CN102772971B - 一种超细颗粒物净化设备 - Google Patents

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Abstract

一种超细颗粒物的净化设备包括气体放电-电凝并装置和静电增强袋式除尘一体化装置两部分组成；所述气体放电-电凝并装置包括气流入口（1）、电晕线（2）、气体放电管（3）、气流出口渐扩管（5）、直流电源（6）和接地极（7）；所述静电增强袋式除尘一体化装置包括进风口（8）、电磁阀（9）、气包（10）、脉冲阀（11）、喷吹管（12）、滤袋（13）、喷吹孔（14）、笼骨（15）、灰斗（16）、螺旋卸灰阀（17）、电线（19）和接地线（20）。气流入口设置在气体放电管的一端，气体放电管的另一端与气流出口渐扩管相连；笼骨为等间距间隔排布的竖直方向的电线以及接地线，本发明适用于烟气除尘，特别是PM2.5以下的超细粉尘的净化设备。

Description

一种超细颗粒物净化设备
技术领域
本发明涉及一种超细颗粒物的净化设备，属于大气污染控制技术领域。
背景技术
研究表明,工业或电力行业烟气中重金属有在超细颗粒物（包括PM10和PM2.5）表面浓集的趋势,而垃圾焚烧过程中产生的二恶英类有机物也体现出相同的性状。鉴于超细颗粒物对人体健康的巨大危害，同时鉴于我国还缺乏对超细颗粒物的控排标准，如何有效的去除和控制大气中的超细颗粒物已成为新的热点问题。
目前广泛应用的除尘装置主要为电除尘器和布袋除尘器。电除尘器利用电场对含尘气体进行电离，使尘粒荷电，在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来。电除尘器压力损失小（一般为500Pa），能耗低，可对高温或强腐蚀性气体进行操作，对细粉尘有很高的捕集效率。但是除尘效率容易受到高比电阻粉尘的影响。布袋除尘器是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作滤料的过滤器，布袋除尘器虽然克服了电除尘器除尘效率易受尘源影响的缺点，并且有耐腐蚀、滤料可长期使用，除尘效率高等优点，但是其运行阻力大，不适宜在高温状态下使用。
现有技术已经将电除尘器的效率提高达到了一个极点，对超细粉尘难以荷电，静电除尘器的效率很难进一步提高；布袋除尘器运行阻力大，滤袋易损坏，在高温及腐蚀性气体场合下对滤袋要求高等。这些不足都降低了这两种除尘器的发展和使用的广泛性。
因此，本发明提出气体放电-电凝并-静电增强袋式除尘器一体化技术来净化烟气，通过合理设计使其优势互补达到去除PM2.5级别超细颗粒物的目的，为目前PM2.5的控制难点提供了新的技术思路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于烟气除尘，特别是PM2.5以下的超细粉尘的净化设备。
本发明共由两部分组成，第一部分为气体放电-电凝并装置，参见附图1；第二部分为静电增强袋式除尘一体化装置，参见附图2。
本发明所述气体放电-电凝并装置包括气流入口1、电晕线2、气体放电管3、采样监测孔4、气流出口渐扩管5、直流高压电源6和接地极7。
含尘气流由气流入口1进入，直流高压电源6与电晕线2相连，气体放电管3与接地极7相连，启动直流高压电源6，此时电晕线2和气体放电管3之间形成电场，并产生大量的电子和等离子体，它们与含尘气流中超细颗粒物碰撞，进行电场荷电和扩散荷电，超细颗粒物通过电凝并作用生成较大粒径的颗粒物。这种较大粒径的颗粒物随着气流继续前进，由气流出口渐扩管5进入第二部分静电增强袋式除尘一体化装置。通过采样监测孔4对气流中超细颗粒物进行采样监测。
本发明所述静电增强袋式除尘一体化装置包括进风口8、电磁阀9、气包10、脉冲阀11、喷吹管12、滤袋13、喷吹孔14、笼骨15、灰斗16、螺旋卸灰阀17、检测孔18、高压电线19和接地线20组成。
通过第一部分气体放电-电凝并装置后，气流出口渐扩管5连接进风口8，笼骨15为等间距间隔排布的竖直方向的电线19以及接地线20，接地线以及电线均为金属；所有电线19以及接地线20通过水平方向的环状物固定连接为一个柱状物骨架，且电线19与直流电源6相连，接地线20和接地极7相连；以笼骨15为骨架在笼骨15外表面套上滤袋13，滤袋13在静电增强袋式除尘一体化装置内部成排排布； 电磁阀9与脉冲阀11相连，脉冲阀11与气包10和喷吹管12相连，每一排滤袋的上方都装有一根垂直于滤袋的喷吹管12，管上有喷吹孔14正对着每条滤袋13的中心。滤袋的下方是带有螺旋卸灰阀17的灰斗16。
启动直流高压电源6，滤袋13表面带电，在1秒以内，形成粉尘初层，去除含尘气流中的粉尘；电磁阀9与脉冲阀11相连，脉冲阀11与气包10和喷吹管12相连，每一排滤袋的上方都装有一根垂直于滤袋的喷吹管12，管上有喷吹孔14正对着每条滤袋13的中心。当滤袋13工作一定时间后，通过检测孔18取样检测，通过率超过0.1%时，设定电磁阀参数定时打开脉冲阀11，气包10提供的高压气体通过喷吹管12喷吹滤袋13进行清灰，使得被截留在滤袋13表面的粉尘落入灰斗16，再由螺旋卸灰阀17排出。
与传统除尘器相比，本发明具有以下特点：
（1）该设备的前端为气体放电-电凝并装置，增加细微颗粒的荷电能力，促进微细颗粒以电泳方式到达飞灰颗粒表面的数量，从而增加颗粒间的凝并效应，有利于后段静电增强袋式除尘一体化装置对0.01-2.50μm的气溶胶粒子的高捕集效率；同时由于气体放电形成了低温等离子体，对烟气中SO2、NOx及其它有害气体，有一定降解作用。
（2）在静电增强袋式除尘一体化装置中，由于静电增强的作用，使滤袋表面粉尘初层在在1秒以内形成，使袋式除尘器在最初阶段即达到较高的除尘效率99%以上。
（3）驻留在滤袋表面的粉尘具有相同的极性，相互排斥起到了松散的作用，降低了过滤阻力，滤袋清灰次数较小，延长了滤袋使用寿命。同时由于纤维的极化，使得粉尘大部分沉积在滤袋的表面，粉尘层得结构变得疏松，这种结构有利于降低气流的通过阻力，使得运行阻力（500~600 Pa）远小于传统袋式除尘器（1000~1200Pa）。
（4）本发明后端采用布袋除尘器，对粉尘比电阻的适应性比电除尘器高，适用性广。
（5）设计的复合反应器结构紧凑，占地面积小，对细微粒子的除尘效率高（≥99%）。
附图说明
图1  气体放电-电凝并装置
图1中包括：气流入口1、电晕线2、气体放电管3、采样监测孔4、气流出口渐扩管5、直流高压电源6和接地极7。
图2  静电增强袋式除尘一体化装置
图2中包括：进风口8、电磁阀9、气包10、脉冲阀11、喷吹管12、滤袋13、喷吹孔14、笼骨15实线代表加电，虚线代表接地。、灰斗16、螺旋卸灰阀17、检测孔18、高压电线19和接地线20。
具体实施方式
本发明并不限于本文中所阐述的实施方案。相反，公开这些实施方案的目的是为了使本公开的内容全面而完整，并且彻底地向本领域的技术人员阐述本发明的范围。
下面的实施例的目的适用于说明本发明,其中所用仪器及检测方法等不是对本发明的范围的限制。
含尘气流由气流入口1进入，直流高压电源6与电晕线2相连，气体放电管3与接地极7相连，启动直流高压电源6，此时电晕线2和气体放电管3之间形成电场，并产生大量的电子和等离子体，它们与含尘气流中超细颗粒物碰撞，进行电场荷电和扩散荷电，超细颗粒物通过电凝并作用生成较大粒径的颗粒物。这种较大粒径的颗粒物随着气流继续前进，由气流出口渐扩管5进风口8，通过采样监测孔4对气流中超细颗粒物进行采样监测，直流高压电源6与笼骨15通过高压电线19相连，笼骨15经过设计改造见附图2，实线代表加电，虚线代表接地，笼骨15通过接地线20与接地极7相连，以笼骨15为骨架在其外表面套上滤袋13，滤袋13在静电增强袋式除尘一体化装置内部并列对称排布，启动直流高压电源6，滤袋13表面带电，在1秒以内，形成粉尘初层，去除含尘气流中的粉尘；电磁阀9与脉冲阀11相连，脉冲阀11与气包10和喷吹管12相连，每一排滤袋的上方都装有一根垂直于滤袋的喷吹管12，管上有喷吹孔14正对着每条滤袋13的中心。当滤袋13工作一定时间后，通过检测孔18取样检测，通过率超过1%时，设定电磁阀参数定时打开脉冲阀11，气包10提供的高压气体通过喷吹管12喷吹滤袋13进行清灰，使得被截留在滤袋13表面的粉尘落入灰斗16，再由螺旋卸灰阀17排出。
实施例
本发明共由两部分组成，第一部分为气体放电-电凝并装置，参见附图1；第二部分为静电增强袋式除尘一体化装置。
除尘器入口处粉尘粒径0-2.0μm的质量分数为52.3%，2.0-5.0μm的质量分数为39.1%，5.0-8.0μm的质量分数为8.2%，8.0-10.0μm的质量分数为0.4%；滤袋为玻璃纤维，布袋除尘器室数为6个；施加电压为7-16千伏；过滤风速为2.0m/min-4.0m/min。
（1）过滤风速为2.5 m/min，加电电压为10.5kV时，除尘效率为99.2%，加电电压为15.8kV时，除尘效率为99.9%。
（2）过滤风速为4.0 m/min，加电电压为10.5kV时，除尘效率为99.2%，加电电压为15.8kV时，除尘效率为99.2%。
通过改变过滤风速及加电电压，对本除尘设备入口和出口处分别测量粉尘粒径0-2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-8.0μm、8.0-10.0μm的质量分数，通过前后对比发现本设备的除尘效率可提高到99%以上。

Claims (1)

1.一种含超细颗粒物烟气的净化工艺，其特征在于：该净化工艺所用的净化设备包括气体放电-电凝并装置和静电增强袋式除尘一体化装置两部分组成；所述气体放电-电凝并装置包括气流入口(1)、电晕线(2)、气体放电管(3)、气流出口渐扩管(5)、直流高压电源(6)和接地极(7)；所述静电增强袋式除尘一体化装置包括进风口(8)、电磁阀(9)、气包(10)、脉冲阀(11)、喷吹管(12)、滤袋(13)、喷吹孔(14)、笼骨(15)、灰斗(16)、螺旋卸灰阀(17)、高压电线(19)和接地线(20)；
其净化过程为含尘气流由气流入口(1)进入，直流高压电源(6)与电晕线(2)相连，气体放电管(3)与接地极(7)相连，启动直流高压电源(6)，此时电晕线(2)和气体放电管(3)之间形成电场，并产生大量的电子和等离子体，它们与含尘气流中超细颗粒物碰撞，进行电场荷电和扩散荷电，超细颗粒物通过电凝并作用生成较大粒径的颗粒物，这种较大粒径的颗粒物随着气流继续前进，由气流出口渐扩管(5)进风口(8)，通过采样监测孔(4)对气流中超细颗粒物进行采样监测，直流高压电源(6)与笼骨(15)通过高压电线(19)相连，笼骨(15)通过接地线(20)与接地极(7)相连，以笼骨(15)为骨架在其外表面套上滤袋(13)，滤袋(13)在静电增强袋式除尘一体化装置内部并列对称排布，启动直流高压电源(6)，滤袋(13)表面带电，在1秒以内，形成粉尘初层，去除含尘气流中的粉尘；电磁阀(9)与脉冲阀(11)相连，脉冲阀(11)与气包(10)和喷吹管(12)相连，每一排滤袋的上方都装有一根垂直于滤袋的喷吹管(12)，管上有喷吹孔(14)正对着每条滤袋(13)的中心；当滤袋(13)工作一定时间后，通过检测孔(18)取样检测，通过率超过1％时，设定电磁阀参数定时打开脉冲阀(11)，气包(10)提供的高压气体通过喷吹管(12)喷吹滤袋(13)进行清灰，使得被截留在滤袋(13)表面的粉尘落入灰斗(16)，再由螺旋卸灰阀(17)排出；
其中除尘器入口处粉尘粒径0-2.0μm的质量分数为52.3％，2.0-5.0μm的质量分数为39.1％，5.0-8.0μm的质量分数为8.2％，8.0-10.0μm的质量分数为0.4％；滤袋为玻璃纤维，布袋除尘器室数为6个；施加电压为7-16千伏，过滤风速为2.0m/min-4.0m/min，除尘效率可提高到99％以上。
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