CN102179305B - 一种电除尘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种电除尘装置，包括：多级除尘器，其中，所述多级除尘器中至少包括细颗粒除尘器，所述细颗粒除尘器包括：多个极板；和位于所述相邻两个极板间的多个金属丝网和多个高压极线，所述多个金属丝网和多个高压极线按照预定间隔交替分布。本发明实施例可以通过电晕风和摩擦增强微粒的荷电几率，并利用电晕风的加减速作用和颗粒在细密网格间的布朗运动增强惯性捕获，较小的网格间隙也可使静电力捕捉加强。因此本发明实施例在多种作用下可大大提高电除尘装置对可吸入颗粒物尤其是微纳米级颗粒物的脱除效率。
Description
技术领域
本发明涉及工业除尘技术领域，特别涉及一种基于扩散捕捉增强的电除尘装置。
背景技术
煤炭是我国工业生产的主要能源，在未来的几十年内依然会长期占据主导地位。而发电、金属冶炼、水泥制造等工业生产中燃烧装置排放的气体常常会含有大量颗粒物。这些颗粒分散在空气中并广泛传播，严重污染环境。特别是部分粒径很小(例如＜2.5μm)的颗粒物，能够从呼吸道进入人体内。由于这些细颗粒物表面更易于富集大量重金属，因此对人类健康危害很大。
由于电除尘技术具有分离作用力集中、气流阻力小、耗电少、压损小、处理规模大、耐高温和耐强腐的特点，因此目前是我国工业生产中应用十分广泛的除尘技术。现有的高效电除尘器在正常运行工况下除尘效率(质量收集效率)高达99.7％，但是现有的除尘器难以达到对PM2.5(可入肺颗粒物)的脱除要求，对0.1-1.0微米区间的超细颗粒存在着穿透窗口，捕集效率甚至低于70％。因而细颗粒物的捕获技术成为一个挑战性的技术难题。
电除尘器在我国应用广泛，尤其在电力行业，大部分除尘器为静电除尘器。其捕获微小粒子效率低的原因主要是微小粒子难以荷电且捕获的静电力弱。现有的提高电除尘器对微小粒子捕获效率的主要方法有两种，一种是采用高强度电场荷电，另一种是先使微小粒子团聚成大粒子后再捕获。但绝大部分改进对原有的电除尘器改动很大，难以推广。因此利用原有设备，提高电除尘捕集微小粒子的技术日益引起重视。
发明内容
本发明的目的旨在解决上述技术缺陷，特别是提出一种电除尘装置。
本发明实施例提出了一种电除尘装置，包括：多级除尘器，其中，所述多级除尘器中至少包括细颗粒除尘器，所述细颗粒除尘器包括：多个极板；和位于所述相邻两个极板之间的多个金属丝网和多个高压极线，所述多个金属丝网和多个高压极线按照预定间隔交替分布。
在本发明的一个实施例中，所述多个金属丝网的宽度略小于所述相邻两个极板和相邻两极线之间的间距以使所述多个金属丝网在所述两个极板和两个极线之间可转动。
在本发明的一个实施例中，还包括：检测器，所述检测器检测所述电除尘装置或所述细颗粒除尘器的压降是否达到预设阈值；转动控制器，所述转动控制器与所述检测器相连，且在所述检测器检测所述电除尘装置或所述细颗粒除尘器的压降达到预设阈值之后，控制所述多个金属丝网旋转90度以进入清灰状态。
在本发明的一个实施例中，所述转动控制器进一步包括：多个转动单元，每个所述转动单元与所述两个极板之间的一组金属丝网的转轴相连以控制所述一组金属丝网转动；控制单元，所述控制单元控制所述多个转动单元。
在本发明的一个实施例中，在所述进入清灰状态之后，所述多个金属丝网接与所述高压极线相同的高压负电。
在本发明的一个实施例中，所述金属丝网的网格为正方形，且所述网格线径为0.5-1.5mm，所述网格厚1-10mm。
在本发明的一个实施例中，所述金属丝网为多层复合结构。
在本发明的一个实施例中，所述多层复合结构的金属丝网的开口为梯级设置。
在本发明的一个实施例中，所述极板之间的间距为250-400mm，所述高压极线之间的间距为250-350mm，所述高压极线与相邻金属丝网间距为120-150mm。
在本发明的一个实施例中，所述高压极线接负40kV-50kV高压，所述金属丝网接地或接负300V-600V电压，所述极板接地。
在本发明实施例的除尘过程中，金属丝网与烟气来流方向垂直。其对细颗粒的脱除机制的增强机制主要有：
(1)、细颗粒的布朗运动非常强烈，在通过金属丝网时容易因布朗运动撞击金属丝网而被捕捉到。
(2)、高压极线与后端金属丝网之间的电场对荷电颗粒有加速作用，提高了惯性碰撞对细颗粒的拦截效率。
(3)、高压极线与前端金属丝网之间形成电晕风，自由离子的运动方向与烟气来流的方向相反，可以促进细颗粒与自由离子更好的混合，增加碰撞机率，提高细颗粒的荷电效率。
(4)、细颗粒通过金属丝网的间隙时，由于颗粒之间、颗粒与网线之间的碰撞，大量细颗粒通过摩擦带电。
(5)、金属丝网的开口比较小，颗粒仅需要很小的迁移距离就能被金属丝网捕获，减小了对颗粒荷电量的要求，能够提高细颗粒的捕获率。
(6)、金属丝网对穿透的颗粒有一定的团聚作用，部分细颗粒团聚为粒径较大的颗粒，有利于进一步的捕获。
其中，(1)、(2)增加了布朗扩散和惯性撞击对细颗粒的捕捉；(3)、(4)增强了细颗粒的荷电效果；(5)减小了迁移距离，使细颗粒在较小荷电量下就可以实现被捕捉；(6)有利于提高细颗粒整体的捕捉效率。
本发明实施例还可以做进一步的改进：
A、每级的金属丝网屏采用多层金属丝网复合而成。各层的开口相互交错。可以进一步加强机制(1)、(2)的作用。
B、金属丝网在除尘时接低压正电势，增加了金属丝网对附近荷电颗粒的吸引力，促进了静电作用对细颗粒的捕捉。
C、金属丝网采用梯级的开口大小。一方面可以减小压降，同时还可以增强对细颗粒的捕集。
在本发明的实施例中，根据实际操作现场，在所述检测器检测所述电除尘装置或所述细颗粒除尘器的压降达到预设阈值之后，控制所述多个金属丝网旋转90度以进入清灰状态。这样金属丝网的电势状态改变，接与高压极线相同的高压负电势。在原有清灰作用的基础上增加静电斥力，加强微粒脱离网屏的作用。
本发明与现有技术相比的优势如下：
(1)提高除尘效率。本发明实施例可以通过电晕风和摩擦增强微粒的荷电几率，并利用电晕风的加减速作用、布朗运动结合细密网格增强惯性捕获，较小的网格间隙也可使静电力捕捉加强。因此本发明实施例在多种作用下大大可提高电除尘装置对可吸入颗粒物尤其是微纳米级颗粒物的脱除效率。
(2)应用前景好，成本低。本发明实施例对原有的传统电除尘装置改动小，改造成本低，易于推广。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的电除尘装置结构图；
图2为本发明实施例的细颗粒除尘器的结构图；
图3为本发明实施例的极板和金属丝网的排列示意图；
图4为本发明实施例的金属丝网和高压极线排列示意图；
图5为本发明实施例的电除尘装置清灰状态时的结构图；
图6为本发明实施例的细颗粒除尘器清灰状态时的结构图；
图7为本发明实施例的极板和金属丝网清灰状态时的排列示意图；
图8为本发明实施例的金属丝网和高压极线清灰状态时的排列示意图；
图9和10分别为本发明实施例转动单元除尘和清灰时金属丝网和转动单元的示意图；
图11为本发明一个实施例的金属丝网的示意图；
图12和13分别为本发明采用多层复合结构金属丝网的实施例的金属丝网的主视图和俯视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明实施例的电除尘装置，包括：多级除尘器，其中，所述多级除尘器中至少包括细颗粒除尘器，所述细颗粒除尘器包括：多个极板；和位于所述两个极板之间的多个金属丝网和多个高压极线，所述多个金属丝网和多个高压极线按照预定间隔交替分布。
本发明实施例的电除尘装置采用多级除尘器结构，并且其中至少一级结构为细颗粒除尘器，通常将细颗粒除尘器作为最后一级，当然本领域技术人员也可将所述细颗粒除尘器作为中间级，这些均应包含在本发明的保护范围之内。另外为了能够不对现有电除尘装置有较大改动，从而降低成本，因此在本发明的以下实施例中，以四级除尘结构为例进行描述，且将细颗粒除尘器作为最后一级。当然本领域技术人员可在以下实施例的基础之上增加或减少除尘结构的级数，这些均应包含在本发明的保护范围之内。
如图1所示，为本发明实施例的电除尘装置结构图。在现有静电除尘装置中，经过前三级除尘的烟气中仅残留总灰量的1％左右，其中粒径在2.5微米以下的细颗粒份额显著增多。在本发明实施例中保留传统电除器前三级的设计，从而实现对烟气中大粒径颗粒的脱除，进而通过在除尘器的最后一级中利用细密金属丝网替代部分高压极线，利用烟气中细颗粒的布朗扩散运动的特点，实现细颗粒物的高效脱除。
如图1所示，该电除尘装置包括第一至第四级除尘器1000-4000、烟气进口5000、烟气出口6000、和位于所述第一至第四级除尘器1000-4000之下的灰斗7000。其中，第四级除尘器4000即为本发明实施例的细颗粒除尘器。
如图2所示，为本发明实施例的第四级除尘器的结构图。第四级除尘器4000包括多个极板4100、和位于两个极板4100之间的多个金属丝网4200和多个高压极线4300，其中，多个金属丝网4200和多个高压极线4300按照预定间隔交替分布。在本发明的一个实施例中，多个极板4100之间的间距约为250-400mm，多个高压极线4300之间的间距约为250-350mm，高压极线4300与相邻金属丝网4200之间的间距约为120-150mm。在本发明的另一个实施例中，高压极线4300接负40kV-50kV高压，金属丝网4200接地或接约负300V-600V电压，极板4100接地。如图3所示，为本发明实施例的极板和金属丝网的排列示意图。如图4所示，为本发明实施例的金属丝网和高压极线排列示意图。如图所示，多个金属丝网4200的宽度略小于两个极板4100之间的间距以使多个金属丝网4200在两个极板4100之间可转动。
在本发明的一个实施例中，该电除尘装置还包括检测器和转动控制器。其中，检测器检测电除尘装置或第四级除尘器4000的压降是否达到预设阈值，例如该预设阈值可为200-400Pa。转动控制器与检测器相连，且在检测器检测电除尘装置或第四级除尘器的压降达到预设阈值之后，控制多个金属丝网4200旋转90度以进入清灰状态，并将多个金属丝网4200接高压负电。如图5所示，为本发明实施例的电除尘装置清灰状态时的结构图。如图6所示，为本发明实施例的第四级除尘器清灰状态时的结构图。通过本发明实施例，金属丝网4200的电势状态改变，接与高压极线4300相同的高压负电势，从而可以在原有清灰作用的基础上增加静电斥力，加强微粒脱离网屏的作用。如图7所示，为本发明实施例的极板和金属丝网清灰状态时的排列示意图。如图8所示，为本发明实施例的金属丝网和高压极线清灰状态时的排列示意图。
如图9和10所示，分别为本发明实施例转动单元除尘和清灰时金属丝网和转动单元的示意图。在本发明的一个实施例中，转动控制器进一步包括多个转动单元4400和控制单元。其中，每个转动单元4400与两个极板4100之间的一组金属丝网4200的转轴相连以控制一组金属丝网转动。控制单元控制多个转动单元。每一列金属丝网4200共用一个转动单元4400，实现同时转动，金属丝网4200的中轴与转动单元4400相连，通过转动单元4400的转动可带动金属丝网4200的转动。
如图11所示，为本发明一个实施例的金属丝网的示意图。在本发明的一个实施例中，金属丝网4200的网格为正方形，且所述网格线径为0.5-1.5mm，所述网格厚1-10mm。
如图12和13所示，分别为本发明采用多层复合式金属丝网的实施例的金属丝网的主视图和俯视图。在本发明的一个实施例中，金属丝网4200为多层复合结构，每一级网屏可以采用2-4层金属丝网复合而成，这样不仅可以保证拦截功效以及机械强度，当然还可以采用具有一定强度的特殊加工的单层金属丝网。
在本发明的一个实施例中，多层复合结构的金属丝网的开口为梯级设置，以提高对微小细颗粒的捕集效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (9)
1.一种电除尘装置，其特征在于，包括：
多级除尘器，其中，所述多级除尘器中至少包括细颗粒除尘器，所述细颗粒除尘器包括：
多个极板；和
位于所述相邻两个极板之间的多个金属丝网和多个高压极线，所述多个金属丝网和多个高压极线按照预定间隔交替分布，
其中，所述多个金属丝网的宽度略小于所述相邻两个极板和相邻两极线之间的间距以使所述多个金属丝网在所述两个极板和两个极线之间可转动。
2.如权利要求1所述的电除尘装置，其特征在于，还包括：
检测器，所述检测器检测所述电除尘装置或所述细颗粒除尘器的压降是否达到预设阈值；
转动控制器，所述转动控制器与所述检测器相连，且在所述检测器检测所述电除尘装置或所述细颗粒除尘器的压降达到预设阈值之后，控制所述多个金属丝网旋转90度以进入清灰状态。
3.如权利要求2所述的电除尘装置，其特征在于，所述转动控制器进一步包括：
多个转动单元，每个所述转动单元与所述两个极板之间的一组金属丝网的转轴相连以控制所述一组金属丝网转动；
控制单元，所述控制单元控制所述多个转动单元。
4.如权利要求2所述的电除尘装置，其特征在于，在所述进入清灰状态之后，所述多个金属丝网接与所述高压极线相同的高压负电。
5.如权利要求1-4任一项所述的电除尘装置，其特征在于，所述金属丝网的网格为正方形，且所述网格线径为0.5-1.5mm，所述网格厚1-10mm。
6.如权利要求5所述的电除尘装置，其特征在于，所述金属丝网为多层复合结构。
7.如权利要求6所述的电除尘装置，其特征在于，所述多层复合结构的金属丝网的开口为梯级设置。
8.如权利要求1-4任一项所述的电除尘装置，其特征在于，所述极板之间的间距为250-400mm，所述高压极线之间的间距为250-350mm，所述高压极线与相邻金属丝网间距为120-150mm。
9.如权利要求1-4任一项所述的电除尘装置，其特征在于，所述高压极线接负40kV-50kV高压，所述金属丝网接地或接负300V-600V电压，所述极板接地。
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| 颗粒沉积量对细颗粒层清灰力和清灰效率的影响;徐海卫 等;《过程工程学报》;20091031;第9卷(第5期);848-853 * |
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| CN102179305A (zh) | 2011-09-14 |
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