CN103047669A - 一种烟道内嵌式声电联合聚凝器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟道内嵌式声电联合聚凝器。目前还没有可以达到声凝并效果的声电联合聚凝器。本发明的特点是：包括正高压电源、负高压电源、数排正放电极线组、数排负放电极线组、数排接地极线组和设置有金属顶盖和金属底板的金属模块，金属顶盖和金属底板之间形成一个烟气通道；每排正放电极线组包括若干根正放电极线，每排负放电极线组包括若干根负放电极线，每排接地极线组包括若干根接地极线，相邻一排正放电极线组和一排负放电极线组之间设有一排接地极线组，相邻一排正放电极线组和一排接地极线组之间形成正放电通道，相邻一排负放电极线组和一排接地极线组之间形成负放电通道。本发明占用空间小，可以达到声凝并效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种声电联合聚凝器，尤其是涉及一种烟道内嵌式声电联合聚凝器，用于对烟道内的含尘烟气中的粉尘进行荷电，以形成荷电粉尘颗粒，并使荷电粉尘颗粒凝聚在一起形成大颗粒，主要用于处理燃煤火电厂烟道中的含尘烟气。
背景技术
电除尘器是燃煤火电厂中常用的除尘设备，虽然电除尘器能去除大部分粉尘，但对PM10和PM2.5的去除率很低，主要原因是颗粒太小，不易荷电，而且电除尘器振打清灰容易引起二次扬尘，从而造成二次污染。对此，国内外学者进行了大量研究，对电除尘器进行了一定改进，然而应用于工业的很少，已产生工业应用实例的也在应用过程中出现了诸多问题。
在已有的研究成果中，烟道凝聚装置的成效尤为显著，并公布了多项研究成果，但现有的烟道凝聚器无一例外都采用的静电凝聚器，属于电除尘器电场延伸，通过异极高压放电，使亚微米级颗粒荷电，然后在凝聚器尾部设置扰流区，使荷电亚微粒级颗粒在静电力作用下相互碰撞凝聚，形成大颗粒，然后进入电除尘器，被收尘极捕集去除。但是，现有的静电凝聚器的安装要求高，需要电除尘器入口直烟道长度达5m以上，在国内很多电厂都达不到这个要求，实用性较差，此外，现有的粉尘凝聚的效果也不是很理想，使用过程中还存在很多问题。
公开日为2011年11月30日，公开号为CN202054687U的中国专利中，公开了一种超声波聚凝设备，该超声波聚凝设备包括依次连接的压力溶气罐、溶气混合槽、裂解反应器、过滤器以及与上述各装置连接的PLC控制系统；压力溶气罐中设有反应电极；裂解反应器连接有超声波聚焦换能器。反应电极产生大量的阴阳离子，污水介质打破原先的平衡状态；污水进入溶气混合槽，污水中带电杂质进行聚凝。污水进入裂解反应器，反应器发出大功率的高频振荡波，形成细小气泡，杂质吸附于小气泡上，迅速沉降。污水进入过滤器，加速了污水杂质的沉降，从而达到絮凝的作用。该超声波聚凝设备适用于处理污水，不适用于处理烟气。
综上所述，目前还没有一种结构简单，设计合理，占用空间小，颗粒在凝聚器内的停留时间长，可以达到声凝并效果的声电联合聚凝器。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，占用空间小，颗粒在凝聚器内的停留时间长，可以达到声凝并效果的烟道内嵌式声电联合聚凝器。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该烟道内嵌式声电联合聚凝器的结构特点在于：包括正高压电源、负高压电源、数排正放电极线组、数排负放电极线组、数排接地极线组和设置有金属顶盖和金属底板的金属模块，所述金属模块安装在烟道中，所述金属顶盖和金属底板之间形成一个烟气通道，该烟气通道的方向和烟道中的烟气流动方向相同；每排正放电极线组包括若干根正放电极线，每根正放电极线的上端和下端均通过绝缘子分别固定在金属顶盖和金属底板上，该每根正放电极线均和正高压电源电连接，每排正放电极线组中的若干根正放电极线的排列方向和烟道中的烟气流动方向相同；每排负放电极线组包括若干根负放电极线，每根负放电极线的上端和下端均通过绝缘子分别固定在金属顶盖和金属底板上，该每根负放电极线均和负高压电源电连接，每排负放电极线组中的若干根负放电极线的排列方向和烟道中的烟气流动方向相同；每排接地极线组包括若干根接地极线，每根接地极线的上端和下端分别固定在金属顶盖和金属底板上，每根接地极线均通过金属顶盖和烟道外壳连接，每排接地极线组中的若干根接地极线的排列方向和烟道中的烟气流动方向相同；相邻的一排正放电极线组和一排负放电极线组之间设置有一排接地极线组，相邻的一排正放电极线组和一排接地极线组之间形成一个正放电通道，相邻的一排负放电极线组和一排接地极线组之间形成一个负放电通道，所述烟气通道、正放电通道和负放电通道的方向相同；所述声波发生装置安装在金属模块的两侧，该声波发生装置包括管路系统，连接在管路系统上的数个声波发生器，以及，安装在相对应的声波发生器上数个声波导管；所述声波导管与烟道中的烟气流动方向垂直。
作为优选，本发明每排正放电极线组中的若干根正放电极线之间相互平行。
作为优选，本发明每排负放电极线组中的若干根负放电极线之间相互平行。
作为优选，本发明每排接地极线组中的若干根接地极线之间相互平行。
作为优选，本发明所述金属顶盖和金属底板之间平行，正放电极线和金属顶盖垂直。
作为优选，本发明所述金属顶盖和金属底板之间平行，负放电极线和金属顶盖垂直。
作为优选，本发明所述金属顶盖和金属底板之间平行，接地极线和金属顶盖垂直。
作为优选，本发明所述正高压电源为节能正高压电源。
作为优选，本发明所述负高压电源为节能负高压电源。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、结构简单，设计合理，性能可靠；2、正放电通道和负放电通道之间可以相通，有利于颗粒碰撞凝聚；3、利用声波发生装置中的声波发生器的低频率声波，可以起到声凝并的效果，在烟气流动垂直方向上进行声波扰动，能延长颗粒在凝聚器内的停留时间，使颗粒物在凝聚器内充分碰撞、荷电；4、利用声波发生装置中的声波发生器的高频率声波，可以清除正放电极线、负放电极线和接地极线上的积灰，方便高效；5、将正放电极线、负放电极线和接地极线的两端固定，可以有效防止出现烟气流速过大或声波原因造成极线震动而导致极线短路的情况；6、由于声场的作用，能延长颗粒在凝聚器内的停留时间，从而有效缩短凝聚器的总长度，降低了凝聚器的应用条件，扩大了适用面；7、声波发生器的气源可以采用压缩空气或过热蒸汽，廉价易得，来源广泛；8、模块化装置，可以采用内嵌式安装的方式，能有效提高设备的拆装效率；9、正放电极线和负放电极线都可以采用断面形状不规则的金属极线，占用空间小，能够有效解决凝聚器阻力的问题。
附图说明
图1是本发明实施例中的烟道内嵌式声电联合聚凝器安装在烟道中的俯视结构示意图。
图2是图1中左侧的放大结构示意图。
图3是本发明实施例中烟道内嵌式声电联合聚凝器去掉声波发生器和管路系统后的立体结构示意图。
图4是本发明实施例中烟道内嵌式声电联合聚凝器去掉正放电极线组、负放电极线组3和接地极线组后的另一视角的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图4，本实施例中的烟道内嵌式声电联合聚凝器包括正高压电源11、负高压电源12、数排正放电极线组2、数排负放电极线组3、数排接地极线组4和设置有金属顶盖9和金属底板10的金属模块1。
本实施例中的金属模块1安装在烟道25中，金属顶盖9和金属底板10之间平行，在金属顶盖9和金属底板10之间形成一个烟气通道24，该烟气通道24的方向和烟道25中的烟气流动方向相同。如附图所示，本实施例中的烟气流动方向采用方向x来表示。
本实施例中的每排正放电极线组2包括若干根正放电极线21，每根正放电极线21的上端和下端均通过绝缘子分别固定在金属顶盖9和金属底板10上，即正放电极线21的上端通过绝缘子悬挂在金属顶盖9上，正放电极线21的下端通过绝缘子固定在金属底板10上，该每根正放电极线21均和正高压电源11电连接。每排正放电极线组2中的若干根正放电极线21之间相互平行，且正放电极线21和金属顶盖9垂直，每排正放电极线组2中的若干根正放电极线21的排列方向和烟道25中的烟气流动方向相同。
本实施例中的每排负放电极线组3包括若干根负放电极线31，每根负放电极线31的上端和下端均通过绝缘子分别固定在金属顶盖9和金属底板10上，即负放电极线31的上端通过绝缘子悬挂在金属顶盖9上，负放电极线31的下端通过绝缘子固定在金属底板10上，该每根负放电极线31均和负高压电源12电连接。每排负放电极线组3中的若干根负放电极线31之间相互平行，且负放电极线31和金属顶盖9垂直，每排负放电极线组3中的若干根负放电极线31的排列方向和烟道25中的烟气流动方向相同。
本实施例中的每排接地极线组4包括若干根接地极线41，每根接地极线41的上端和下端分别固定在金属顶盖9和金属底板10上，即接地极线41的上端通过固定在金属顶盖9上，接地极线41的下端固定在金属底板10上，每根接地极线41均通过金属顶盖9和烟道外壳13连接。每排接地极线组4中的若干根接地极线41之间相互平行，且接地极线41和金属顶盖9垂直，每排接地极线组4中的若干根接地极线41的排列方向和烟道25中的烟气流动方向相同。
本实施例中的相邻的一排正放电极线组2和一排负放电极线组3之间设置有一排接地极线组4，即正放电极线组2、负放电极线组3和接地极线组4是交错布置的，如可以采用“-正放电极线组2-接地极线组4-负放电极线组3-接地极线组4-正放电极线组2-”的布置方式，或“-负放电极线组3-接地极线组4-正放电极线组2-接地极线组4-负放电极线组3-”的布置方式。
本实施例中相邻的一排正放电极线组2和一排接地极线组4之间形成一个正放电通道22，相邻的一排负放电极线组3和一排接地极线组4之间形成一个负放电通道23，烟气通道24、正放电通道22和负放电通道23的方向相同，即烟气通道24的方向、正放电通道22的方向和负放电通道23的方向均与烟道25中的烟气流动方向相同。
本实施例中的声波发生装置安装在金属模块1的两侧，该声波发生装置包括管路系统6，连接在管路系统6上的数个声波发生器5，以及，安装在相对应的声波发生器5上数个声波导管7。声波导管7与烟道25中的烟气流动方向垂直，即声波的发生方向垂直于烟气流动方向。
本发明使用模块化结构，笼式结构，通常采用内嵌式安装方式安装到烟道25中，故在本发明的名称中冠以“内嵌式”三字。声波发生器5产生的声波频率可调，声波发生器5的低频率声波用于粉尘声凝并，声波横向扰动气流可以延长粉尘在电场中的停留时间，同时促进粉尘碰撞凝并，凝并中和后的大颗粒粉尘还可以在电场中继续荷电；声波发生器5的高频率声波用于清除正负放电极线和接地极线的积灰。声波发生器5布置在金属模块1的两侧，垂直于烟气流动方向，气源经管路系统6输送至声波发生器5，声波导管7将产生的声波发散出去，达到声凝并和去除积灰的目的。
本发明中的声波发生器5的气源可以为压缩空气和/或过热蒸汽，烟道内嵌式声电联合聚凝器的总长度可以不大于4m。本实施例中的正高压电源11可以为节能正高压电源，负高压电源12可以为节能负高压电源。
本实施例中的烟道内嵌式声电联合聚凝器主要用于处理燃煤火电厂烟道中的含尘烟气，可以采用内嵌式安装方式安装到烟道25中，工作时，正放电极线组2和负放电极线组3分别接正高压电源11输出的正高压和负高压电源12输出的负高压，接地极线组4接通过金属顶盖9接烟道外壳13，所有极线的一端通过绝缘子悬挂在金属顶盖9上，另一端通过绝缘子固定在金属底板10上。接通电源后，整个金属模块1内形成多个放电通道，由于各极线之间存在有效间距，所有各放电通道沿烟气方向并联，烟道横截面方向也可以相通。正放电极线组2和接地极线组4之间形成正放电通道22，可以使通过正放电通道22的粉尘颗粒携带正电荷，负放电极线组3和接地极线组4之间形成负放电通道23，通过负放电通道23的粉尘颗粒携带负电荷，当含粉尘颗粒的气体分别进入两个放电通道时，会携带上正电荷或者负电荷。声波发生器5布置在金属模块1的两侧，产生的声波垂直于烟气流动方向传播，使烟气进行剧烈的扰动。正放电通道22和负放电通道23中的荷电粉尘颗粒在声波的作用下发生横向位移，然后各荷电颗粒之间发生激烈的碰撞，并凝聚在一起形成大颗粒。有些荷电颗粒碰撞后形成中性大颗粒会在电场中继续荷电，继续碰撞凝聚，形成大粒径荷电颗粒随烟气进入电除尘器30。正放电极线21和负放电极线31可以采用断面形状不规则的金属极线，正放电通道22的电场和负放电通道23的电场均为非恒定电场。
本实施例中的烟道内嵌式声电联合聚凝器的结构简单，设计合理，占用空间小，颗粒在凝聚器内的停留时间长，可以达到声凝并效果，有利于除尘，能够有效提高除尘效率，有利于环保。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种烟道内嵌式声电联合聚凝器，其特征在于：包括正高压电源、负高压电源、数排正放电极线组、数排负放电极线组、数排接地极线组和设置有金属顶盖和金属底板的金属模块，所述金属模块安装在烟道中，所述金属顶盖和金属底板之间形成一个烟气通道，该烟气通道的方向和烟道中的烟气流动方向相同；每排正放电极线组包括若干根正放电极线，每根正放电极线的上端和下端均通过绝缘子分别固定在金属顶盖和金属底板上，该每根正放电极线均和正高压电源电连接，每排正放电极线组中的若干根正放电极线的排列方向和烟道中的烟气流动方向相同；每排负放电极线组包括若干根负放电极线，每根负放电极线的上端和下端均通过绝缘子分别固定在金属顶盖和金属底板上，该每根负放电极线均和负高压电源电连接，每排负放电极线组中的若干根负放电极线的排列方向和烟道中的烟气流动方向相同；每排接地极线组包括若干根接地极线，每根接地极线的上端和下端分别固定在金属顶盖和金属底板上，每根接地极线均通过金属顶盖和烟道外壳连接，每排接地极线组中的若干根接地极线的排列方向和烟道中的烟气流动方向相同；相邻的一排正放电极线组和一排负放电极线组之间设置有一排接地极线组，相邻的一排正放电极线组和一排接地极线组之间形成一个正放电通道，相邻的一排负放电极线组和一排接地极线组之间形成一个负放电通道，所述烟气通道、正放电通道和负放电通道的方向相同；所述声波发生装置安装在金属模块的两侧，该声波发生装置包括管路系统，连接在管路系统上的数个声波发生器，以及，安装在相对应的声波发生器上数个声波导管；所述声波导管与烟道中的烟气流动方向垂直。
2.根据权利要求1所述的烟道内嵌式声电联合聚凝器，其特征在于：每排正放电极线组中的若干根正放电极线之间相互平行。
3.根据权利要求1所述的烟道内嵌式声电联合聚凝器，其特征在于：每排负放电极线组中的若干根负放电极线之间相互平行。
4.根据权利要求1所述的烟道内嵌式声电联合聚凝器，其特征在于：每排接地极线组中的若干根接地极线之间相互平行。
5.根据权利要求1所述的烟道内嵌式声电联合聚凝器，其特征在于：所述金属顶盖和金属底板之间平行，正放电极线和金属顶盖垂直。
6.根据权利要求1所述的烟道内嵌式声电联合聚凝器，其特征在于：所述金属顶盖和金属底板之间平行，负放电极线和金属顶盖垂直。
7.根据权利要求1所述的烟道内嵌式声电联合聚凝器，其特征在于：所述金属顶盖和金属底板之间平行，接地极线和金属顶盖垂直。
8.根据权利要求1所述的烟道内嵌式声电联合聚凝器，其特征在于：所述正高压电源为节能正高压电源。
9.根据权利要求1所述的烟道内嵌式声电联合聚凝器，其特征在于：所述负高压电源为节能负高压电源。
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