CN101406785A - 静电-过滤式复合除尘器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种静电－过滤式复合除尘器。它由静电除尘器和布袋除尘器串联在一起，并安装在一个壳体内，静电除尘器前端依次设有烟气入口、入口烟箱和烟气均布装置，布袋除尘器后端依次与出口烟箱和烟气出口连接，在静电除尘器和布袋除尘器之间设有导流和均布装置，静电除尘器和布袋除尘器底部分别设有灰斗，静电除尘器设有直流电极，直流电极与负高压直流电源相连接，布袋除尘器设有交流电极和滤袋，交流电极与高压交流电源相连接。本发明结合了静电除尘器和布袋除尘器各自的优点，除尘效率高，特别提高了纳米级粉尘的除尘效率，滤袋阻力低（＜1000Pa），适应各种工况变化，能够满足高标准排放要求(＜50mg/Nm3)。
Description
技术领域
本发明涉及除尘器，尤其涉及一种静电-过滤式复合除尘器，具体是将静电除尘器和布袋除尘器串联布置在一个整体中。应用于电站、冶金、钢铁、水泥、化工等行业的烟气除尘。
背景技术
煤炭是我国电力的主要来源，在可预见的未来几十年内，燃煤火力发电在我国的电力工业中将长期占据主导地位。这种长期依赖燃煤发电的能源结构造成了严重的环境污染，燃煤电厂排放的粉尘颗粒是我国大气环境中可吸入颗粒物的重要来源之一。可吸入颗粒物，尤其是直径小于2.5微米的颗粒物(PM2.5)是影响我国空气质量的重要污染物，它不仅影响全球气候环境、破坏生态系统和历史文物，而且对人体健康危害巨大。随着国家新的环保颗粒物排放标准提高到50mg/Nm3，以及国家提倡的节能减排，如何控制燃煤电厂粉尘颗粒污染物排放已经成为我国大气污染的研究热点。静电除尘器和布袋除尘器是我国目前工业烟气净化的两种主要设备，但是，无论是静电除尘还是布袋除尘，他们都有各自自身的不足。
静电除尘器的工作原理使含尘气体中的粉尘颗粒荷电，在电场力的作用下驱使带电尘粒沉积到收尘极的表面上从而从气体中分离出来。其特点是：除尘器本体压力损失小(一般＜300Pa)，适用于高温烟气；第一电场的除尘效率高，一般能达到80％-90％，其余电场仅收集含尘量的10％-20％；除尘效率受粉尘静电性质的影响很大，特别是与粉尘的比电阻关系最大，适宜的比电阻范围为104-5×1010Ω·cm。
布袋除尘器又称过滤式除尘器，它是利用纤维编织物制作的袋状过滤元件来捕捉含尘气体中的粉尘颗粒物。其特点是：除尘效率高，出口排放浓度稳定，一般可＜50mg/Nm3；对烟气粉尘的适应性好，不受粉尘比电阻的影响；清灰周期、滤袋使用寿命受烟气粉尘浓度影响大；运行阻力大，一般为1500Pa-2000Pa，运行费用高；不适宜在高温状态下运行。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，通过将静电除尘器和布袋除尘器有机结合，提供一种静电-过滤式复合除尘器。
静电-过滤式复合除尘器包括烟气入口、入口烟箱、烟气均布装置、静电除尘器、直流电极、灰斗、负高压直流电源、烟气导流和均布装置、布袋除尘器、高压交流电源、交流电极、滤袋、出口烟箱、烟气出口，静电除尘器和布袋除尘器串联在一起，并安装在一个壳体内，静电除尘器前端依次设有烟气入口、入口烟箱和烟气均布装置，布袋除尘器后端依次与出口烟箱和烟气出口连接，在静电除尘器和布袋除尘器之间设有导流和均布装置，静电除尘器和布袋除尘器底部分别设有灰斗，静电除尘器设有直流电极，直流电极与负高压直流电源相连接，布袋除尘器设有交流电极和滤袋，交流电极与高压交流电源相连接。
所述的静电除尘器采用负直流高压电源供电，负直流高压电源电压为负15～25千伏。交流电极采用高压交流电源供电，高压交流电源为正弦交流，峰值电压为5～10千伏，频率为50赫兹。
本发明与现有技术相比具有的有益效果
(1)烟气先经过前级静电除尘器再缓慢进入后级布袋除尘器，前级静电除尘器可以捕捉80％左右的粉尘颗粒，后级布袋除尘器捕捉的粉尘量仅有常规布袋的20％左右，因而大大降低了布袋的负荷量，清灰周期得以大幅度延长；
(2)前级静电除尘器未捕捉下来的微细粉尘颗粒在后级布袋高压正弦交流凝并电极作用下相互碰撞凝并成较大颗粒，从而提高了布袋对其的捕捉效率，特别是对于纳米级粉尘颗粒；
(3)由于粉尘荷电效应的作用，滤袋形成的粉尘层透气性好，空隙率高，剥落性好，从而降低了布袋的阻力，提高了清灰效率；
(4)由于前级静电除尘捕捉了80％左右的粉尘，这部分粉尘颗粒直径大，动量大，对布袋的冲刷磨损作用大，剩下的粉尘浓度低，直径小，降低了对布袋的冲刷破坏，从而能够延长布袋的使用寿命；
(5)延长布袋寿命可以降低滤袋的更换维护费用，降低布袋阻力可以节省引风机的能耗，清灰周期长可以节省空际压缩机能耗，因此总的来说，静电-过滤式复合除尘器是相对节能的，其运行、维护费用大大低于纯布袋除尘器；
(6)除尘效率不受煤种、烟气工况、飞灰比电阻等因素影响，提高了除尘器的适应能力，排放浓度可以长期高效、稳定在50mg/Nm3以下，甚至达到30mg/Nm3。
附图说明
附图是静电-过滤式复合除尘器的结构示意图；图中：烟气入口1、入口烟箱2、烟气均布装置3、静电除尘器4、直流电极5、灰斗6、负高压直流电源7、烟气导流和均布装置8、布袋除尘器9、高压交流电源10、交流电极11、滤袋12、出口烟箱13、烟气出口14。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的结构和工作过程作详细描述。
本发明由静电除尘器和布袋除尘器串联组成，静电除尘器采用负直流高压电源供电，在布袋除尘器中安装有凝并电极，采用高压正弦交流电源供电，静电除尘器和布袋除尘器安装在一个壳体内组成一个整体。静电-过滤式复合除尘器结合了静电除尘器和布袋除尘器各自的优点，除尘效率高，特别提高了纳米级粉尘的除尘效率，滤袋阻力低(＜1000Pa)，适应各种工况变化，能够满足高标准排放(＜50mg/Nm3)。
本发明的除尘原理：含尘气体从静电除尘器进口进入，首先经过烟气均布装置后进入前级静电除尘器，大部分粉尘颗粒在该电场被捕捉，收尘效率可达80％左右，并且未被收集下来的微细粉尘在该电场被电离荷电；净化后的气体通过导流和均布装置进入后级布袋除尘器，含尘浓度低并预荷电的烟气在高压正弦交流电极凝并作用下通过滤袋被有效地捕捉。净化后的气体从布袋除尘器后侧排出。
如附图所示，静电-过滤式复合除尘器包括烟气入口1、入口烟箱2、烟气均布装置3、静电除尘器4、直流电极5、灰斗6、负高压直流电源7、烟气导流和均布装置8、布袋除尘器9、高压交流电源10、交流电极11、滤袋12、出口烟箱13、烟气出口14，静电除尘器4和布袋除尘器9串联在一起，并安装在一个壳体内，静电除尘器4前端依次设有烟气入口1、入口烟箱2和烟气均布装置3，布袋除尘器9后端依次与出口烟箱13和烟气出口14连接，在静电除尘器4和布袋除尘器9之间设有导流和均布装置8，静电除尘器4和布袋除尘器9底部分别设有灰斗6，静电除尘器4设有直流电极5，直流电极5与负高压直流电源7相连接，布袋除尘器9设有交流电极11和滤袋12，交流电极11与高压交流电源10相连接。
所述的静电除尘器4采用负直流高压电源7供电，负直流高压电源7电压为负15～25千伏。交流电极11采用高压交流电源10供电，高压交流电源10为正弦交流，峰值电压为5～10千伏，频率为50赫兹。
需净化烟气由烟气入口1进入静电除尘器入口烟箱2，首先经过烟气均布装置3进入静电除尘器4，在直流电极5作用下大部分粉尘颗粒被捕捉，经过前级静电除尘器4后的烟气通过设置在静电除尘器4和布袋除尘器9之间的导流和均布装置8进入后级布袋除尘器9，在交流电极11的作用下导致碰撞凝并变大，最终被滤袋12捕捉下来。净化后的烟气经过出口烟箱13由烟气出口14排出，完成整个烟尘净化过程。当前级静电除尘器4的收尘电极和后级布袋除尘器9的滤袋12表面所收集的粉尘达到一定厚度时，分别通过清灰装置作用，使捕捉的粉尘层脱落至下部灰斗6。
实施例1
静电-过滤式复合除尘器将静电除尘器和布袋除尘器有机结合，采用负高压直流和高压正弦交流两种供电形式。前级静电除尘器采用线板式结构，阴极为放电电极，阳极为收尘电极；后级布袋除尘器中安装有凝并电极，采用高压正弦交流供电，峰值电压为10千伏，频率为50赫兹。
(1)除尘器入口粉尘浓度为30～40g/Nm3；
(2)静电除尘器负高压直流电源电压为负20千伏；
(3)布袋除尘器高压正弦交流电源峰值电压为10千伏，频率为50赫兹；
(4)布袋除尘器室数：4；
(5)滤袋为PPS+PTFE覆膜；
在静电-过滤式复合除尘器的入口和出口处分别测量粉尘颗粒浓度，通过前后对比发现该静电-过滤式复合除尘器除尘效率高，特别是对纳米粉尘颗粒，除尘效率可提高到80％以上，运行阻力＜1000Pa，除尘器出口稳定排放浓度小于30mg/Nm3。
Claims (3)
1.一种静电-过滤式复合除尘器，其特征在于包括烟气入口(1)、入口烟箱(2)、烟气均布装置(3)、静电除尘器(4)、直流电极(5)、灰斗(6)、负高压直流电源(7)、烟气导流和均布装置(8)、布袋除尘器(9)、高压交流电源(10)、交流电极(11)、滤袋(12)、出口烟箱(13)、烟气出口(14)，静电除尘器(4)和布袋除尘器(9)串联在一个壳体内，静电除尘器(4)前端依次设有烟气入口(1)、入口烟箱(2)和烟气均布装置(3)，布袋除尘器(9)后端依次与出口烟箱(13)和烟气出口(14)连接，在静电除尘器(4)和布袋除尘器(9)之间设有导流和均布装置(8)，静电除尘器(4)和布袋除尘器(9)底部分别设有灰斗(6)，静电除尘器(4)设有直流电极(5)，直流电极(5)与负高压直流电源(7)相连接，布袋除尘器(9)设有交流电极(11)和滤袋(12)，交流电极(11)与高压交流电源(10)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种静电-过滤式复合除尘器，其特征在于所述的静电除尘器(4)采用负直流高压电源(7)供电，负直流高压电源(7)电压为负15～25千伏。
3.根据权利要求1所述的一种静电-过滤式复合除尘器，其特征在于所述的交流电极(11)采用高压交流电源(10)供电，高压交流电源(10)为正弦交流，峰值电压为5～10千伏，频率为50赫兹。
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