一種煙氣中可吸入顆粒物和細顆粒物的脫除裝置與方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于大氣污染治理領域，具體涉及一種煙氣中可吸入顆粒物和細顆粒物的脫除裝置與方法。
【背景技術】
[0002]近年來我國大氣環境問題日益凸顯，霧霾天氣多發，嚴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行業顆粒物排放的控制標準，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峻。
[0003]鋼鐵企業顆粒物產生于鋼鐵生產的各個工藝過程中，其污染源分布廣，且含塵氣體排放量大、濃度高、粉塵成分復雜，是工業煙(粉)塵排放主要貢獻者之一。已有研究成果表明，鋼鐵企業排放的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 (有機碳)和EC (無機碳)等有害物質。
[0004]常用的工業除塵器種類有很多，按照其捕集顆粒物的原理可分為機械式除塵器、濕式除塵器、靜電除塵器、過濾式除塵器和電袋復合式除塵器等。這些工業除塵器作為保護生態環境和回收利用資源的重要設備，已經在各行各業得到了廣泛利用。雖然這些除塵器對總塵(TSP)的去除效率很高甚至可以達到99%，但是對于PMlO和PM2.5的去除效率卻低得多，往往呈現去除效率nTSP> n PM10 > ηΡΜ2.5的趨勢。究其原因，主要是因為這些通用除塵器的除塵機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散荷電混合區，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、攔截和擴散脫除，同樣，由于Iym附近的顆粒正好處于慣性和擴散控制混合區，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新的除塵器。
【發明內容】
[0005]
針對現有技術存在的問題，本發明提供一種煙氣中可吸入顆粒物和細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，減小環境污染，解決工業除塵器對可吸入顆粒物脫除能力不足的問題。
[0006]實現本發明目的煙氣中可吸入顆粒物和細顆粒物的脫除裝置，包括通用除塵器、一級灰斗、高梯度磁式除塵器、二級灰斗和振打裝置；其中，所述的通用除塵器的出塵口與一級灰斗相連，出氣口通過連接管道與兩臺高梯度磁式除塵器相連，兩臺高梯度磁式除塵器并聯設置，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殼體，在殼體內部裝有聚磁介質，在殼體內部的氣體通道兩側安裝有電磁鐵，聚磁介質垂直于磁場方向和氣體流動方向；高梯度磁式除塵器的出塵口與二級灰斗相連，在其進氣口處安裝有進氣口壓力傳感器，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]所述的聚磁介質是低矯頑力高磁導率的鐵磁性多孔介質板，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顆粒物進行脫除的方法，按照以下步驟進行:
Cl)使鋼鐵生產中各工序產生的含塵煙氣經過通用除塵器，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灰斗中；
(2)剩余的含有可吸入顆粒物和細顆粒物的煙氣流入任意一臺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，并最終被聚磁介質捕獲，被凈化的煙氣從潔凈煙氣管道排出；
(3)當步驟(2)中的高梯度磁式除塵器的進氣口壓力與出氣口壓力差恒定不變時，達到飽和捕集狀態，給聚磁介質通入逐步增大的反向磁場，同時采用機械振打裝置對聚磁介質進行振打，脫落的顆粒物落入二級灰斗中被捕集，同時啟動切換閥門，將剩余的含有可吸入顆粒物和細顆粒物的煙氣引入另一臺高梯度磁式除塵器中，二者交替工作。
[0010]與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是:
本發明的煙氣中可吸入顆粒物和細顆粒物的脫除裝置的工作原理是首先利用常規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，并最終被聚磁介質捕獲。
[0011]為提高除塵的工作效率，本發明中包含兩個高梯度磁式除塵器，它們之間由管道連接并用閥門控制，可以切換交替工作，當一個高梯度磁式除塵器處理含塵煙氣時，另一個高梯度磁式除塵器達到飽和捕集狀態，進行去磁振打。
[0012]利用本發明提供的除塵方法和裝置，克服了常規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顆粒物對大氣的污染。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的工藝流程圖；
圖2是本發明的煙氣中可吸入顆粒物和細顆粒物的脫除裝置結構示意圖；
圖3是圖2的俯視圖；
其中:通用除塵器；2: —級灰斗；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；4:二級灰斗；5:振打裝置；6:連接管道；7:切換閥門；8:聚磁介質；9:電磁鐵；10:進氣口壓力傳感器；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