專利名稱：一種謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)近幾年我國環(huán)境公報公布的結(jié)果，可吸入顆粒物污染一直是影響我國空氣質(zhì)量的首要污染物，其中的細(xì)顆粒特別是直徑小于2. 5pm的顆粒物的污染問題十分嚴(yán)重。對于粒徑小于2. 5 的細(xì)顆粒物，俗稱PM2.5，由于其粒徑小，質(zhì)量輕，漂浮性強(qiáng)，積累性好，比 面積大等特點(diǎn)，可以在大氣中長期漂浮，在大氣中不斷蓄積，導(dǎo)致能見度低，污染嚴(yán)重。此夕卜，細(xì)顆粒物通常具有較大的比表面積，能夠富集各種重金屬元素(如As、Se、Pb、Cr等)和多環(huán)芳烴類、二惡英類等有機(jī)污染物，這些多為致癌物質(zhì)和基因毒性誘變物質(zhì)，危害極大。顆粒物粒徑小于IOiim (PMltl)以下的顆粒物可以進(jìn)入口腔，7 iim以下的細(xì)微顆粒物可以進(jìn)入咽喉，而尺度小于2. 5 y m的顆粒稱為可吸入顆粒，它能夠進(jìn)入人體肺泡并沉積下來，甚至進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)中，對人危害極大。在壓水堆核電站的嚴(yán)重事故中，可能產(chǎn)生大量放射性裂變顆粒，能否脫除放射性裂變產(chǎn)物不僅直接關(guān)系到核電站的安全，也關(guān)系著核電站內(nèi)工作人員以及核電站周圍的人們的生命安全。我國重點(diǎn)發(fā)展的第四代反應(yīng)堆中模塊式球床高溫氣冷堆是國際公認(rèn)的新一代先進(jìn)反應(yīng)堆，模塊式球床高溫氣冷堆中石墨粉塵的產(chǎn)生會引發(fā)一系列的問題，并可能會影響反應(yīng)堆的安全與正常運(yùn)行。另外第四代堆鈉冷快堆中，事故鈉顆粒的遷移也會危及系統(tǒng)安全性以及周圍人們的安全。PM1(I、PM2.5等細(xì)顆粒物，由于其質(zhì)量微小，對氣流的跟隨性極好，幾乎總是跟隨氣流一起運(yùn)動，難以從氣流中分離出來，因而常規(guī)的除塵方法的脫除效率都比較低，無法滿足目前日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，必須尋找脫除細(xì)微顆粒的新原理和新方法。在1915 1916年，波蘭數(shù)學(xué)家謝爾賓斯基(W. Sierpinski)將三分康托爾集的構(gòu)造思想推廣到二維平面，構(gòu)造出謝爾賓斯基海綿。謝爾賓斯基海綿具有內(nèi)比表面積大、多通道等特征。為此，將這種理想化的謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)應(yīng)用于顆粒脫除，提出了一種謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置，該裝置能有效的脫除細(xì)顆粒物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)不足提出一種新型的謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置，利用謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)內(nèi)比表面積大、多通道等特征并利用細(xì)顆粒物熱泳沉積效應(yīng)和湍流效應(yīng)，對細(xì)顆粒進(jìn)行脫除。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道為長方體結(jié)構(gòu)，4個側(cè)面由裝置壁面包裹，余下兩個相對的面分別作為謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道的入口和出口 ；噴淋構(gòu)件通過支撐架固定在謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道出口截面上方，可定時清除沉積在謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道表面上的細(xì)顆粒物并維持通道內(nèi)溫度場；噴淋構(gòu)件由多根管道縱橫交錯連結(jié)并互通，在噴淋構(gòu)件的中心位置設(shè)置與其連通的給水管道，且在給水管道上安裝自動排水閥，對噴淋構(gòu)件進(jìn)行定時給水控制；噴淋構(gòu)件的管道上均勻設(shè)置若干個噴淋水孔。噴淋構(gòu)件的定時啟閉，對通道內(nèi)的細(xì)顆粒物進(jìn)行定時清洗，維持通道潔凈；并對通道進(jìn)行冷卻，維持通道溫度場，保證較高的顆粒熱泳沉積率。所述謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道的材料是0Crl8Nil2Mo2Ti不銹鋼，耐腐蝕、抗氧化、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、易于冷卻。所述謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)可進(jìn)行模塊化組裝。所述謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道的孔的內(nèi)徑不小于0. 1mm。

本發(fā)明的有益效果為謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)具有內(nèi)比表面積大、多通道的特點(diǎn)，細(xì)顆粒物在該通道內(nèi)的沉積率高。該裝置具有安全、高效、可靠，實(shí)施方便，控制簡單，可模塊化組裝等特點(diǎn)。可安裝在鍋爐煙氣系統(tǒng)、核電站排氣煙 、汽車排氣系統(tǒng)運(yùn)行或其他含顆粒排氣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。特別對PM1(I、PM2.5等細(xì)顆粒物脫除有重要的應(yīng)用價值，可有效降低細(xì)顆粒物的排放量，達(dá)到保護(hù)公眾健康和環(huán)境的目的。


圖I為謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置的三維示意圖；圖2為噴淋構(gòu)件示意圖；圖中標(biāo)號I-給水管道；2-噴淋構(gòu)件；3_支撐架；4_謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道出口截面；5-裝置壁面；6_噴淋水孔。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。所述脫除裝置的結(jié)構(gòu)如圖I所示，謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道為長方體結(jié)構(gòu)，4個側(cè)面由裝置壁面4包裹，余下兩個相對的面分別作為謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道的入口和出口 ；噴淋構(gòu)件2通過支撐架3固定在謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道出口截面4上方，可定時清除沉積在謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道表面上的細(xì)顆粒物并維持通道內(nèi)溫度場；噴淋構(gòu)件2由多根管道縱橫交錯連結(jié)并互通，在噴淋構(gòu)件2的中心位置設(shè)置與其連通的給水管道1，且在給水管道I上安裝自動排水閥，對噴淋構(gòu)件2進(jìn)行定時給水控制；噴淋構(gòu)件2的管道上均勻設(shè)置若干個噴淋水孔6，如圖2所示。噴淋構(gòu)件的定時啟閉，對通道內(nèi)的細(xì)顆粒物進(jìn)行定時清洗，維持通道潔凈；并對通道進(jìn)行冷卻，維持通道溫度場，保證較高的顆粒熱泳沉積率。謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道的材料是0Crl8Nil2Mo2Ti不銹鋼，耐腐蝕、抗氧化、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、易于冷卻。謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要，進(jìn)行模塊化組裝；在模塊化組裝時，內(nèi)部謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)壁面可以不封閉，只需要對模塊外圍謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)壁面進(jìn)行封閉，留前后兩面，作為通道的進(jìn)出口。謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道的孔的內(nèi)徑不小于0. 1_。
所設(shè)計的謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置可安裝在工業(yè)鍋爐煙氣系統(tǒng)、核電站排氣煙 、汽車排氣系統(tǒng)等含顆粒排氣系統(tǒng)上。高溫?zé)煔鈴难b置入口以一定流速流入，與謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道冷表面形 成溫度場，由于熱泳沉積效應(yīng)和湍流效應(yīng)的影響，通道中的細(xì)顆粒物容易沉積在謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道表面，由此，煙氣中的細(xì)顆粒物被有效的脫除。
權(quán)利要求
1.一種謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置，其特征在于謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道為長方體結(jié)構(gòu)，4個側(cè)面由裝置壁面(5)包裹，余下兩個相対的面分別作為謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道的入口和出口 ；噴淋構(gòu)件(2)通過支撐架(3)固定在謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道出ロ截面(4)上方，可定時清除沉積在謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道表面上的細(xì)顆粒物并維持通道內(nèi)溫度場；噴淋構(gòu)件(2)由多根管道縱橫交錯連結(jié)并互通，在噴淋構(gòu)件(2)的中心位置設(shè)置與其連通的給水管道(I )，且在給水管道(I)上安裝自動排水閥，對噴淋構(gòu)件(2)進(jìn)行定時給水控制；噴淋構(gòu)件(2)的管道上均勻設(shè)置若干個噴淋水孔(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置，其特征在干，所述謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道的材料是0Crl8Nil2Mo2Ti不銹鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置，其特征在干，所述謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)可進(jìn)行模塊化組裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置，其特征在干，所述謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道的孔的內(nèi)徑不小于0. 1mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域中的一種謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)細(xì)顆粒物脫除裝置。將謝爾賓斯基海綿模型結(jié)構(gòu)應(yīng)用于顆粒脫除，形成一種新型工業(yè)除塵裝置；噴淋構(gòu)件通過支撐架固定在謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道出口截面上方，在噴淋構(gòu)件的中心位置設(shè)置與其連通的給水管道，噴淋構(gòu)件的定時啟閉，對通道內(nèi)的細(xì)顆粒物進(jìn)行定時清洗，維持通道潔凈；高溫?zé)煔庾鳛闊嵩?，從海綿結(jié)構(gòu)通道入口流入，與謝爾賓斯基海綿結(jié)構(gòu)通道表面形成溫度場，利用熱泳沉積效應(yīng)和湍流效應(yīng)，可以有效的脫除煙氣中的細(xì)顆粒物。該脫除裝置可安裝在工業(yè)鍋爐煙氣系統(tǒng)、核電站排氣煙囪、汽車排氣系統(tǒng)等含顆粒排氣系統(tǒng)上，安全、高效、可靠，實(shí)施方便，控制簡單，可模塊化組裝。
文檔編號B01D49/00GK102764553SQ20121024215
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者周濤, 林達(dá)平, 樊昱南, 汝小龍, 王澤雷 申請人:華北電力大學(xué)