[0074] 上述经验公式是通过大量数值模拟和实验得到,通过上述关系式得到的结构,能够实现最优化的热管结构,而且经过试验验证,误差基本上在3%以内。
[0075] 热管的吸热能力900-1100W,进一步优选为1000W;
[0076] 烟气的温度90-110摄氏度,进一步优选为100℃。
[0077] 图4所示的热管水平部分优选为正方形,边长为400-600毫米,进一步优选为500毫米。
[0078] 竖直管103外径d为9-12毫米,进一步优选为11mm。
[0079] 作为优选,如图5所示,所述系统中包括了两个热管,所述两个热管的水平部分102分别朝向相对的方向延伸.通过设置两个对称的热管,可以在不同方向上吸热,满足换热的需求。
[0080] 作为优选,本发明包括燃煤烟气污染物的脱除装置,包括静电除尘段、静电/超声耦合除尘段和等离子/超声耦合催化场除尘段,其中静电除尘段设置在前部,里面设置收尘极板2并在静电除尘段产生静电场,下方设置灰斗6,静电/超声耦合除尘段设置在静电除尘段的后面,在内部产生静电场,静电/超声耦合除尘段内设置有收尘极板和超声波发生端,超声波发生端与外部的超声波发生器3连接;等离子/超声耦合催化场除尘段设置在静电/超声耦合除尘段后面,等离子/超声耦合催化场除尘段内设置等离子体反应器和超声波发生端,超声波发生端与外部的超声波发生器连接。
[0081] 所述燃煤烟气污染物的脱除装置可以单独进行设置,进行单独保护,也可以和前面的余热利用装置一起设置。
[0082] 本发明对原有的静电除尘器进行改造,通过分为三个不同的段,每个段都有针对性的除去不同的污染物,不仅能够很好的实现烟气中大颗粒物的脱除,而且通过超声波对颗粒的凝并团聚作用,可有效脱除细颗粒物,解决原静电除尘器对PM10以及PM2.5脱除效果不理想的弊端。运用等离子体技术对有机污染物的降解作用,结合超声波的高频分散效应,高效降解烟气中的有机污染物。本发明在实现燃煤烟气高效除尘同时实现有机物的脱除。
[0083] 本发明通过这三个阶段先后顺序的合理的搭配,避免了颗粒对除尘效果的影响,使得除尘效果达到最佳。相反,通过大量的实验发现,如果将三个阶段的顺序不按照本申请进行排列,则污染物排出的效果明显的不好。
[0084] 作为优选,静电除尘段、静电/超声耦合除尘段采用宽极距、高电压的常规多场设计方式,同极距300mm-400mm,运行电压不超过80kV;作为优选,所述静电除尘段为两级,分别是第一级和第二级。通过设置两级除尘,可以更加高效的将大颗粒,例如PM10以上的去除。
[0085] 作为优选,静电除尘段第一级和第二级的电场强度不同。进一步优选,所述第二级的电场强度小于第一级的电场强度。主要是因为通过第一级的除尘,烟气中含有的大颗粒下降,因此通过减少电场强度,可以使得在采用较少能源的情况下达到基本相同的效果。
[0086] 作为优选,每级设置多个收尘极板2,所述收尘极板2相互平行;收尘极板之间均匀布置若干电晕极;收尘极板表面设有清灰装置,清除极板表面的灰尘,落于壳体下方的灰斗,被输灰装置带走。
[0087] 作为优选,所述电晕极与高压电源相连,与收尘极板2之间建立电场。
[0088] 所述高压电源的高压是不超过80kV(单位)。
[0089] 作为优选,静电除尘段入口设置PM10粉尘检测仪,用于检测入口位置的PM10浓度N1,PM10粉尘检测仪与控制器数据连接,所述控制器14根据检测的PM10浓度自动控制电场的强度。
[0090] 作为优选,静电除尘段入口设置流量传感器,用于测量进入静电除尘段的烟气流量V。当然作为优选,如果和余热利用装置一起使用,也可以采用流量传感器13测量的流量作为烟气流量数据,此时就没有必要在静电除尘段入口设置流量传感器。所述中央控制器14根据测量的检测的PM10浓度N1和流量V的数据来自动调整电场的强度。
[0091] 本发明提供了一种新式结构的除尘系统,可以根据PM10浓度N1和流量V综合控制静电除尘的电场的频率,改变了单独依靠PM10浓度进行电场调整的缺陷,使得控制更加准确,实现系统的智能化,提高除尘效果,节约能源。
[0092] 作为优选,中央控制器根据V*(N1-n1)的大小来自动调整电场的强度,其中n1是目标浓度,即达到排放标准的浓度。通过如此,可以保证电场强度的准确度。
[0093] 作为优选,如果检测的V*(N1-n1)增加,中央控制器自动增加电场的强度,如果检测的V*(N1-n1)降低,中央控制器自动减少电场的强度。通过如此智能控制,能够使得输入的电场与烟气中污染物的量相当。
[0094] 控制器通过控制向电晕极的供电功率的大小来控制电场的大小。
[0095] 通过上述的智能控制,自动根据颗粒物浓度来控制电场的大小,从而实现系统的智能化操作,而且还可以达到节约能源的要求,进一步提高烟气的污染物脱除效果。
[0096] 作为优选,所述第一级入口和第二级入口分别设置PM10粉尘检测仪,所述控制器根据第一级入口和第二级入口的PM10粉尘检测仪检测的数据分别独立控制第一级和第二级内的电场强度。
[0097] 所述静电/超声耦合除尘段为两级,分别是第三级和第四级,等离子/超声耦合催化场除尘段是一级,是第五级。
[0098] 所述三、四级静电/超声耦合除尘段,静电场的建立与一、二级相同;装置内设置超声波发生端,超声波发生端与超声波发生器3连接,建立超声场。
[0099] 作为优选,静电/超声耦合除尘段入口段设置pm2.5检测仪,用于检测入口位置的pm2.5的浓度N2,pm2.5检测仪与控制器14数据连接,所述控制器根据检测的pm2.5浓度N2和和流量V的数据来自动调整超声波发生器3的功率。
[0100] 本发明提供了一种新式结构的除尘系统,可以根据pm2.5浓度N2和流量V综合控制静电除尘的电场的频率,改变了单独依靠pm2.5浓度N2进行电场调整的缺陷,使得控制更加准确,实现系统的智能化,提高除尘效果,节约能源。
[0101] 作为优选,中央控制器根据V*(N2-n2)的大小来自动调整超声波发生器3的功率,其中n2是目标浓度,即达到排放标准的浓度。通过如此,可以保证超声波发生器3的功率的准确度。
[0102] 作为优选,如果检测的V*(N2-n2)增加,中央控制器自动增加超声波发生器3的功率,如果检测的V*(N2-n2)降低,中央控制器自动减少超声波发生器3的功率。通过如此智能控制,能够使得超声波发生器3的功率与烟气中污染物的量相当。
[0103] 通过上述的智能控制,自动根据颗粒物浓度和空气流量来控制超声波发生器3功率的大小,从而实现系统的智能化操作,而且还可以达到节约能源的要求,进一步提高烟气的污染物脱除效果。
[0104] 作为优选,所述第三级入口和第四级入口分别设置pm2.5检测仪,所述控制器根据第三级入口和第四级入口的PM2.5检测仪检测的数据分别独立控制第三级和第四级内的超声波发生器功率的大小。
[0105] 作为优选,如图3所示,等离子体反应器采用线-板式结构,包括接地极板4、陶瓷板7、电晕极8和高压交流电源9,接地极板4接地,陶瓷板7覆盖在极板4上形成线板,陶瓷板7作为阻挡介质,形成介质阻挡放电,同时负载催化剂,作为催化剂载体;所述电晕极8设置在两块线板的相对的陶瓷板7之间。
[0106] 超声场的建立与与第三级、第四级相同。
[0107] 作为优选,相对的陶瓷板7的相对的面之间的间距不超过5cm。
[0108] 作为优选,所述末级等离子/超声耦合催化场,采用线-板式等离子体反应器结构,采用介质阻挡放电方式产生等离子体。等离子体反应器平行布置若干电极板,中间均匀布置若干电晕线,电极表面贴付陶瓷板作为阻挡介质和催化剂载体。
[0109] 一种利用前面所述的装置进行燃煤烟气污染物的脱除方法,包括以下步骤:
[0110] 1)燃煤烟气进入静电除尘段,烟气中的颗粒物在静电除尘段的静电场中被吸附到收尘极板,经过清灰装置落入下方的灰斗,被输灰装置带走,静电除尘段脱除烟气中的颗粒物,特别是PM10以上的颗粒物:
[0111] 2)烟气从静电除尘段进入静电/超声耦合除尘段,通过静电/超声耦合场,颗粒在超声场中做激烈的机械振动,粒子的动能增加,粒子碰撞的机会也增加,粒子之间的内聚力通常使两个粒子在碰撞后凝聚在一起,通过不断地碰撞凝并使小颗粒变成大颗粒,易被静电吸附脱除,可有效脱除烟气中PM2.5以下的颗粒物;
[0112] 3)烟气从静电/超声耦合除尘段进入等离子/超声耦合催化场除尘段,通过介质阻挡放电在等离子体反应器中产生大量的等离子体,包括高能粒子和活性物质;高能粒子和活性物质与烟气中的有机污染物发生复杂的物理化学反应,降解有机物;介质挡板负载催化剂对有机物的脱除起到催化作用;超声波的高频分散作用促进有机物与活性物质及催化剂的反应,增强脱除效果。
[0113] 本发明的工作原理:本发明对原有的电除尘器进行改造,其中一、二级为常规电场,三、四级为静电/超声耦合场,末级为等离子/超声耦合催化场。燃煤烟气进入静电除尘器,在一、二级的常规静电场中,颗粒物荷电后被收尘极板吸附,放电后粘附在收尘极板上,经过清灰装置清除后,落入下方的灰斗,在静电场中烟气中的颗粒物(特别是PM10以上的颗粒物)被高效脱除。经过三、四级静电/超声耦合场,颗粒在超声场中做激烈的机械振动,粒子的动能增加,粒子碰撞的机会也增加,粒子之间的内聚力通常使两个粒子在碰撞后凝聚在一起,通过不断地碰撞凝并使小颗粒变成大颗粒,易被静电吸附脱除,可有效脱除烟气中PM2.5以下的颗粒物。末级的等离子体含有大量的高能粒子和活性物质,可氧化降解烟气中的有机污染物,协同负载催化剂的催化作用、超声波高频分散,高效脱除有机污染物。
[0114] 作为优选,燃煤烟气污染物的脱除装置设置在余热利用装置的前部。
[0115] 虽然本发明已以较佳实施例披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。