CN101121152A - 静电布袋紧密混合式除尘器及其运行方法 - Google Patents

Abstract

静电布袋紧密混合式除尘器及其运行方法，主要用于电厂等的烟气处理。除尘室内在高压放电极与布袋之间放置能够打开和关闭的接地收尘极板，高压放电极与两侧接地收尘极板构成静电除尘区域，布袋与两侧的接地收尘极板构成过滤除尘区域。布袋过滤时，接地收尘极板关闭，烟气进入除尘室后，穿过静电除尘区域到达接地收尘极板的末端，再进入过滤除尘区域；布袋反吹清灰时，接地收尘极板打开，反吹清灰的气体及扬尘直接穿过接地收尘极板到达静电除尘区域，用静电对反吹清灰的扬尘进行捕集。与已有发明相比，除尘分成两个阶段：在布袋过滤时，充分利用静电除尘使得进入布袋的烟气含尘浓度大幅降低；布袋反吹清灰时，利用静电除尘对清灰扬尘进行有效脱除。

Description

静电布袋紧密混合式除尘器及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种烟气或气体中的颗粒物去除设备，尤其涉及一种电除尘器及布袋除尘器，属于工业除尘技术领域。

背景技术

在工业生产中，如发电、金属冶炼的燃烧装置，常常会在排放的气体中带有固体尘粒即颗粒物。这些颗粒物分散在空气中，形成灰色的气团，并随风飘散而到处飘落，污染环境。部分粒径很小的颗粒物，能够从呼吸道进入人体内，表面还可能会富集大量的重金属等，对动植物以及人类的身体健康会造成很大的危害。工业生产的某些环节，也会对空气的质量提出很高的要求，这也提出了对气体里面的粒状物去除的需求。

现有技术中使用的除尘装置包括静电除尘器以及传统的脉冲反吹式布袋除尘器等，在对除尘效率要求不很高的情况下，还可以使用重力沉降室、旋风分离器以及水膜除尘器等。

专利WO 02/076618A2提出了一种先进的静电与布袋混合的颗粒收集器，其结构如附图(1)所示。其主要特征在于，在相邻的两行滤袋之间放置一排放电电极，这排电极和相邻的两行滤袋之间放置一定开孔比例的接地孔板，在放电电极与接地孔板之间施加电势差，便形成相邻的两行滤袋中间的两块孔板之间的静电除尘区域。同时在两块孔板的两端也安装孔板，用孔板形成对滤袋行两侧端面的封闭，避免滤袋被高压放电极与孔板之间的高压电场电击损毁。其运行方式如下：布袋正常过滤阶段，待过滤烟气从烟气入口管道11，经入口管内气流分布板12，渐扩气流分布板13，除尘器入口气流分布板13，进入到先进混合式颗粒收集器的过滤室内。气流首先流经入口段气流阻隔板23，进入到由高压放电极21与带孔接地的收尘极板25形成的静电除尘区域24，此后气流开始部分的穿过收尘极板25上所开的孔进入到布袋30的附近，最后所有的气体都从布袋30外侧进入袋内，并从袋上方的出口进入净气仓，再进入尾部的烟道。清灰的时候，以比较大压力的脉冲气体从布袋内进行反吹，使得布袋外侧的颗粒层破碎并随气流携带至静电除尘区域24，并被荷电而部分收集在接地孔板25上。

这项发明的优点在于，它解决了之前发明所存在的问题：即滤袋行在脉冲反吹时引起的扬尘大部分被相邻滤袋行或自身再次吸附。在这项发明中，过滤单元反吹清灰时，通过具有比较高能量和体积的脉冲压缩气体的作用，使得清灰扬尘能穿过接地孔板回到孔板与电极间的静电收尘区而被孔板收集，这样可以提高脉冲气体对滤袋的反吹清灰效率，降低系统的阻力，延长滤袋的使用寿命。

在上述专利WO 02/076618A2中，布袋进行正常过滤时，气流可以直接通过接地孔板上的孔进入布袋区域，这些开孔面积的存在减少了接地板的有效收尘面积，从而降低静电除尘的效率。对于布袋部分而言，如果电除尘的效率从90％降低到80％，来流气体中的含尘量就增加了一倍，相应的清灰周期就要缩短，布袋的使用寿命也会缩短很多。因此，提高布袋前电除尘器的效率会使整个除尘系统的性能提高更多。

对于专利WO 02/076618A2，由于它采用接地孔板作为静电除尘器部分的收尘极，而静电除尘器的除尘效率又与收尘极的面积有很大的关系。通过计算电除尘器除尘效率最常用的Deutsch模型计算发现，在专利WO 02/076618A2中的开孔收尘极板对烟气中的颗粒脱除效率不足60％，而且实际上由于进入布袋过滤区域的烟气，并没有穿过完整的孔板过滤区域，静电除尘效率还会有一定程度的降低。如果没有这些开孔，除尘效率会达到90％。对布袋而言，开孔之后的收尘极板使得进入布袋表面处的烟气中的颗粒浓度相对于原始烟气的浓度由未开孔时的10％提高到40％。若布袋设置成在特定的压力下清灰，清灰频率便可能由于收尘极的开孔提高到原来的4倍，加速了布袋的老化，而且消耗更多的清灰气体。

发明内容

本发明的目的是提出一种静电布袋紧密混合式除尘器及其运行方法，以克服现有技术在正常过滤情况下没有充分利用静电除尘的弱点，使得正常过滤情况下进入布袋表面的颗粒浓度大幅度降低，有效的降低系统运行压降、清灰气体的使用量以及布袋的磨损老化，进一步延长布袋的使用寿命。

本发明的技术方案如下：

一种静电布袋紧密混合式除尘运行方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)待除尘烟气由除尘器入口进入收尘室，经过气流阻隔板，穿过由高压放电极及接地收尘极板构成的静电除尘区域，接地收尘极板采用能够打开和关闭的结构；

2)在布袋正常过滤时，接地收尘极板处于关闭状态，接地收尘极板对垂直极板方向的气流进行阻隔，烟气由静电除尘区域到达接地收尘极板的尾端，然后进入由布袋及两侧的接地收尘极板构成的过滤除尘区域，再经过布袋过滤排出；

3)在布袋进行清灰时，接地收尘极板打开，允许气流穿过极板，使得布袋清灰的扬尘穿过接地收尘极板回到静电除尘区域，实现对扬尘的捕集。

本发明还提出了一种实施所述运行方法的静电布袋紧密混合式除尘器，含有烟气入口管道，渐扩气流分布板，除尘器入口气流分布板，收尘室，设置在收尘室内的高压放电极，入口段气流阻隔板，布袋以及布置在所述布袋和相邻高压放电极之间的接地收尘极板，其特征在于：所述的接地收尘极板采用百叶窗式收尘极板，所述的入口段气流阻隔板分别与布袋两侧的百叶窗式收尘极板靠近入口的一端相连，形成一端开口的不完全封闭形式。

本发明所述的百叶窗式收尘极板采用横向布置。

本发明还提出了另一种实施所述运行方法的静电布袋紧密混合式除尘器，含有烟气入口管道，渐扩气流分布板，除尘器入口气流分布板，收尘室，设置在收尘室内的高压放电极，入口段气流阻隔板，布袋以及布置在所述布袋和相邻高压放电极之间的接地收尘极板，其特征在于：所述的接地收尘极板采用双层孔板结构，两块孔板能够相对移动，使两块孔板中的孔处于连通或错开状态。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：采用本发明提出的方法，保证了布袋过滤时电除尘部分的效率及布袋清灰时静电对布袋扬尘的脱除，实现对整个除尘系统性能的提升，有效的降低系统运行压降并延长布袋的使用寿命。已有的技术采用固定开孔的孔板作为静电收尘极板，在过滤的时候，这些孔一方面减少收尘面积，另外也为气流从静电除尘区域直接进入布袋过滤区域提供通道，成为降低静电除尘器效率的因素。本发明集中针对这些开孔在不同阶段的影响，采用一种可以打开和关闭的接地收尘极板替代已有技术中的固定孔板设计，并形成一种新的静电布袋紧密混合式除尘器运行方法：在正常过滤的时候，收尘极板处于关闭状态，对垂直极板方向气流进行阻挡，使得气流必须先经过完整的静电除尘部分才能进入到布袋附近进行过滤除尘，大幅提高静电除尘部分的颗粒收集效率；清灰阶段，接地收尘极板打开，允许气流从布袋附近直接穿过极板回到静电除尘区域，实现布袋清灰的扬尘在静电除尘区域的捕集。这种设计保留了现有技术利用静电对布袋清灰扬尘脱除的优点，同时实现了布袋过滤时对静电除尘区域的充分利用。

采用本发明的除尘器及运行方法后，静电除尘区域过滤时收尘极板的面积就相当于已有专利WO 02/076618A2中接地收尘孔板不开孔时的面积，烟气穿过静电除尘区域时除尘效率达到90％，大大改善了静电的收尘效果。这样布袋所过滤的气流已经经过了完整的电除尘区域的过滤，其含尘浓度比已有同类技术里布袋所过滤的气体中要低很多(在上面的计算中，改进后布袋过滤的入口气体含尘浓度只有专利WO 02/076618 A2的混合除尘器的1/4)，因此布袋的过滤压降必将增长缓慢，也使得反吹频率降低，降低运行能耗的同时布袋部分的性能及使用寿命会有很大的提高。此外，电除尘器振打的时候，接地收尘极板处于关闭状态，这样还避免现有技术在静电除尘区域进行振打时可能会有扬尘直接穿过孔板的孔进入到布袋表面的情况。

附图说明

图1为专利WO 02/076618A2的混合式颗粒收集器的结构原理图。

图2为实施本发明所述运行方法的静电布袋紧密混合式除尘器的一种实现的立体结构示意图，采用横向的百叶窗作为可以打开和关闭的接地收尘极板。

图3为图2的顶部视图，表示在静电布袋紧密混合式除尘器正常过滤时的状态以及过滤烟气的流动路径。

图4为图2的顶部视图，表示在静电布袋紧密混合式除尘器的布袋进行清灰时的状态以及反吹清灰气体的流动路径。

图5a：图2所实现的静电布袋紧密混合式除尘器内，布袋与相邻的接地收尘极板在布袋过滤时的正面视图。

图5b：图2所实现的静电布袋紧密混合式除尘器内，布袋与相邻的接地收尘极板在布袋进行反吹清灰时的正面视图。

图6为实施本发明所述运行方法的静电布袋紧密混合式除尘器的另一种实现的结构示意图，从顶部向下俯视，采用可以相对移动的双层孔板作为接地收尘极板，本图显示了布袋过滤时双层孔板的开孔错开布置形成对气流阻隔时的状态。

图7为图6在布袋进行清灰时双层孔板的开孔连通布置，让反吹产生的气流及扬尘通过孔板的状态。

图8a：开孔错开的双层孔板接地收尘极板；图8b：开孔连通的双层孔板接地收尘极板。

图中：1-除尘器入口渐扩段，2-除尘器侧板，3-除尘器后端板，5-灰斗，11-烟气入口管道，12-入口管内气流分布板，13-渐扩气流分布板，14-除尘器入口气流分布板，21-高压放电极，22-百叶窗式接地收尘极板，22a-关闭的百叶窗式接地收尘极板，22b-打开的百叶窗式接地收尘极板，23-入口段气流阻隔板，24-静电除尘区域，25-接地收尘孔板，26-双层孔板接地收尘极板，26a-开孔错开的双层孔板接地收尘极板，26b-开孔连通的双层孔板接地收尘极板，30-布袋。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图2是本发明提出的一种实施所述方法的静电布袋紧密混合式除尘器，采用了横向的百叶窗作为可以打开和关闭的接地收尘极板。图中，布袋出口处的花板，上方的净气室，以及电极供电、绝缘、振打，布袋的清灰辅助系统均未画出。烟气经入口渐扩段1进入到由除尘器入口渐扩段1、除尘器侧板2以及除尘器后端板3组成的除尘室，过滤结束后从除尘器内布袋30顶部的出口进入净气室(未画出)再排出。

图3是图2从顶部向下的俯视图，静电布袋紧密混合式除尘器的布袋处于过滤时的工作状况。烟气从烟气入口管道11，经入口管内气流分布板12、渐扩气流分布板13、除尘器入口气流分布板14进入到除尘器内，在入口段气流阻隔板23的阻碍下，首先进入由高压放电极21与相邻的百叶窗式接地收尘极板22形成的静电除尘区域24。高压放电极21与百叶窗式接地收尘极板22之间施加有一定的电势差，形成高压放电极21与百叶窗式接地收尘极板22之间的静电除尘区域24。此时百叶窗式收尘极板22关闭，形成完整的一片，气流需要穿过静电除尘区域24到达高压放电极21组成的电极排的末端，即到达接地收尘极板的尾端，在除尘器后端板3的阻碍作用下，折回进入到布袋30与百叶窗式接地收尘极板22之间的过滤除尘区域，如图中较粗的虚线所示。这样，进入到过滤除尘区域的烟气都先经过了较长通道的静电过滤，其含尘浓度会大大降低。此外，电除尘部分对百叶窗式接地收尘极板22或高压放电极21的振打也选择在图3的工作状况下进行，这样可以避免振打的扬尘直接进入到布袋的表面，也对过滤性能有一定的提高。

图4是本发明提出的静电布袋紧密混合式除尘器对布袋进行反吹清灰时的工作状况，也是图2从顶部向下的俯视图。这个时候，百叶窗式接地收尘极板22处于打开状态，即每一小片都旋转一定的角度，形成从布袋30直接穿过百叶窗式接地收尘极板22上的狭缝进入到静电除尘区域24的通道，让反吹清灰引起的滤袋外表面破碎的颗粒直接进入到静电除尘区域24并随即被荷电捕集。布袋清灰结束之后关闭百叶窗，让百叶窗式接地收尘极板22仍形成完整的一片，恢复图3中的正常过滤状态。

图5是布袋与相邻的极板电极在过滤及清灰状态下的示意图，其中图5a为布袋过滤的状态，图5b为布袋清灰时的状态。过滤时，百叶窗式极板关闭22a形成完整的一片，布袋30清灰时，百叶窗打开22b从布袋直接穿过狭缝到静电除尘区域的通道，颗粒碎片便可以穿过这些通道进入到静电除尘区域而被捕集。

图6为本发明提供的静电布袋紧密混合式除尘器的另一种实实施例结构示意图，采用可以错开的双层孔板接地收尘极板26，本图显示了布袋正常过滤时双层孔板接地收尘极板关闭，即两块孔板的开孔错开布置形成对气流阻隔时的状态。烟气从烟气入口管道11，经入口管内气流分布板12，渐扩气流分布板13，除尘器入口气流分布板13，进入到除尘室内，在入口段气流阻隔板23的阻碍下，首先进入由高压放电极21与相邻的双层孔板接地收尘极板26形成的静电除尘区域24。高压放电极21与双层孔板接地收尘极板26之间施加有一定的电势差，形成静电除尘区域24。布袋30过滤的时候，双层孔板接地收尘极板26关闭，即两块孔板的开孔错开，使得过滤烟气穿过静电除尘区域24到达高压放电极21组成的电极排的末端，在后端板3的阻碍作用下，折回进入到布袋30与可以调整的双层孔板接地收尘极板26之间的流通区域，如图中较粗的虚线所示。这样，进入到过滤除尘区域的烟气都经过了较长通道的静电过滤，其含尘浓度会大大降低。此外，电除尘部分对双层孔板接地收尘极板26或高压放电极21的振打也选择在图6的工作状况下进行，这样可以避免振打的扬尘直接进入到布袋的表面，也对过滤性能有一定的提高。

图7为图6在布袋进行清灰时双层孔板接地收尘极板26打开，即两块孔板的开孔对齐布置，让反吹产生的气流及扬尘通过孔板的状态。此时，双层孔板接地收尘极板26打开，即两块孔板的开孔对齐布置，形成从布袋30直接穿过双层孔板接地收尘极板26的开孔进入到静电除尘区域24的通道，让反吹清灰引起的滤袋外表面破碎的颗粒直接进入到静电除尘区域24并随即被荷电捕集，之后便将可以双层孔板接地收尘极板26关闭，即两块孔板的开孔错开布置，恢复图6中的正常过滤状态。

图8是图6及图7所述实现形式中的双层孔板的一种实现的具体结构，作为双层孔板关闭和打开的示意图。布袋过滤时，双层孔板接地收尘极板关闭，形成开孔错开的双层孔板接地收尘极板26a，气流无法垂直穿过；布袋清灰时，双层孔板接地收尘极板打开，形成开孔连通的双层孔板接地收尘极板26b，气流能够通过开孔垂直穿过双层孔板接地收尘极板。

Claims (4)

1.一种静电布袋紧密混合式除尘运行方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)待除尘烟气由除尘器入口进入收尘室，经过气流阻隔板，进入由高压放电极及接地收尘极板构成的静电除尘区域，所述的接地收尘极板采用能够打开和关闭的结构；

2)在布袋正常过滤时，接地收尘极板处于关闭状态，接地收尘极板对垂直极板方向的气流进行阻隔，烟气由静电除尘区域到达接地收尘极板的尾端，然后进入由布袋及两侧的接地收尘极板构成的过滤除尘区域，再经过布袋过滤排出；

3)在布袋进行清灰时，接地收尘极板打开，允许气流穿过极板，使得布袋清灰时的扬尘穿过接地收尘极板回到静电除尘区域，实现对扬尘的捕集。

2.一种实施如权利要求1所述方法的静电布袋紧密混合式除尘器，含有烟气入口管道，收尘室，设置在收尘室内的高压放电极，入口段气流阻隔板，布袋以及布置在所述布袋和相邻高压放电极之间的接地收尘极板，其特征在于：所述的接地收尘极板采用百叶窗式收尘极板(22)，所述的入口段气流阻隔板分别与布袋两侧的百叶窗式收尘极板靠近入口的一端相连，形成一端开口的不完全封闭形式。

3.按照权利要求2所述的静电布袋紧密混合式除尘器，其特征在于：所述的百叶窗式收尘极板采用横向布置。

4.一种实施如权利要求1所述方法的静电布袋紧密混合式除尘器，含有烟气入口管道，收尘室，设置在收尘室内的高压放电极，入口段气流阻隔板，布袋以及布置在所述布袋和相邻高压放电极之间的接地收尘极板，其特征在于：所述的接地收尘极板采用双层孔板结构，两块孔板能够相对移动，使两块孔板中的孔处于连通或错开状态。

Images