一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，屬于鐵礦燒結(jié)過程污染物減排技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，包括微細(xì)顆粒物霧化團(tuán)聚裝置、團(tuán)聚液加入裝置和除塵裝置，燒結(jié)臺車底部通過風(fēng)箱與主煙道相連，抽風(fēng)煙氣由燒結(jié)臺車底部經(jīng)風(fēng)箱匯入主煙道中，主煙道上設(shè)置霧化團(tuán)聚裝置、團(tuán)聚液加入裝置和除塵裝置，煙氣由主煙道流入霧化團(tuán)聚裝置，經(jīng)除塵裝置除塵后由風(fēng)機(jī)排入煙囪。本發(fā)明使得吸附有微細(xì)顆粒物的團(tuán)聚液霧滴在低壓情況下成核、碰撞、長大，形成的大顆粒團(tuán)聚物，并采用除塵裝置除去團(tuán)聚長大的微細(xì)顆粒物，為鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排提供了全新的減排途徑。
【專利說明】
一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及鐵礦燒結(jié)過程污染物減排技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種鐵礦燒結(jié) 過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 可吸入顆粒物是指可通過鼻和嘴進(jìn)入人體呼吸道的顆粒物的總稱，用PM10表示 (環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)直徑小于10微米的顆粒KPM2.5指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直 徑小于等于2.5微米的顆粒物。它能較長時間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就 代表空氣污染越嚴(yán)重。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和 能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，面積大，活性強(qiáng)，易附帶 有毒、有害物質(zhì)（例如，重金屬、微生物等），且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠(yuǎn)，因而對 人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大，而且，它能夠進(jìn)入人體肺泡甚至血液循環(huán)系統(tǒng)，直接 導(dǎo)致心血管病等疾病。當(dāng)前可吸入顆粒物污染己經(jīng)成為突出的大氣環(huán)境問題，引起世界各 國的高度重視。它對人體健康有嚴(yán)重危害，也是導(dǎo)致大氣能見度降低、酸沉降、全球氣候變 化、光化學(xué)煙霧等重大環(huán)境問題的重要因素。美國、歐盟、英國等的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)先后均對 中PM2.5進(jìn)行了明確的要求;2012年2月，中國環(huán)境保護(hù)部頒布了新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB3095-2012)，增設(shè)了 PM2.5平均濃度限值。
[0003] 鋼鐵工業(yè)既是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，又是耗能和污染大戶。目前我國粗鋼年 產(chǎn)量已經(jīng)超過8億噸，接近全球產(chǎn)量的50%。根據(jù)《2012年中國環(huán)境統(tǒng)計年報》，黑色金屬冶 煉及壓延加工業(yè)煙(粉)塵排放量為181.3萬t，占重點(diǎn)調(diào)查工業(yè)企業(yè)排放量的18.9%，位于 第三位。PM10(粒徑< ΙΟμπι的顆粒物）和ΡΜ2·5(粒徑< 2·5μπι的顆粒物）的源解析表明，鋼鐵 冶金工業(yè)已經(jīng)成為我國大氣中ΡΜ10和ΡΜ2.5的主要來源之一。燒結(jié)工序是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)流 程中必不可少的環(huán)節(jié)，但又是鋼鐵工業(yè)最大的ΡΜ10和ΡΜ2.5排放源，占其總排放量的40 %左 右[n]。由于鐵礦燒結(jié)是抽風(fēng)過程且煙氣濕度大，目前燒結(jié)廠主要采用靜靜電除塵器來凈化 燒結(jié)煙氣中的顆粒物，靜靜電除塵器對煙氣中的粗顆粒物去除效果較好，但對于粒徑小于 1〇μπι的微細(xì)顆粒物，由于其比電阻高、荷電能力差，除塵效率顯著降低。燒結(jié)煙氣經(jīng)過靜電 除塵后，煙氣中90%以上的顆粒物為ΡΜ10,80%以上的顆粒物為ΡΜ2.5 [4]。
[0004] 燒結(jié)煙氣是在抽風(fēng)燒結(jié)過程中空氣穿過燒結(jié)料層，經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變 化形成的。由于受到原料條件、混合料配比、工藝參數(shù)等因素的影響，使得燒結(jié)煙氣的化學(xué) 成分復(fù)雜多變，煙氣流量、溫度及各污染物濃度波動很大。歸納起來，燒結(jié)煙氣有如下典型 的特點(diǎn) [5<:
[0005] (1)燒結(jié)過程漏風(fēng)率可達(dá)40-50%，使得產(chǎn)生煙氣量很大，據(jù)統(tǒng)計生產(chǎn)It燒結(jié)礦能 產(chǎn)生4000-6000m 3的煙氣量;而且煙氣量根據(jù)原料成分、工藝參數(shù)的差異發(fā)生變化，使得煙 氣量波動較大；
[0006] (2)煙氣溫度波動范圍大，隨工藝條件、燃料配比而發(fā)生變化，煙氣溫度在:80-160 °C波動；
[0007] (3)煙氣含濕量較大，水分含量為10%左右。燒結(jié)混料過程中需要加入適量的水分 進(jìn)行混合、制粒，從而保證料層的透氣性；
[0008] (4)煙氣中含粉塵量大，其中包含大量微細(xì)顆粒物，每噸燒結(jié)礦產(chǎn)生20-40kg的粉 塵；
[0009] (5)煙氣成分復(fù)雜，其包含多種污染物，如:微細(xì)顆粒物，S02，COx，N0x，HC1，HF和二 嚼英類等。
[0010] 正是由于燒結(jié)煙氣成分復(fù)雜、流量大以及污染物濃度低等特點(diǎn)，盡管燒結(jié)煙氣采 取了較高凈化效率的除塵設(shè)備，但對微細(xì)顆粒物的去除效果并不理想。
[0011] 燒結(jié)煙氣中微細(xì)顆粒物由于比表面積大、表面活性強(qiáng)，能富集燒結(jié)過程生成的堿 金屬(K、Na)、重金屬(取、？13、0、〇1、0(1^8)和有機(jī)物污染物(￥(^8、？000/^8)等有毒有害物 質(zhì) [8]，具有強(qiáng)致癌、致突變和致畸作用，排放到大氣形成的氣溶膠，是誘發(fā)霧霾、酸雨、臭氧 層破壞等的重要因素，其污染問題直接關(guān)系到國民的生存環(huán)境和生存質(zhì)量。實現(xiàn)燒結(jié)過程 的微細(xì)顆粒物減排已迫在眉睫。
[0012] 經(jīng)檢索，已有關(guān)于煙氣微細(xì)顆粒物的減排技術(shù)方案。如：發(fā)明創(chuàng)造的名稱:工業(yè)窯 爐煙氣PM2.5粉塵及重金屬治理去除裝置 [9]，（中國專利號：ZL201220721358.X，申請日： 2012-12-24)，通過在煙氣通路上設(shè)置濾袋，并將袋籠在濾袋內(nèi)部，對煙氣PM 2.5粉塵進(jìn)行減 排;該技術(shù)對大顆粒的污染物具有較好的就減排效果，但是煙氣中的PM 2.5的減排效果有限。 此外，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為：一種鐵礦燒結(jié)煙氣分段循環(huán)的方法[1()](中國專利號： ZL201310443223.0，申請日：2013-09-26)、一種鐵礦燒結(jié)節(jié)能減排的方法[11](中國專利號： ZL201510137762.0，申請日：2015-03-27)等，這些技術(shù)方案可實現(xiàn)燒結(jié)煙氣中的多種污染 物的協(xié)同減排，雖然可以減少煙氣中大顆粒粉塵的排放;但是對燒結(jié)煙氣中的微細(xì)顆粒物 的減排效果極其有限。再加之燒結(jié)煙氣相比其他廢氣，具有成分復(fù)雜、煙氣流量巨大等特 性，使得適用于燒結(jié)煙氣微細(xì)顆粒物的有效減排技術(shù)還未開發(fā)出來。迫切的需要尋求適宜 的減排途徑，實現(xiàn)燒結(jié)過程的微細(xì)顆粒的減排。
[0013] 參考文獻(xiàn)：
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0025] 1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0026]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中，鐵礦燒結(jié)過程是微細(xì)顆粒物的主要排放源 頭，現(xiàn)有的減排系統(tǒng)難以有效脫出燒結(jié)煙氣中的微細(xì)顆粒物的不足，提供及一種鐵礦燒結(jié) 過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，實現(xiàn)燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的有效脫除。
[0027] 2.技術(shù)方案
[0028] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0029] 本發(fā)明的一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，包括微細(xì)顆粒物霧化團(tuán)聚裝 置、團(tuán)聚液加入裝置和除塵裝置，燒結(jié)臺車底部通過風(fēng)箱與主煙道相連，抽風(fēng)煙氣由燒結(jié)臺 車底部經(jīng)風(fēng)箱匯入主煙道中，主煙道上設(shè)置霧化團(tuán)聚裝置、團(tuán)聚液加入裝置和除塵裝置，煙 氣由主煙道流入霧化團(tuán)聚裝置，經(jīng)除塵裝置除塵后由風(fēng)機(jī)排入煙囪。
[0030] 更進(jìn)一步地，所述的霧化團(tuán)聚裝置包括收縮管、圓柱連接管和擴(kuò)張管；
[0031] 其中：收縮管和擴(kuò)張管是兩端內(nèi)徑不同的錐形管，所述的收縮管與主煙道相連的 一端為收縮管入口端，收縮管入口端的內(nèi)徑與主煙道的內(nèi)徑相同，收縮管的靠近擴(kuò)張管的 一端為收縮管出口端，收縮管出口端與擴(kuò)張管入口端內(nèi)徑相同；收縮管出口端與擴(kuò)張管入 口端通過圓柱連接管相連，所述的擴(kuò)張管的遠(yuǎn)離收縮管的一端為擴(kuò)張管出口端，擴(kuò)張管出 口端內(nèi)徑與主煙道的內(nèi)徑相同，并與主煙道相連;上述的收縮管、圓柱連接管和擴(kuò)張管的中 心線在同一條直線上;煙氣由收縮管入口端進(jìn)入霧化團(tuán)聚裝置，再由圓柱連接管流入擴(kuò)張 管，由擴(kuò)張管出口端流出霧化團(tuán)聚裝置。
[0032] 更進(jìn)一步地，團(tuán)聚液加入裝置包括團(tuán)聚液儲存部件、空壓機(jī)和團(tuán)聚液噴頭，團(tuán)聚液 儲存部件通過管道與空壓機(jī)的進(jìn)口端相連，空壓機(jī)出口端通過管道與團(tuán)聚液噴頭相連，其 中：團(tuán)聚液儲存部件用于儲存團(tuán)聚液，空壓機(jī)為團(tuán)聚液進(jìn)入團(tuán)聚液噴頭提供動力，團(tuán)聚液噴 頭用于將團(tuán)聚液霧化，并噴入霧化團(tuán)聚裝置。
[0033] 更進(jìn)一步地，團(tuán)聚液噴頭均勻的布置于收縮管橫截面的圓周切線上。
[0034]更進(jìn)一步地，團(tuán)聚液噴頭所在平面與收縮管入口端的水平距離為L1，團(tuán)聚液噴頭 所在平面與收縮管出口端的水平距離為L2，L2 = 0.5-1.0L1。
[0035]更進(jìn)一步地，團(tuán)聚液噴頭中心線與收縮管管壁之間的夾角為a，30<a< 45°。
[0036]更進(jìn)一步地，收縮管橫截面上均勻的布置有2-16個團(tuán)聚液噴頭。
[0037] 更進(jìn)一步地，收縮管的外部布置有環(huán)形管道，環(huán)形管道進(jìn)口端與空壓機(jī)出口端相 連，環(huán)形管道上設(shè)置有2-16個出口，且環(huán)形管道的出口與團(tuán)聚液噴頭相連，團(tuán)聚液由環(huán)形管 道流入團(tuán)聚液噴頭。
[0038] 更進(jìn)一步地，所述的擴(kuò)張管上設(shè)置有團(tuán)聚液噴頭。
[0039]更進(jìn)一步地，團(tuán)聚液儲存部件中設(shè)置有攪拌裝置。
[0040] 3.有益效果
[0041]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果：
[0042]本發(fā)明的霧化團(tuán)聚裝置包括收縮管、圓柱連接管和擴(kuò)張管，煙氣由收縮管入口端 進(jìn)入霧化團(tuán)聚裝置，再由圓柱連接管流入擴(kuò)張管，主煙道中的煙氣由收縮管入口端流入收 縮管，由于收縮管管徑迅速變小，使得收縮管中的煙氣流速迅速增大，團(tuán)聚液噴頭在霧化團(tuán) 聚裝置的收縮管中噴入霧狀的團(tuán)聚液，使得團(tuán)聚液與煙氣中的微細(xì)顆粒和接觸、潤濕、粘 附，由于煙氣通過圓柱連接管時速度增大，在圓柱連接管和擴(kuò)張管產(chǎn)生低壓，使得吸附有微 細(xì)顆粒物的團(tuán)聚液霧滴在低壓情況下成核、碰撞、長大，形成的大顆粒團(tuán)聚物。并采用除塵 裝置除去團(tuán)聚長大的微細(xì)顆粒物，實現(xiàn)了微細(xì)顆粒物的高效減排，為鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆 粒物的減排提供了全新的減排途徑。
【附圖說明】
[0043]圖1為實施例1-9的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖2為實施例1-9的收縮管的團(tuán)聚液噴頭的布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖3為實施例1-9的燒結(jié)機(jī)及減排系統(tǒng)示意圖；
[0046] 圖4為實施例1-9的團(tuán)聚液噴頭與收縮管管壁的位置關(guān)系不意圖；
[0047]圖5為實施例10的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖6為實施例10的擴(kuò)張管的團(tuán)聚液噴頭的布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖7為實施例11的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖8為實施例11的擴(kuò)張管設(shè)置兩組團(tuán)聚液噴頭；
[0051] 圖9為實施例12團(tuán)聚液噴頭設(shè)置于收縮管內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖10為本發(fā)明微細(xì)顆粒物減排方法的流程圖；
[0053]圖11為本發(fā)明團(tuán)聚液制備方法的流程圖。
[0054] 示意圖中的標(biāo)號說明：
[0055] 1、主煙道;2、霧化團(tuán)聚裝置;21、收縮管;22、圓柱連接管；23、擴(kuò)張管;3、團(tuán)聚液加 入裝置;31、團(tuán)聚液儲存部件；32、空壓機(jī);33、團(tuán)聚液噴頭;4、除塵裝置;5、風(fēng)機(jī);6、燒結(jié)臺 車;7、風(fēng)箱;8、環(huán)形管道;9、攪拌裝置。
【具體實施方式】
[0056] 為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0057] 實施例1
[0058]結(jié)合圖1、2、3和4所示，本實施例的一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，包 括微細(xì)顆粒物霧化團(tuán)聚裝置2、團(tuán)聚液加入裝置3和除塵裝置4,燒結(jié)混合料經(jīng)混合、制粒后 由布料裝置，裝鋪在燒結(jié)燒結(jié)臺車6上，燒結(jié)混合料經(jīng)點(diǎn)火后進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，燒結(jié)煙氣穿過 燒結(jié)料層，燒結(jié)臺車6底部通過風(fēng)箱7與主煙道1相連，抽風(fēng)煙氣由燒結(jié)臺車6底部經(jīng)風(fēng)箱7匯 入主煙道1中，主煙道1上設(shè)置霧化團(tuán)聚裝置2、團(tuán)聚液加入裝置3和除塵裝置4,煙氣由主煙 道1流入霧化團(tuán)聚裝置2,經(jīng)除塵裝置4除塵后由風(fēng)機(jī)5排入煙囪；煙氣中的微細(xì)顆粒物在霧 化團(tuán)聚裝置2中團(tuán)聚形核，成核長大，并在后部的除塵裝置4中除去團(tuán)聚長大的微細(xì)顆粒物。 [0059]上述的霧化團(tuán)聚裝置2包括收縮管21、圓柱連接管22和擴(kuò)張管23;其中：收縮管21 和擴(kuò)張管23是兩端內(nèi)徑不同的錐形管，所述的收縮管21與主煙道1相連的一端為收縮管21 入口端，收縮管21入口端的內(nèi)徑與主煙道1的內(nèi)徑相同，收縮管21靠近擴(kuò)張管23的一端為收 縮管21出口端，收縮管21出口端與擴(kuò)張管23入口端內(nèi)徑相同；收縮管21出口端與擴(kuò)張管23 入口端通過圓柱連接管22相連，所述的擴(kuò)張管23遠(yuǎn)離收縮管21的一端為擴(kuò)張管23出口端， 擴(kuò)張管23出口端內(nèi)徑與主煙道1的內(nèi)徑相同，并與主煙道1相連;上述的收縮管21、圓柱連接 管22和擴(kuò)張管23的中心線在同一條直線上;煙氣由收縮管21入口端進(jìn)入霧化團(tuán)聚裝置2，再 由圓柱連接管22流入擴(kuò)張管23,并由擴(kuò)張管23出口端流出霧化團(tuán)聚裝置2。主煙道1中的煙 氣由收縮管21入口端流入收縮管21，由于收縮管21管徑迅速變小，使得收縮管21中的煙氣 流速迅速增大，煙氣通過圓柱連接管22時速度增大，在其附近產(chǎn)生低壓，使得煙氣中的顆粒 物碰撞更加劇烈。
[0060]所述的團(tuán)聚液加入裝置3包括團(tuán)聚液儲存部件31、空壓機(jī)32和團(tuán)聚液噴頭33,其中 團(tuán)聚液儲存部件31中設(shè)置有攪拌裝置9,使得團(tuán)聚液儲存部件31中的團(tuán)聚液成分均一穩(wěn)定， 防止配成的團(tuán)聚液發(fā)生成分偏析，從而影響微細(xì)顆粒物的減排效果。團(tuán)聚液儲存部件31通 過管道與空壓機(jī)32的進(jìn)口端相連，空壓機(jī)32出口端通過管道與團(tuán)聚液噴頭33相連，其中：團(tuán) 聚液儲存部件31用于儲存團(tuán)聚液，空壓機(jī)32為團(tuán)聚液進(jìn)入團(tuán)聚液噴頭33提供動力，團(tuán)聚液 噴頭33用于將團(tuán)聚液霧化，并噴入霧化團(tuán)聚裝置2,所述的團(tuán)聚液噴頭33設(shè)置在收縮管21 上。含有團(tuán)聚劑的團(tuán)聚液在空壓機(jī)32的驅(qū)動下，由團(tuán)聚液儲存部件31中流入團(tuán)聚液噴頭33， 團(tuán)聚液噴頭33將霧化團(tuán)聚液噴入霧化團(tuán)聚裝置2,霧化后的霧滴粒徑為30-150μπι;霧化團(tuán)聚 裝置2的收縮管21管徑迅速變小，使得煙氣通過圓柱連接管22時速度增大，在其附近產(chǎn)生低 壓，從而使得團(tuán)聚液對微細(xì)顆粒產(chǎn)生吸附作用，煙氣中的顆粒物與霧化后的團(tuán)聚液充分接 觸、潤濕、粘附、成核，不斷團(tuán)聚碰撞長大，使得微細(xì)顆粒不斷團(tuán)聚長大。
[0061 ]團(tuán)聚液噴頭33均勻的布置于收縮管21橫截面的圓周切線上，收縮管21中的煙氣流 速不斷增大，團(tuán)聚液噴頭33霧化后的團(tuán)聚液霧滴可在收縮管21中與煙氣充分、均勻混合;該 橫截面為垂直于收縮管21的中心線的豎直切面，團(tuán)聚液噴頭33所在平面與收縮管21入口端 的水平距離為L1，團(tuán)聚液噴頭33所在平面與收縮管21出口端的水平距離為L2，L2 = 0.5L1， 即團(tuán)聚液噴頭33所在平面與收縮管21入口端的水平距離大于團(tuán)聚液噴頭33所在平面與收 縮管21出口端的水平距離，使得煙氣在進(jìn)入收縮管21后，煙氣流速增大的過程中與霧化后 的團(tuán)聚液霧滴混合、接觸。
[0062]團(tuán)聚液噴頭33中心線與收縮管21管壁之間的夾角為a，a = 45°，在收縮管21邊緣氣 流呈現(xiàn)與收縮管21管壁平行狀態(tài)，當(dāng)a = 45°時，若團(tuán)聚液噴頭33噴入的團(tuán)聚液霧滴的速度 為V，則其沿收縮管21管壁的速度為vcos a，增大了團(tuán)聚液霧滴與煙氣中顆粒的碰撞幾率； 此外，團(tuán)聚液霧滴不斷向收縮管21中心運(yùn)動，使得與收縮管21中心處的煙氣也充分接觸。收 縮管21橫截面上均勻的布置有16個團(tuán)聚液噴頭33,促進(jìn)團(tuán)聚液霧滴與收縮管21中的微細(xì)顆 粒物接觸、潤濕、粘附。
[0063] 收縮管21的外部布置有環(huán)形管道8，環(huán)形管道8進(jìn)口端與空壓機(jī)32出口端相連，環(huán) 形管道8上設(shè)置有16個出口，且環(huán)形管道8的出口與團(tuán)聚液噴頭33相連，團(tuán)聚液由環(huán)形管道8 流入團(tuán)聚液噴頭3 3;環(huán)形管道8上設(shè)置有16個出口，可將團(tuán)聚液均勻穩(wěn)定的從團(tuán)聚液儲存部 件31輸送到團(tuán)聚液噴頭33中，使得團(tuán)聚液噴頭33均勻、穩(wěn)定的噴入團(tuán)聚液。
[0064] 所述的除塵裝置4為靜電除塵器，煙氣中的微細(xì)顆粒物在霧化團(tuán)聚裝置2與團(tuán)聚液 霧滴潤濕、粘附，進(jìn)一步形核、長大后，通過靜電除塵器將長大后的顆粒物去除，即可實現(xiàn)燒 結(jié)過程微細(xì)顆粒物的團(tuán)聚減排。
[0065] 本實施例的煙氣微細(xì)顆粒物減排復(fù)合團(tuán)聚劑，各組分按照如下質(zhì)量組成：聚合氯 化鋁l〇g，羧甲基纖維素鈉30g，聚丙烯酰胺30g，添加劑2g。其添加劑為固體添加劑，所述的 添加劑由活性炭和焦粉組成，所述的添加劑按如下質(zhì)量百分比組成：活性炭90%，焦粉 10%，所述的活性炭粒徑要求:74μηι<活性炭粒徑< 100μL?，焦粉粒徑要求:74μπι<焦粉粒徑 < 100μπ?ο
[0066] 如圖10和圖11所示，本實施例燒結(jié)煙氣微細(xì)顆粒物的減排方法：
[0067]步驟一：制備團(tuán)聚液(Α)按質(zhì)量份稱取聚合氯化鋁10g，羧甲基纖維素鈉30g，聚丙 烯酰胺30g，將固體顆粒聚合氯化鋁10g，羧甲基纖維素鈉30g，聚丙烯酰胺30g混合均勻，得 混合物A;
[0068] (B)按質(zhì)量份稱取添加劑2g，所述的添加劑為固體添加劑，加入混合物A中，混合均 勻，得復(fù)合團(tuán)聚劑；
[0069] (C)將步驟(B)中的復(fù)合團(tuán)聚劑與水混合，并攪拌混合均勻，且團(tuán)聚劑與水的質(zhì)量 之比為1:5000，而后加入Ca(0H) 2粉末調(diào)節(jié)溶液PH為8.5，制備得到團(tuán)聚液；
[0070] 步驟二:微細(xì)顆粒團(tuán)聚
[0071] 鐵礦燒結(jié)過程中，將團(tuán)聚液加入團(tuán)聚液儲存部件31中，在主煙道1上安裝有霧化團(tuán) 聚裝置2，團(tuán)聚液儲存部件31中的團(tuán)聚液經(jīng)空壓機(jī)32輸送到團(tuán)聚液噴頭33，團(tuán)聚液噴頭33在 霧化團(tuán)聚裝置2的收縮管21中噴入霧狀的團(tuán)聚液，煙氣中的顆粒物與團(tuán)聚液在霧化團(tuán)聚裝 置2團(tuán)聚接觸、潤濕、粘附、成核、碰撞、長大。其中：噴入的團(tuán)聚液的霧滴粒徑為30-150μπι，每 立方米燒結(jié)煙氣中團(tuán)聚液的噴入量為15ml。
[0072] 霧化團(tuán)聚裝置2包括收縮管21、圓柱連接管22和擴(kuò)張管23,煙氣由收縮管21入口端 進(jìn)入霧化團(tuán)聚裝置2,再由圓柱連接管22流入擴(kuò)張管23,主煙道1中的煙氣由收縮管21入口 端流入收縮管21，由于收縮管21管徑迅速變小，使得收縮管21中的煙氣流速迅速增大，團(tuán)聚 液噴頭33在霧化團(tuán)聚裝置2的收縮管21中噴入霧狀的團(tuán)聚液，使得團(tuán)聚液與煙氣中的微細(xì) 顆粒和接觸、潤濕、粘附，由于煙氣通過圓柱連接管22時速度增大，在圓柱連接管22和擴(kuò)張 管23產(chǎn)生低壓，使得吸附有微細(xì)顆粒物的團(tuán)聚液霧滴在低壓情況下成核、碰撞、長大，形成 的大顆粒團(tuán)聚物。
[0073]步驟三:除塵裝置捕集
[0074]采用靜電除塵器將團(tuán)聚長大形成的大顆粒團(tuán)聚物去除，即利用靜電除塵器中的強(qiáng) 電場使氣體電離，即產(chǎn)生電暈放電，進(jìn)而使顆粒團(tuán)聚物從氣體中分離出來，從而抑制微細(xì)顆 粒物的排放，實現(xiàn)煙氣中微細(xì)顆粒的減排。
[0075] 檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中PM2.5和PM10的排放濃度，記錄如表1。檢測除塵裝置 4后燒結(jié)煙氣中S02、Ν0χ的排放濃度，記錄如表2。
[0076] 對比例1
[0077] 本對比例是作為基準(zhǔn)試驗，本對比例的基本過程同實施例1，不同之處在于：主煙 道上沒有安裝霧化團(tuán)聚裝置2，也沒有在主煙道1中噴入團(tuán)聚液，檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣 中PM2.5和PM10的排放濃度，記錄如表1。檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中S0 2、N0x的排放濃度， 記錄如表2。
[0078] 對比例2
[0079] 本對比例的減排過程同實施例1，不同之處在于:主煙道上沒有安裝霧化團(tuán)聚裝置 2,但在主煙道1中噴入團(tuán)聚液，團(tuán)聚劑僅僅由聚合氯化鋁、羧甲基纖維素鈉和聚丙烯酰胺組 成，團(tuán)聚劑中不含固體添加劑，檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中PM2.5和PM10的排放濃度，記錄 如表1。
[0080] 對比例3
[0081] 本對比例的減排過程同實施例1，聚合氯化鋁、羧甲基纖維素鈉和聚丙烯酰胺的質(zhì) 量百分含量與實施例1相同，不同之處在于：團(tuán)聚劑僅僅由聚合氯化鋁、羧甲基纖維素鈉和 聚丙烯酰胺組成，團(tuán)聚劑中不含固體添加劑，檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中PM2.5和PM10的 排放濃度，記錄如表1。
[0082] 實驗以團(tuán)聚效率評價PM10(PM2.5)的團(tuán)聚效果，將其定義為煙氣中PM10(PM2.5)經(jīng) 過團(tuán)聚后其濃度減少的百分比，即：
[0083] q=(l-Nl/N0) X100%
[0084] 其中NO為初始煙氣中ΡΜ10(ΡΜ2·5)濃度(mg/m3)，Nl為團(tuán)聚后煙氣中ΡΜ10(ΡΜ2·5) 濃度(mg/m 3)。
[0085] 表1燒結(jié)試驗的煙氣中PM 10、PM2.5排放濃度
[0086]
[0087] (1)通過對比例1、對比例2、對比例3和實施例1對比可知，無論團(tuán)聚液以何種方式 加入到煙氣中，都可以減少煙氣中的微細(xì)顆粒物的排放。
[0088] (2)對比例2相比對比例1，PM10減排效率為27.0%，PM2.5減排效率為15.9%，微細(xì) 顆粒物的減排效率較差，其原因在于燒結(jié)過程煙氣流量大，采用一般的方式加入團(tuán)聚液，使 得團(tuán)聚液難以與煙氣中的顆粒物充分接觸、潤濕，也難以實現(xiàn)顆粒物的形核長大，再加之燒 結(jié)煙氣成分復(fù)雜，煙氣流量和成分波動大，使得微細(xì)顆粒物的減排效果非常有限。
[0089] (3)對比例3的PM10減排效率為45.2%，PM2.5減排效率為30.4%，相比對比例2， PM10和PM2.5減排效率均顯著提高，霧化團(tuán)聚裝置2顯著的提高了團(tuán)聚液的團(tuán)聚效率。機(jī)理 分析其原因在于:霧化團(tuán)聚裝置2包括收縮管21、圓柱連接管22和擴(kuò)張管23,煙氣由收縮管 21入口端進(jìn)入霧化團(tuán)聚裝置2,由于收縮管21管徑迅速變小，使得收縮管21中的煙氣流速迅 速增大，團(tuán)聚液噴頭33在霧化團(tuán)聚裝置2的收縮管21中噴入霧狀的團(tuán)聚液，使得團(tuán)聚液與煙 氣中的微細(xì)顆粒和接觸、潤濕、粘附，由于煙氣通過圓柱連接管22時速度增大，在圓柱連接 管22和擴(kuò)張管23產(chǎn)生低壓，使得吸附有微細(xì)顆粒物的團(tuán)聚液霧滴在低壓情況下成核、碰撞、 長大，形成的大顆粒團(tuán)聚物。采用靜電除塵器將團(tuán)聚長大形成的大顆粒團(tuán)聚物去除，使得煙 氣中微細(xì)顆粒物的排放濃度顯著降低。
[0090] 此處需要明確說明的是，現(xiàn)有的研究人員普遍認(rèn)為文氏管對微細(xì)顆粒物的減排效 果較差，而且由于文氏管的阻力損失較大，使文氏管應(yīng)用于燒結(jié)煙氣微細(xì)顆粒物減排的研 究鮮有報道，本
【申請人】采用文丘里效應(yīng)設(shè)計了霧化團(tuán)聚裝置2,使得煙氣中微細(xì)顆粒物的排 放濃度顯著降低。打破了現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)偏見。
[0091] (4)相比對比例3，實施例1的PM 10減排效率達(dá)到了 6 5.9 %，PM2.5減排效率為 53.6%，團(tuán)聚劑中的固體添加劑顯著提高了團(tuán)聚液的團(tuán)聚效率，采用靜電除塵器將團(tuán)聚長 大形成的大顆粒團(tuán)聚物去除，使得煙氣中微細(xì)顆粒物的排放濃度顯著降低，這使得
【申請人】 非常詫異;但是其動力學(xué)碰撞、粘附機(jī)理尚不明確。通過數(shù)次研討會討論其反應(yīng)機(jī)理，并認(rèn) 為其原因可能是：
[0092] 1)煙氣通過圓柱連接管22時速度增大，形成低壓環(huán)境，使得團(tuán)聚液在低壓情況下 與微細(xì)顆粒物碰撞、長大，當(dāng)團(tuán)聚液霧滴中包含有固體添加劑時，使得固體添加劑在團(tuán)聚液 霧滴內(nèi)部形成一個穩(wěn)定的形核母體，微細(xì)顆粒物與團(tuán)聚液霧滴表面接觸后，直接形成的大 顆粒團(tuán)聚物，省去了微細(xì)顆粒物粘附形核的過程，從而加快了顆粒物的團(tuán)聚速度。
[0093] 2)微細(xì)顆粒物團(tuán)聚主要是依靠團(tuán)聚液霧滴與微細(xì)顆粒物接觸、碰撞而長大，但是 在收縮管21中的煙氣流速迅速增大，雖然提高了團(tuán)聚液霧滴與微細(xì)顆粒物碰撞的概率，但 是由于煙氣中微細(xì)顆粒物和團(tuán)聚液霧滴的速度較大，在接觸碰撞的過程中，有部分微細(xì)顆 粒物直接穿透團(tuán)聚液霧滴，使得團(tuán)聚液難以有效吸附微細(xì)顆粒物，形成大量無效碰撞；當(dāng)團(tuán) 聚液霧滴中包含有固體添加劑時，高速的微細(xì)顆粒物難以穿透團(tuán)聚液霧滴，提高了有效碰 撞概率。
[0094] 3)當(dāng)微細(xì)顆粒物與團(tuán)聚液霧滴碰撞進(jìn)入團(tuán)聚液后，由于受到團(tuán)聚液霧滴中的黏性 阻力的影響，微細(xì)顆粒物會再次停留在團(tuán)聚液霧滴表層，而不會在團(tuán)聚液霧滴內(nèi)部;而團(tuán)聚 液霧滴對顆粒物的黏附主要依靠團(tuán)聚液霧滴的表面層，當(dāng)聚液霧滴表層不斷被占滿，新的 顆粒物與團(tuán)聚液霧滴碰撞時由于接觸不到霧滴的液面而不能被黏附；當(dāng)團(tuán)聚液霧滴中包含 有固體添加劑時，由于固體添加劑具有多孔結(jié)構(gòu)，對微細(xì)顆粒物有吸附作用，當(dāng)微細(xì)顆粒物 與團(tuán)聚液霧滴碰撞進(jìn)入團(tuán)聚液后，會被吸附在活性炭和焦炭上，使得團(tuán)聚液霧滴表層的液 面暴露出來，新的顆粒物能與團(tuán)聚液霧滴液面充分接觸，從而提高了團(tuán)聚效率。
[0095] 本發(fā)明的霧化團(tuán)聚裝置2包括收縮管21、圓柱連接管22和擴(kuò)張管23,煙氣由收縮管 21入口端進(jìn)入霧化團(tuán)聚裝置2,再由圓柱連接管22流入擴(kuò)張管23,主煙道1中的煙氣由收縮 管21入口端流入收縮管21，由于收縮管21管徑迅速變小，使得收縮管21中的煙氣流速迅速 增大，團(tuán)聚液噴頭33在霧化團(tuán)聚裝置2的收縮管21中噴入霧狀的團(tuán)聚液，使得團(tuán)聚液與煙氣 中的微細(xì)顆粒和接觸、潤濕、粘附，由于煙氣通過圓柱連接管22時速度增大，在圓柱連接管 22和擴(kuò)張管23產(chǎn)生低壓，使得吸附有微細(xì)顆粒物的團(tuán)聚液霧滴在低壓情況下成核、碰撞、長 大，形成的大顆粒團(tuán)聚物。并采用除塵裝置除去團(tuán)聚長大的微細(xì)顆粒物，實現(xiàn)了微細(xì)顆粒物 的高效減排，為鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排提供了全新的減排途徑。
[0096] 本發(fā)明創(chuàng)造性的提出了在團(tuán)聚劑中添加少量添加劑，顯著提高了團(tuán)聚液的團(tuán)聚效 率，從而省去了微細(xì)顆粒物粘附形核的過程，加快了顆粒物的團(tuán)聚速度，且高速的微細(xì)顆粒 物難以穿透團(tuán)聚液霧滴，提高了有效碰撞概率。
[0097] 由于活性炭和焦炭具有多孔結(jié)構(gòu)，對微細(xì)顆粒物有吸附作用，當(dāng)微細(xì)顆粒物與團(tuán) 聚液霧滴碰撞進(jìn)入團(tuán)聚液后，會被吸附在活性炭和焦炭上，使得團(tuán)聚液霧滴表層的液面暴 露出來，新的顆粒物能與團(tuán)聚液霧滴液面充分接觸，從而提高了團(tuán)聚效率。添加了少量的添 加劑，就使得PM10和PM2.5減排效率顯著提高，PM10減排效率達(dá)到了65.9 %，PM2.5減排效率 達(dá)到了53.6%，取得了顯著的減排效果。
[0098] S02、N0x的減排效率采用以下公式進(jìn)行計算：
[0099] (1-C1/C0) -100%
[0100] 其中C0為初始煙氣中ΡΜ10(ΡΜ2·5)濃度(mg/m3)，Cl為團(tuán)聚后煙氣中ΡΜ10(ΡΜ2·5) 濃度(mg/m 3)。
[0101 ]表2燒結(jié)試驗的煙氣中S02、N0x的排放濃度
[0102]
[0103]由表2可知，噴入本發(fā)明的團(tuán)聚劑后，煙氣中的S02的排放濃度由659mg/m3下降到 378mg/m3，NOx的排放濃度由322mg/m3下降到256mg/m3，不僅對微細(xì)顆粒物有吸附作用，還對 煙氣中的S0 2，N0x，二噁英具有吸附作用，從而實現(xiàn)多種污染物的協(xié)同控制。其原因在于:噴 入的團(tuán)聚劑溶液中包含有活性炭和焦炭具有多孔結(jié)構(gòu)，不僅對微細(xì)顆粒物有吸附作用，還 對煙氣中的S0 2，NOx，二噁英具有吸附作用，且團(tuán)聚液中加入Ca(0H)2粉末，可以吸附煙氣中 的S0 2，N0x等酸性氣體;并促進(jìn)微細(xì)顆粒物與團(tuán)聚液霧滴接觸、潤濕、粘附，從而提高團(tuán)聚效 率。
[0104] 實施例2
[0105] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于:所述的添加劑由活性炭和沸石 組成，添加劑按如下質(zhì)量百分比組成:活性炭85%，沸石15%，所述的活性炭粒徑要求:74μπι 仝活性炭粒徑< lOOwn，沸石粒徑要求:74μηι <沸石粒徑< 100μπι。
[0106] 檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中ΡΜ2.5和ΡΜ10的排放濃度，并計算ΡΜ2.5和ΡΜ10的減 排效率，ΡΜ2.5的減排效率為56.4%，ΡΜ10的減排效率為49.0%。
[0107] 實施例3
[0108] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于:所述的添加劑由活性炭和沸石 組成，添加劑按如下質(zhì)量百分比組成:活性炭95%，沸石5%。
[0109] 檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中ΡΜ2.5和ΡΜ10的排放濃度，并計算ΡΜ2.5和ΡΜ10的減 排效率，ΡΜ2.5的減排效率為60.2%，ΡΜ10的減排效率為48.8%。
[0110] 實施例4
[0111]本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于:所述的添加劑由活性炭和沸石 組成，添加劑按如下質(zhì)量百分比組成:活性炭90%，沸石10%。
[0112] 檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中PM2.5和PM10的排放濃度，并計算PM2.5和PM10的減 排效率，PM2.5的減排效率為55.9%，PM10的減排效率為48.6%。
[0113] 實施例5
[0114] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于:所述的添加劑由活性炭、焦粉、 膨潤土和蘇州土組成，所述的添加劑按如下質(zhì)量百分比組成:活性炭90%，焦粉8%，膨潤土 1%，蘇州土 1%，所述膨潤土粒徑要求:74μηι《膨潤土粒徑< 100μL?，蘇州土粒徑要求:74μηι 仝蘇州土粒徑< 100μπι。
[0115] 檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中ΡΜ2.5和ΡΜ10的排放濃度，并計算ΡΜ2.5和ΡΜ10的減 排效率，ΡΜ2.5的減排效率為63.8%，ΡΜ10的減排效率為54.2%。
[0116] 實施例6
[0117] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于:所述的添加劑由活性炭、焦粉 和高嶺土組成，所述的添加劑按如下質(zhì)量百分比組成:活性炭90%，焦粉7%，高嶺土3%，所 述高嶺土粒徑要求:74μηι <高嶺土粒徑< 100μπι。
[0118] 檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中ΡΜ2.5和ΡΜ10的排放濃度，并計算ΡΜ2.5和ΡΜ10的減 排效率，ΡΜ2.5的減排效率為64.2%，ΡΜ10的減排效率為51.1 %。
[0119] 實施例7
[0120] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于:所述的添加劑由活性炭、焦粉、 高嶺土和沸石組成，所述的添加劑按如下質(zhì)量百分比組成：活性炭90%，焦粉7%，高嶺土 2%，沸石1%。
[0121] 檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中ΡΜ2.5和ΡΜ10的排放濃度，并計算ΡΜ2.5和ΡΜ10的減 排效率，ΡΜ2.5的減排效率為62.6%，ΡΜ10的減排效率為51.7%。
[0122] 實施例8
[0123] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于：
[0124] 團(tuán)聚液噴頭33所在平面與收縮管21入口端的水平距離為L1，團(tuán)聚液噴頭33所在平 面與收縮管21出口端的水平距離為L2，L2 = L1，即團(tuán)聚液噴頭33所在平面與收縮管21入口 端的水平距離等于團(tuán)聚液噴頭33所在平面與收縮管21出口端的水平距離，使得煙氣在收縮 管21后，煙氣流速增大的過程中與霧化后的團(tuán)聚液霧滴混合、接觸。
[0125] 團(tuán)聚液噴頭33中心線與收縮管21管壁之間的夾角為a，a = 30°，在收縮管21邊緣氣 流呈現(xiàn)與收縮管21管壁平行狀態(tài)，當(dāng)a = 30°時，團(tuán)聚液噴頭33噴入的團(tuán)聚液霧滴的速度為 v，則其沿收縮管21管壁的速度為vcos a，增大了團(tuán)聚液霧滴與煙氣中顆粒的碰撞幾率;此 外，團(tuán)聚液霧滴不斷向收縮管21中心運(yùn)動，使得與收縮管21中心處的煙氣也充分接觸。收縮 管21橫截面上均勻的布置有8個團(tuán)聚液噴頭33,促進(jìn)團(tuán)聚液霧滴與收縮管21中的煙氣顆粒 接觸、潤濕、粘附。
[0126] 收縮管21的外部布置有環(huán)形管道8，環(huán)形管道8進(jìn)口端與空壓機(jī)32出口端相連，環(huán) 形管道8上設(shè)置有8個出口，且環(huán)形管道8的出口與團(tuán)聚液噴頭33相連，團(tuán)聚液由環(huán)形管道8 流入團(tuán)聚液噴頭33;環(huán)形管道8上設(shè)置有8個出口，可將團(tuán)聚液均勻穩(wěn)定的從團(tuán)聚液儲存部 件31輸送到團(tuán)聚液噴頭33中，使得團(tuán)聚液噴頭33均勻、穩(wěn)定的噴入團(tuán)聚液。
[0127] 本實施例的燒結(jié)煙氣PM10和PM2.5的減排方法：
[0128] 步驟一:制備團(tuán)聚液
[0129] (A)按質(zhì)量份稱取羧甲基纖維素鈉20g，聚丙烯酰胺20g，將固體顆粒羧甲基纖維素 鈉20g，聚丙烯酰胺20g混合均勻，得混合物A;
[0130] (B)按質(zhì)量份稱取添加劑4g，加入混合物A中，混合均勻，得復(fù)合團(tuán)聚劑；
[0131] (C)將步驟(B)中的復(fù)合團(tuán)聚劑與水混合，并攪拌混合均勻，且團(tuán)聚劑與水的質(zhì)量 之比為1:2000，而后加入Ca(0H)2粉末調(diào)節(jié)溶液PH為8，制備得到團(tuán)聚液；
[0132] 步驟二:微細(xì)顆粒團(tuán)聚
[0133] 鐵礦燒結(jié)過程中，將團(tuán)聚液加入團(tuán)聚液儲存部件31中，在主煙道1上安裝有霧化團(tuán) 聚裝置2，團(tuán)聚液儲存部件31中的團(tuán)聚液經(jīng)空壓機(jī)32輸送到團(tuán)聚液噴頭33，團(tuán)聚液噴頭33在 霧化團(tuán)聚裝置2的收縮管21中噴入霧狀的團(tuán)聚液，煙氣中的顆粒物與團(tuán)聚液在霧化團(tuán)聚裝 置2團(tuán)聚接觸、潤濕、粘附、成核、碰撞、長大。其中：噴入的團(tuán)聚液的霧滴粒徑為30-150μπι，每 立方米燒結(jié)煙氣中團(tuán)聚液的噴入量為20ml。
[0134] 霧化團(tuán)聚裝置2包括收縮管21、圓柱連接管22和擴(kuò)張管23，煙氣由收縮管21入口端 進(jìn)入霧化團(tuán)聚裝置2,再由圓柱連接管22流入擴(kuò)張管23,主煙道1中的煙氣由收縮管21入口 端流入收縮管21，由于收縮管21管徑迅速變小，使得收縮管21中的煙氣流速迅速增大，團(tuán)聚 液噴頭33在霧化團(tuán)聚裝置2的收縮管21中噴入霧狀的團(tuán)聚液，使得團(tuán)聚液與煙氣中的微細(xì) 顆粒和接觸、潤濕、粘附，由于煙氣通過圓柱連接管22時速度增大，在圓柱連接管22和擴(kuò)張 管23產(chǎn)生低壓，使得吸附有微細(xì)顆粒物的團(tuán)聚液霧滴在低壓情況下成核、碰撞、長大，形成 的大顆粒團(tuán)聚物。
[0135] 步驟三:除塵裝置捕集
[0136] 采用布袋除塵器將團(tuán)聚長大形成的大顆粒團(tuán)聚物去除，即利用布袋除塵器，進(jìn)而 使顆粒團(tuán)聚物從氣體中分離出來，實現(xiàn)煙氣中微細(xì)顆粒的減排。
[0137] 添加劑按如下質(zhì)量百分比組成:活性炭70%，焦粉30%。
[0138] 檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中PM2.5和PM10的排放濃度，并計算PM2.5和PM10的減 排效率，PM2.5的減排效率為60.7%，PM10的減排效率為43.5%。
[0139] 實施例9
[0140] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于：
[0141] 團(tuán)聚液噴頭33所在平面與收縮管21入口端的水平距離為L1，團(tuán)聚液噴頭33所在平 面與收縮管21出口端的水平距離為L2，L2 = 0.8L1，即團(tuán)聚液噴頭33所在平面與收縮管21入 口端的水平距離大于團(tuán)聚液噴頭33所在平面與收縮管21出口端的水平距離，使得煙氣在收 縮管21后，煙氣流速增大的過程中與霧化后的團(tuán)聚液霧滴混合、接觸。
[0142] 團(tuán)聚液噴頭33中心線與收縮管21管壁之間的夾角為a，a = 35°，在收縮管21邊緣氣 流呈現(xiàn)與收縮管21管壁平行狀態(tài)，當(dāng)a = 35°時，團(tuán)聚液噴頭33噴入的團(tuán)聚液霧滴的速度為 v，則其沿收縮管21管壁的速度為vcos a，增大了團(tuán)聚液霧滴與煙氣中顆粒的碰撞幾率;此 外，團(tuán)聚液霧滴不斷向收縮管21中心運(yùn)動，使得與收縮管21中心處的煙氣也充分接觸。收縮 管21橫截面上均勻的布置有2個團(tuán)聚液噴頭33,促進(jìn)團(tuán)聚液霧滴與收縮管21中的煙氣顆粒 接觸、潤濕、粘附。
[0143] 收縮管21的外部布置有環(huán)形管道8，環(huán)形管道8進(jìn)口端與空壓機(jī)32出口端相連，環(huán) 形管道8上設(shè)置有2個出口，且環(huán)形管道8的出口與團(tuán)聚液噴頭33相連，團(tuán)聚液由環(huán)形管道8 流入團(tuán)聚液噴頭33;環(huán)形管道8上設(shè)置有2個出口，可將團(tuán)聚液均勻穩(wěn)定的從團(tuán)聚液儲存部 件31輸送到團(tuán)聚液噴頭33中，使得團(tuán)聚液噴頭33為均勻、穩(wěn)定的噴入團(tuán)聚液。
[0144] 本實施例的燒結(jié)煙氣PM10和PM2.5的減排方法：
[0145] 步驟一:制備團(tuán)聚液
[0146] (A)按質(zhì)量份稱取聚合氯化鋁20g，羧甲基纖維素鈉40g，聚丙烯酰胺40g，將固體顆 粒聚合氯化鋁20g，羧甲基纖維素鈉40g，聚丙烯酰胺40g混合均勻，得混合物A;
[0147] (B)按質(zhì)量份稱取添加劑5g，加入混合物A中，混合均勻，得復(fù)合團(tuán)聚劑；
[0148] (C)將步驟(B)中的復(fù)合團(tuán)聚劑與水混合，并攪拌混合均勻，且團(tuán)聚劑與水的質(zhì)量 之比為1:1 〇〇〇〇，而后加入Ca (0H) 2粉末調(diào)節(jié)溶液PH為9，制備得到團(tuán)聚液；
[0149] 步驟二:微細(xì)顆粒團(tuán)聚
[0150] 鐵礦燒結(jié)過程中，將團(tuán)聚液加入團(tuán)聚液儲存部件31中，在主煙道1上安裝有霧化團(tuán) 聚裝置2，團(tuán)聚液儲存部件31中的團(tuán)聚液經(jīng)空壓機(jī)32輸送到團(tuán)聚液噴頭33，團(tuán)聚液噴頭33在 霧化團(tuán)聚裝置2收縮管21中噴入霧狀的團(tuán)聚液，煙氣中的顆粒物與團(tuán)聚液在霧化團(tuán)聚裝置2 團(tuán)聚接觸、潤濕、粘附、成核、碰撞、長大。其中：噴入的團(tuán)聚液的霧滴粒徑為30-150μπι，每立 方米燒結(jié)煙氣中團(tuán)聚液的噴入量為l〇ml。
[0151] 霧化團(tuán)聚裝置2包括收縮管21、圓柱連接管22和擴(kuò)張管23,煙氣由收縮管21入口端 進(jìn)入霧化團(tuán)聚裝置2,再由圓柱連接管22流入擴(kuò)張管23,主煙道1中的煙氣由收縮管21入口 端流入收縮管21，由于收縮管21管徑迅速變小，使得收縮管21中的煙氣流速迅速增大，團(tuán)聚 液噴頭33在霧化團(tuán)聚裝置2的收縮管21中噴入霧狀的團(tuán)聚液，使得團(tuán)聚液與煙氣中的微細(xì) 顆粒和接觸、潤濕、粘附，由于煙氣通過圓柱連接管22時速度增大，在圓柱連接管22和擴(kuò)張 管23產(chǎn)生低壓，使得吸附有微細(xì)顆粒物的團(tuán)聚液霧滴在低壓情況下成核、碰撞、長大，形成 的大顆粒團(tuán)聚物。
[0152]步驟三:除塵裝置捕集
[0153] 采用布袋除塵器將團(tuán)聚長大形成的大顆粒團(tuán)聚物去除，即利用布袋除塵器，進(jìn)而 使顆粒團(tuán)聚物從氣體中分離出來，實現(xiàn)煙氣中微細(xì)顆粒的減排。
[0154] 添加劑按如下質(zhì)量百分比組成:活性炭85%，焦粉15%。
[0155] 檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中PM2.5和PM10的排放濃度，并計算PM2.5和PM10的減 排效率，PM2.5的減排效率為61.9%，PM10的減排效率為52.6%。
[0156] 實施例10
[0157] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于：
[0158]如圖5和圖6所不，收縮管21上設(shè)置有團(tuán)聚液噴頭33，且團(tuán)聚液噴頭33均勾的布置 于收縮管21橫截面的圓周切線上。擴(kuò)張管23上也設(shè)置有團(tuán)聚液噴頭33,且團(tuán)聚液噴頭33均 勻的布置于擴(kuò)張管23橫截面的圓周切線上。且收縮管21和擴(kuò)張管23上的團(tuán)聚液噴頭33與同 一個團(tuán)聚液儲存部件31相連，收縮管21中每立方米燒結(jié)煙氣中團(tuán)聚液的噴入量為14ml，擴(kuò) 張管23中每立方米燒結(jié)煙氣中團(tuán)聚液的噴入量為lml。
[0159] 擴(kuò)張管23的外部布置有環(huán)形管道8，環(huán)形管道8進(jìn)口端與空壓機(jī)32出口端相連，環(huán) 形管道8上設(shè)置有16個出口，且環(huán)形管道8的出口與團(tuán)聚液噴頭33相連，團(tuán)聚液由環(huán)形管道8 流入團(tuán)聚液噴頭3 3;環(huán)形管道8上設(shè)置有16個出口，可將團(tuán)聚液均勻穩(wěn)定的從團(tuán)聚液儲存部 件31輸送到團(tuán)聚液噴頭33中，使得團(tuán)聚液噴頭33均勻、穩(wěn)定的噴入團(tuán)聚液。
[0160] 上述的團(tuán)聚液噴頭33也通過管道與空壓機(jī)32相連，空壓機(jī)32與團(tuán)聚液儲存部件31 相連，其中：團(tuán)聚液儲存部件31用于儲存團(tuán)聚液，空壓機(jī)32為團(tuán)聚液進(jìn)入團(tuán)聚液噴頭33提供 動力，團(tuán)聚液噴頭33用于將團(tuán)聚液霧化，并噴入霧化團(tuán)聚裝置2。含有團(tuán)聚劑的團(tuán)聚液在空 壓機(jī)32的驅(qū)動下，由團(tuán)聚液儲存部件31中流入團(tuán)聚液噴頭33,團(tuán)聚液噴頭33將霧化團(tuán)聚液 噴入霧化團(tuán)聚裝置2,霧化后的霧滴粒徑為30-150μπι。
[0161] 檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中ΡΜ2.5和ΡΜ10的排放濃度，并計算ΡΜ2.5和ΡΜ10的減 排效率，ΡΜ2.5的減排效率為67.7%，ΡΜ10的減排效率為54.5%。
[0162] 其原因在于:收縮管21與擴(kuò)張管23上均設(shè)置有團(tuán)聚液噴頭33。收縮管21中的微細(xì) 顆粒物已與團(tuán)聚液充分接觸，被團(tuán)聚液霧滴潤濕、粘附，并形成團(tuán)聚核心;擴(kuò)張管23上也設(shè) 置有團(tuán)聚液噴頭33,并噴入團(tuán)聚液霧滴后，團(tuán)聚液霧滴再將微細(xì)顆粒物形成的團(tuán)聚核心潤 濕，當(dāng)微細(xì)顆粒物與團(tuán)聚核心碰撞時，易被團(tuán)聚核心粘附，并在不斷的碰撞中逐漸長大。
[0163] 實施例11
[0164] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于：
[0165] 如圖7所示，收縮管21上設(shè)置有團(tuán)聚液噴頭33,且團(tuán)聚液噴頭33均勻的布置于收縮 管21橫截面的圓周切線上。擴(kuò)張管23上也設(shè)置有團(tuán)聚液噴頭33,且團(tuán)聚液噴頭33均勻的布 置于擴(kuò)張管23橫截面的圓周切線上。且收縮管21和擴(kuò)張管23上分別設(shè)置有相互獨(dú)立的團(tuán)聚 液加入裝置3。即收縮管21上的團(tuán)聚液噴頭33與一組團(tuán)聚液儲存部件31和空壓機(jī)32相連，而 擴(kuò)張管23上的團(tuán)聚液噴頭33與另一組團(tuán)聚液儲存部件31和空壓機(jī)32相連，使得收縮管21和 擴(kuò)張管23中可以噴入不同濃度和種類的團(tuán)聚液。其中收縮管21噴入的團(tuán)聚液中的團(tuán)聚劑與 水的質(zhì)量之比為1:5000,擴(kuò)張管23噴入的團(tuán)聚液中的團(tuán)聚劑與水的質(zhì)量之比為1:10000,收 縮管21中每立方米燒結(jié)煙氣中團(tuán)聚液的噴入量為14ml，擴(kuò)張管23中每立方米燒結(jié)煙氣中團(tuán) 聚液的噴入量為0.5ml。擴(kuò)張管23的外部布置有環(huán)形管道8,環(huán)形管道8進(jìn)口端與空壓機(jī)32出 口端相連，環(huán)形管道8上設(shè)置有16個出口，且環(huán)形管道8的出口與團(tuán)聚液噴頭33相連，團(tuán)聚液 由環(huán)形管道8流入團(tuán)聚液噴頭33;環(huán)形管道8上設(shè)置有16個出口，可將團(tuán)聚液均勻穩(wěn)定的從 團(tuán)聚液儲存部件31輸送到團(tuán)聚液噴頭33中，使得團(tuán)聚液噴頭33均勻、穩(wěn)定的噴入團(tuán)聚液。
[0166] 上述的團(tuán)聚液噴頭33也通過管道與空壓機(jī)32相連，空壓機(jī)32與團(tuán)聚液儲存部件31 相連，其中：團(tuán)聚液儲存部件31用于儲存團(tuán)聚液，空壓機(jī)32為團(tuán)聚液進(jìn)入團(tuán)聚液噴頭33提供 動力，團(tuán)聚液噴頭33用于將團(tuán)聚液霧化，并噴入霧化團(tuán)聚裝置2。含有團(tuán)聚劑的團(tuán)聚液在空 壓機(jī)32的驅(qū)動下，由團(tuán)聚液儲存部件31中流入團(tuán)聚液噴頭33,團(tuán)聚液噴頭33將霧化團(tuán)聚液 噴入霧化團(tuán)聚裝置2,霧化后的霧滴粒徑為30-150μπι。
[0167] 檢測除塵裝置4后燒結(jié)煙氣中ΡΜ2.5和ΡΜ10的排放濃度，并計算ΡΜ2.5和ΡΜ10的減 排效率，ΡΜ2.5的減排效率為67.3%，ΡΜ10的減排效率為54.2%。
[0168] 減排效率高于實施例1，機(jī)理分析其原因在于:收縮管21與擴(kuò)張管23上均設(shè)置有團(tuán) 聚液噴頭33。收縮管21中的微細(xì)顆粒物已與團(tuán)聚液充分接觸，被團(tuán)聚液霧滴潤濕、粘附，并 形成團(tuán)聚核心;擴(kuò)張管23上也設(shè)置有團(tuán)聚液噴頭33,并噴入團(tuán)聚液霧滴后，團(tuán)聚液霧滴再將 微細(xì)顆粒物形成的團(tuán)聚核心潤濕，當(dāng)微細(xì)顆粒物與團(tuán)聚核心碰撞時，易被團(tuán)聚核心粘附，并 在不斷的碰撞中逐漸長大。
[0169] 此外，如圖8所示，擴(kuò)張管23有兩個橫截面的圓周切線上均勻設(shè)置團(tuán)聚液噴頭33， 即擴(kuò)張管23設(shè)置有兩組團(tuán)聚液噴頭33,從而實現(xiàn)在擴(kuò)張管23中分級噴入團(tuán)聚液霧滴，提高 團(tuán)聚液的使用效率。原因在于：團(tuán)聚液霧滴對顆粒物的黏附主要依靠團(tuán)聚液霧滴的表面層， 當(dāng)聚液霧滴表層不斷被占滿，新的顆粒物與團(tuán)聚液霧滴碰撞時由于接觸不到霧滴的液面而 不能被黏附；團(tuán)聚液分級加入時，可以團(tuán)聚液不斷與微細(xì)顆粒結(jié)合，使得團(tuán)聚液霧滴始終暴 露在顆粒表層，新的顆粒物能與團(tuán)聚液霧滴液面充分接觸，從而提高了團(tuán)聚效率。
[0170] 實施例12
[0171] 本實施例的基本內(nèi)容同實施例1，其不同之處在于：
[0172]如圖9所示，所述的團(tuán)聚液噴頭33設(shè)置于收縮管21管內(nèi)，團(tuán)聚液噴頭33與主煙道1 中的氣流方向相反，即團(tuán)聚液霧滴由團(tuán)聚液噴頭33噴入收縮管21中央部位，且團(tuán)聚液噴頭 33噴出的霧滴方向與主煙道1中氣流方向相反，增大了團(tuán)聚液霧滴與煙氣中顆粒的碰撞幾 率;此外，團(tuán)聚液霧滴不斷向收縮管21中心運(yùn)動，使得與收縮管21中心處的煙氣也充分接 觸。
[0173]以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所 示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案 相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，其特征在于:包括微細(xì)顆粒物霧化團(tuán)聚 裝置(2)、團(tuán)聚液加入裝置(3)和除塵裝置(4)，燒結(jié)臺車(6)底部通過風(fēng)箱(7)與主煙道（1) 相連，抽風(fēng)煙氣由燒結(jié)臺車(6)底部經(jīng)風(fēng)箱(7)匯入主煙道（1)中，主煙道（1)上設(shè)置霧化團(tuán) 聚裝置(2)、團(tuán)聚液加入裝置(3)和除塵裝置(4)，煙氣由主煙道（1)流入霧化團(tuán)聚裝置(2)， 經(jīng)除塵裝置(4)除塵后由風(fēng)機(jī)(5)排入煙囪。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，其特征在于:所述 的霧化團(tuán)聚裝置(2)包括收縮管(21)、圓柱連接管(22)和擴(kuò)張管(23); 其中：收縮管（21)和擴(kuò)張管（23)是兩端內(nèi)徑不同的錐形管，所述的收縮管（21)與主煙 道（1)相連的一端為收縮管（21)入口端，收縮管（21)入口端的內(nèi)徑與主煙道（1)的內(nèi)徑相 同，收縮管(21)的靠近擴(kuò)張管(23)的一端為收縮管(21)出口端，收縮管（21)出口端與擴(kuò)張 管（23)入口端內(nèi)徑相同；收縮管（21)出口端與擴(kuò)張管（23)入口端通過圓柱連接管（22)相 連，所述的擴(kuò)張管(23)的遠(yuǎn)離收縮管(21)的一端為擴(kuò)張管(23)出口端，擴(kuò)張管(23)出口端 內(nèi)徑與主煙道(1)的內(nèi)徑相同，并與主煙道(1)相連;上述的收縮管(21)、圓柱連接管(22)和 擴(kuò)張管(23)的中心線在同一條直線上;煙氣由收縮管(21)入口端進(jìn)入霧化團(tuán)聚裝置(2)，再 由圓柱連接管(22)流入擴(kuò)張管(23)，由擴(kuò)張管(23)出口端流出霧化團(tuán)聚裝置(2)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，其特征在于：團(tuán)聚 液加入裝置(3)包括團(tuán)聚液儲存部件(31 )、空壓機(jī)(32)和團(tuán)聚液噴頭(33 )，團(tuán)聚液儲存部件 (31)通過管道與空壓機(jī)(32)的進(jìn)口端相連，空壓機(jī)(32)出口端通過管道與團(tuán)聚液噴頭(33) 相連，其中：團(tuán)聚液儲存部件(31)用于儲存團(tuán)聚液，空壓機(jī)(32)為團(tuán)聚液進(jìn)入團(tuán)聚液噴頭 (33)提供動力，團(tuán)聚液噴頭(33)用于將團(tuán)聚液霧化，并噴入霧化團(tuán)聚裝置(2)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，其特征在于：團(tuán)聚 液噴頭(33)均勻的布置于收縮管(21)橫截面的圓周切線上。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，其特征在于：團(tuán)聚 液噴頭(33)所在平面與收縮管(21)入口端的水平距離為L1，團(tuán)聚液噴頭(33)所在平面與收 縮管(21)出口端的水平距離為L2，L2 = 0.5-1.0L1。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，其特征在于：團(tuán)聚 液噴頭(33)中心線與收縮管(21)管壁之間的夾角為a，30 < a < 45°。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，其特征在于:收縮 管(21)橫截面上均勻的布置有2-16個團(tuán)聚液噴頭(33)。8. 根據(jù)權(quán)利要求3-7任意一項所述的一種燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，其特征在 于:收縮管(21)的外部布置有環(huán)形管道(8)，環(huán)形管道(8)進(jìn)口端與空壓機(jī)(32)出口端相連， 環(huán)形管道(8)上設(shè)置有2-16個出口，且環(huán)形管道(8)的出口與團(tuán)聚液噴頭(33)相連，團(tuán)聚液 由環(huán)形管道(8)流入團(tuán)聚液噴頭(33)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，其特征在于:所述 的擴(kuò)張管(23)上設(shè)置有團(tuán)聚液噴頭(33)。10. 根據(jù)權(quán)利要求3-7任意一項所述的一種鐵礦燒結(jié)過程微細(xì)顆粒物的減排系統(tǒng)，其特 征在于:團(tuán)聚液儲存部件(31)中設(shè)置有攪拌裝置(9)。
【文檔編號】B01D51/04GK105854501SQ201610288709
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】春鐵軍, 吳雪健, 龍紅明, 李家新, 狄瞻霞, 王平, 孟慶民, 寧超, 錢立新, 王歡
【申請人】安徽工業(yè)大學(xué)