CN101455929A

CN101455929A - 高风速隧道空气电气集尘系统

Info

Publication number: CN101455929A
Application number: CN 200810204375
Authority: CN
Inventors: 姚炜; 张豪杰; 周洁; 刘洋; 何丹农
Original assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Current assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: CN101455929B

Abstract

一种空气净化技术领域的高风速隧道空气电气集尘系统，包括：净化模块、检测模块和清洗处理模块，其中：净化模块和检测模块的输入端均接收隧道空气，清洗处理模块与净化模块相连接，所述净化模块包括：前置过滤器、气流分布器、静电除尘器、槽形过滤器和后置过滤器。当风速在4～9m/s，粉尘含量0.2～10mg/m³的条件下，除尘率可达到90～98％，并能够可有效抑制二次扬尘；各部分按模块化要求设计及制造加工，便于安装、拆卸。

Description

高风速隧道空气电气集尘系统

技术领域

本发明涉及的是一种空气净化技术领域的系统，具体是一种高风速隧道空气电气集尘系统。

背景技术

随着城市化进程的不断推进，隧道的建设对缓解中心城区主干道路的交通拥堵，减少路面环境污染起着重要作用。但由于隧道均为半封闭结构，其空气中存在大量粉尘颗粒物(PM)，如不及时排放，将严重影响隧道内驾乘人员的行车安全和身体健康。但由于地下空间有限，限制了电气集尘系统的体积，从而要求通过其气流速度达到6m/s左右时，确保PM₁₀一次净化效率达到95％以上。而现有技术中各类电气集尘系统均由于体积过大、结构复杂以及进气气流速度较低等因素的限制而无法适用于高风速环境下空气的净化。

经过对现有技术的检索发现，中国专利号ZL02211862.4，公告授权号CN2540223Y记载了高风速高浓度静电除尘器，但该技术通过电场装置的气流速度仅限于0.6～1.5m/s，仅适用于低风速，高粉尘含量的环境，且具有结构复杂、制造维护成本高和不便维护清冼等缺点。

又经检索发现，中国专利号ZL93226519.7，公告授权号CN2194217Y，记载了一种“静电空气净化器”，该技术的静电场的主要结构是由2个以上窄间距蜂巢针棒双区电场串联而成。在电场的收尘板上涂覆长效灭菌剂，将空气中的细菌杀灭。活性炭过滤器能过滤掉空气中的有毒有害气体。该技术在气流通过电场装置的速度在2～3m/s时有较好的除尘效果，一旦气流速度升高后除尘效率将相应降低。另外，还有针棒放电极易偏离蜂巢孔的几何中心，使静电场不均匀影响除尘效率，不易清洗集尘的蜂巢板，结构单一不能任意组合等缺点。因此上述结构的净化系统并不适用于高风速环境下空气的净化。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种高风速隧道空气电气集尘系统，当风速在4-9m/s，粉尘含量0.2～10mg/m³的条件下，除尘率可达到90～98％，并能够可有效抑制二次扬尘；各部分按模块化要求设计及制造加工，便于安装、拆卸。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：净化模块、检测模块和清洗处理模块，其中：净化模块和检测模块的输入端均接收隧道空气，清洗处理模块与净化模块相连接。

净化模块包括：前置过滤器、气流分布器、静电除尘器、槽形过滤器和后置过滤器，其中：前置过滤器的输入端接收隧道空气，气流分布器的输入端与前置过滤器的输出端连接，若干静电除尘器依次串联于气流分布器的输出端，槽形过滤器的输入端连接至最后一个静电除尘器的输出端，后置过滤器的输入端与槽形过滤器的输出端相连接，后置过滤器的输出端排放至大气。

所述的前置过滤器和后置过滤器由经纬交叉结构的丝网编织而成，该丝网为不锈钢材料或塑料防腐材料，丝网的每一根网线的直径为0.5～1.5mm，当迎面风速为4～9m/s的情况下，过滤器的滤速为2～2.5m/s，空气阻力为150～250Pa。

所述的气流分布器包括前后平行设置的第一多孔板和第二多孔板，其中：第一多孔板的开孔率为45％～55％，孔径为35mm～45mm；第二多孔板的开孔率为60％～70％，孔径为55mm～65mm，第一多孔板和第二多孔板之间的垂直间距为400～800mm使得气流分布的标准偏差σ要求达到0.1～0.25。

所述的静电除尘器包括：电离单元、集尘单元、电压电流检测单元和若干绝缘单元，其中：集尘单元设置于电离单元前端以吸收待处理废气，绝缘单元分别设置于电离单元和集尘单元的四周，电离单元和集尘单元的输入端分别通过电压电流检测单元连接至电源。

所述的电离单元包括若干交叉设置相互平行的接地阵列和放电阵列。

所述的集尘单元包括若干交叉设置相互平行的高压集尘阵列和接地集尘阵列。

所述的槽形过滤器包括若干组相互平行竖直交错设置的槽形板，该槽形过滤器设置为可靠接地，每一槽形过滤器的正面空气阻力为8Pa～12Pa。

检测模块包括：温度湿度检测器、尘埃检测器和风速检测器，其中：温度湿度检测器、尘埃检测器和风速检测器分别设置于净化模块的输入端对隧道空气质量进行检测并将检测结果输出至检测人员或自动控制装置作为电气集尘系统的开机控制条件。

清洗处理模块包括：喷淋器、集水箱、污水过滤器和沉淀池，其中：喷淋器与沉淀池相连接并对准净化模块，集水箱置于净化模块下方收集洗涤后的污水并输送至污水过滤器进行加压过滤处理，污水过滤器的输出端连接至沉淀池。

本发明采用的管极式双区窄间距结构，去除空气中汽、柴油机动车排放及机动车扬尘所产生的粉尘粒子，当风速在4-9m/s，粉尘含量0.2～10mg/m³的条件下，除尘率可达到90～98％，同时可有效抑制二次扬尘；对净化系统可进行清洗，并对清洗后的循环水进行再处理；通过模块化设计及制造加工，便于安装、拆卸；另外设有在线的检测模块对静电除尘器的工作电压电流、温度、湿度、粉尘浓度、风速、压力及运行时间等进行实时监测。

附图说明

图1为本发明净化模块连接框图；

图2为气流分布器立体剖视图；

图3为本发明静电除尘器侧视图；

图4为本发明静电除尘器俯视图；

图5为本发明槽形过滤器侧视图；

图6为本发明槽形过滤器立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例包括：检测模块1、前置过滤器2、气流分布器3、第一级静电除尘器4、第二级静电除尘器5、第三级静电除尘器6、槽形过滤器7、后置过滤器8、喷淋器9、集水箱10、污水过滤器11和沉淀池12，其中：检测模块1和前置过滤器2的输入端均接收隧道空气，气流分布器3的输入端与前置过滤器2的输出端连接，第一级静电除尘器4、第二级静电除尘器5和第三级静电除尘器6依次串联于气流分布器3的输出端，槽形过滤器7的输入端连接至第三级静电除尘器6的输出端，后置过滤器8的输入端与槽形过滤器7的输出端相连接，后置过滤器7的输出端排放至大气，喷淋器9与沉淀池12相连接并对准第一级静电除尘器4、第二级静电除尘器5和第三级静电除尘器6，集水箱10置于喷淋器9下方收集洗涤后的污水并输送至污水过滤器11进行加压过滤处理，污水过滤器11的输出端连接至沉淀池12。本实施例净化模块连接示意如图1所示。

所述的检测模块1包括：温度湿度检测器、尘埃检测器和风速检测器，其中：温度湿度检测器、尘埃检测器和风速检测器分别设置于净化模块的输入端对隧道空气质量进行检测。

所述的前置过滤器2和后置过滤器8由经纬交叉结构的丝网编织而成，该丝网为不锈钢材料或塑料防腐材料，丝网的每一根网线的直径为1mm。

如图2所示，气流分布器3包括前后平行设置的第一多孔板13和第二多孔板14，其中：第一多孔板13的开孔率为50％，孔径为40mm；第二多孔板14的开孔率为65％，孔径为60mm，第一多孔板13和第二多孔板14之间的垂直间距为600mm使得气流分布的标准偏差σ要求达到0.17，相应气流分布的均匀性在大流量、高风速条件下，对净化效率影响很大。

如图3和图4所示，所述的第一级静电除尘器4、第二级静电除尘器5或第三级静电除尘器6分别包括：电离单元15、集尘单元16、若干交叉设置相互平行的放电阵列17和接地阵列18、若干交叉设置相互平行的高压集尘阵列19和接地集尘阵列20、若干绝缘单元21和电压电流检测单元22，其中：集尘单元16设置于电离单元15前端以吸收待处理废气，绝缘单元21分别设置于电离单元15和集尘单元16的四周，电离单元15和集尘单元16的输入端分别通过电压电流检测单元22连接至电源v。

所述的放电阵列17包括若干锯齿状的放电电极，所述的接地阵列18包括若干圆管状的接地电极。

如图5和图6所示，槽形过滤器7包括若干组相互平行竖直交错设置的槽形板23以及固定用的侧板24，相对的两块槽形板23之间垂直距离为75mm，每一块槽形板23的槽宽为100mm，该槽形过滤器7设置为可靠接地，槽形过滤器7的正面空气阻力为8Pa～12Pa，依靠气流中尘埃粒子的惯性在槽形过滤器的表面沉积。

当隧道空气进入前置过滤器2后，其中大直径的颗粒污染物与毛发、纤维等污染物被滤除，在进口浓度较高时，前置过滤器2起到预过滤的作用，防止后级的静电除尘器因为颗粒污染物浓度高而发生电晕封闭现象，影响处理效率；

经预过滤的空气进入气流分布器3后，气流分布器3对气流的不均匀性与气流的紊流进行调整，气流分布的均匀性在大流量、高风速条件下，对净化效率影响很大。

经调整后的隧道空气继而依次进入第一级静电除尘器4、第二级静电除尘器5和第三级静电除尘器6，每一级静电除尘器分别由独立的高压电源供电，而每一级静电除尘器的电离单元和集尘单元也分别由独立的高压电源供电，通过静电方式吸附空气中的微小灰尘以及带正电荷的颗粒。

然后通过槽形过滤器7将空气具有惯性的中尘埃粒子沉积在槽形过滤器的表面，最终后置过滤器8将前级静电除尘器中带电的尘埃粒子通过镜象力被吸附在后置过滤器8不锈钢丝的表面上，空气进化过程结束。

本实施例在风速为4m/s，粉尘含量0.2～10mg/m³的条件下，除尘率可达到98％；在风速为6m/s，粉尘含量0.2～10mg/m³的条件下，除尘率可达到96％；在风速为9m/s，粉尘含量0.2～10mg/m³的条件下，除尘率可达到90％。

Claims

1、一种高风速隧道空气电气集尘系统，包括：净化模块、检测模块和清洗处理模块，其中：净化模块和检测模块的输入端均接收隧道空气，清洗处理模块与净化模块相连接，其特征在于：所述的净化模块包括：前置过滤器、气流分布器、静电除尘器、槽形过滤器和后置过滤器，前置过滤器的输入端接收隧道空气，气流分布器的输入端与前置过滤器的输出端连接，若干静电除尘器依次串联于气流分布器的输出端，槽形过滤器的输入端连接至最后一个静电除尘器的输出端，后置过滤器的输入端与槽形过滤器的输出端相连接，后置过滤器的输出端排放至大气。

2、根据权利要求1所述的高风速隧道空气电气集尘系统，其特征是，所述的前置过滤器和后置过滤器由经纬交叉结构的丝网编织而成，该丝网为不锈钢材料或塑料防腐材料，丝网的每一根网线的直径为0.5～1.5mm。

3、根据权利要求1所述的高风速隧道空气电气集尘系统，其特征是，所述的气流分布器包括前后平行设置的第一多孔板和第二多孔板，其中：第一多孔板的开孔率为45％～55％，孔径为35mm～45mm；第二多孔板的开孔率为60％～70％，孔径为55mm～65mm。

4、根据权利要求3所述的高风速隧道空气电气集尘系统，其特征是，第一多孔板和第二多孔板之间的垂直间距为400～800mm使得气流分布的标准偏差σ要求达到0.1～0.25。

5、根据权利要求1所述的高风速隧道空气电气集尘系统，其特征是，所述的静电除尘器包括：电离单元、集尘单元、电压电流检测单元和若干绝缘单元，其中：集尘单元设置于电离单元前端以吸收待处理废气，绝缘单元分别设置于电离单元和集尘单元的四周，电离单元和集尘单元的输入端分别通过电压电流检测单元连接至电源。

6、根据权利要求1所述的高风速隧道空气电气集尘系统，其特征是，所述的电离单元包括若干交叉设置相互平行的接地阵列和放电阵列。

7、根据权利要求1所述的高风速隧道空气电气集尘系统，其特征是，所述的集尘单元包括若干交叉设置相互平行的高压集尘阵列和接地集尘阵列。

8、根据权利要求1所述的高风速隧道空气电气集尘系统，其特征是，所述的槽形过滤器包括若干组相互平行竖直交错设置的槽形板，该槽形过滤器设置为可靠接地，每一槽形过滤器的正面空气阻力为8Pa～12Pa。

9、根据权利要求1所述的高风速隧道空气电气集尘系统，其特征是，所述的检测模块包括：温度湿度检测器、尘埃检测器和风速检测器，其中：温度湿度检测器、尘埃检测器和风速检测器分别设置于净化模块的输入端对隧道空气质量进行检测并将检测结果输出至检测人员或自动控制装置作为电气集尘系统的开机控制条件。

10、根据权利要求1所述的高风速隧道空气电气集尘系统，其特征是，所述的清洗处理模块包括：喷淋器、集水箱、污水过滤器和沉淀池，其中：喷淋器与沉淀池相连接并对准净化模块，集水箱置于净化模块下方收集洗涤后的污水并输送至污水过滤器进行加压过滤处理，污水过滤器的输出端连接至沉淀池。