具有主要垂直于流动方向的振动并且具有沿流动方向的小振动。在本发明中，这些振动被调整到接近帘线阵列的固有频率的频带，以使得振动速度和加速度提高。利用增加的振动速度和加速度，颗粒捕获增加，其中能量和质量转移显著提高。这种潮潮湿振动帘线从而作为颗粒捕获和能量回收仪器非常有效地起作用。

2、本发明的目的是将这些振动调节在尽可能接近帘线阵列固有频率的频带内，以使得振动速度和加速度提高。更高帘线加速度和更高涡流分离频率意味着气流和帘线之间的相互作用力更大。在振动速度和加速度增加的情况下，颗粒捕获增强。此外，热量转移增加，并且潮湿帘线和从中提取大部分所需水的流动气体之间的水蒸汽和潮湿液滴的转移显著增加。当气体通过冷却而过饱和时，微粒尺寸增大并且在微粒上发生凝结。通过从帘线上的水膜上剪切掉，也在高速气流中添加了液滴。因此，这种潮湿振动帘线阵列可以用来执行以下功能：

3、(a)作为颗粒捕捉仪器，原因在于(i)高撞击效率(i)微粒增大、(ⅱ)增加湍流剪切、(ⅲ)产生作为用于微粒的洗涤器的水滴，以及(iv)增加水在微粒上的蒸发和凝结。

4、(b)作为能量回收仪器，原因在于(i)高热量转移、(ii)增加湍流剪切、(iii)产生作为洗涤器的水滴、以及(iv)增加水在帘线上的蒸发和冷凝。

5、(c)作为用于气体和蒸汽的洗涤器，原因在于帘线上的水膜和潮湿颗粒的洗涤作用以及通过高速气体在振动帘线上的剪切作用产生的水滴而进行的洗涤。

6、该技术可以与使用微粒充电并且安装在下游的任何沉淀装置结合。但是这两个单元都需要进行微调以达到最佳效果。如果不进行微调，帘线仍然会振动，并将在一定程度上有助于微粒捕获，但并不会像调整过一样；这是本发明的关键特征。

7、由于该技术成本低且即使不使用电力也具有大颗粒收集效率，即其应用简单且安全，因此其可以找到广泛的住宅和商业用途。以下部分详细介绍了振动对颗粒捕集、热量转移，能量回收和微粒增大的影响。

技术特征：

1.一种用于减少废气中的颗粒和气体排放物的沉降装置，包括：

2.根据权利要求1所述的沉降装置，其中，所述多个筛帘中的每一个都包括用于接收液体的入口和用于排出液体的出口，其中，入口和出口定位在细长帘线的相反端部处，并且还包括：

3.根据权利要求2所述的沉降装置，还包括：

4.根据权利要求2所述的沉降装置，其中所述多个筛帘被配置成从废气中产生冷凝物并且液体和冷凝物一起流入液体收集器，并且沉降装置还包括：

5.根据权利要求1所述的沉降装置，其中细长帘线中的每一个在流动室内暴露于流动路径，使得流过其中的废气直接接触沿着帘线流动的液体。

6.根据权利要求1所述的沉降装置，其中所述多个筛帘是电接地的，并且还包括：

7.根据权利要求1所述的沉降装置，其中所述多个筛帘在流动室内垂直于流动路径延伸，并且定位成使得第一筛帘的后缘涡流影响相邻的筛帘。

8.根据权利要求1所述的沉降装置，其中，所述帘线各自具有长度，并且所述帘线的所述长度被制定成以增加所述帘线的振动频率。

9.一种用于处理废气的筛帘组件，包括：

10.根据权利要求9所述的筛帘组件，还包括：

11.根据权利要求10所述的筛帘组件，其中细长帘线中的每一个被保持在预定的张力下，使得细长帘线中的每一个被构造成通过沿其横向地引导废气流而振动。

12.根据权利要求9所述的筛帘组件，其中细长帘线中的每一个由钢丝绳形成。

技术总结
振动湿式沉降器设计成用于去除含颗粒的热气中的颗粒。沉降器(10)包括在导管(12)内拉伸的垂直潮湿帘线(26)阵列(30)。通过控制诸如气流、速度、帘线长度和直径的关键参数，将帘线(26)调整成由于气流而振动，使得颗粒收集和热量转移效率最大化。帘线是筛帘(24)的一部分。多个这些筛帘被装置成限定废气流过的多个间隙(28)。筛帘(24)以及从而帘线(26)间隔开，使得来自第一帘线(26a)的涡流影响相邻的帘线(26b)和随后的帘线(26c)。然后微粒被吸收在液体中，液体可以通过热交换器、过滤并随后重新使用。优选地，帘线装置被设计成允许帘线以通常为10至100Hz的高频振动，以使颗粒收集最大化。

技术研发人员：H·帕希奇,K·阿拉姆
受保护的技术使用者：俄亥俄大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15