CN103056030B - 湿式振弦双极静电凝并除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿式振弦双极静电凝并除尘器，包括壳体，所述壳体的一端连通有进气管，所述壳体的另一端连通有出气管，所述壳体的底部设有泥浆斗，所述泥浆斗的底部设有排浆口，所述泥浆斗通过溢流管与沉淀槽相连，所述沉淀槽内设有水泵，所述水泵通过循环液管网与雾化喷嘴相连，所述雾化喷嘴设置在壳体内位于进气管的进气通道上，所述壳体内位于雾化喷嘴与出气管之间还依次设置有相配合作用的单层振弦栅和多层振弦栅，所述单层振弦栅和多层振弦栅分别与直流高压电源的两电极相连。本发明具有结构简单、阻力低、耗能小、单位面积烟气处理量大的优点。<!--1-->

Description

湿式振弦双极静电凝并除尘器

技术领域

本发明涉及湿式振弦除尘器，尤其是指一种能高效捕集微细尘粒和水雾的湿式振弦双极静电凝并除尘器。

背景技术

湿式振弦除尘器的研制始于20世纪80年代末，如专利号为88100315.8的中国发明专利公开了一种湿式纤维栅除尘器，该除尘器具有单位处理风量占据的空间小、能耗少，适用的粉尘浓度范围大等特点，但是其防腐性较差，当遇腐蚀性烟气时使用寿命大大降低。90年代，出现采用耐腐金属纤维的湿式振弦除尘器，如专利号为98229977.X的中国发明专利公开了一种湿式振弦栅的除尘系统，虽然该除尘器具有体积小的优点，但由于其对微细粉尘的除尘效率还不够理想，直到目前在我国应用还不是很广泛。

进入21世纪，为了提高对颗粒污染物的净化效率，各种除尘器逐渐向复合型高效除尘器发展，如樊素明和冯淼著的电袋复合除尘器的应用（山西电力，2011，（5）：40-42）、唐复兴著的湿式静电除尘器在煤裂解气除尘中的应用（聚氯乙烯，2012，40(2):34-37）、白敏菂等著的烟道荷电凝并电场对电捕集微细粉尘效率的影响，（中国环境科学，2010，30(6):738-741），这些复合型除尘器在微细粒子控制方面工业化应用较为成熟，但是对环境污染严重的情况，还达不到日益严格的环境标准。

在现有的复合型除尘器中，要达到预期的排放要求，要么存在压力损失大、能耗高的问题，要么存在造价昂贵、运行维护费用高等问题。于是，人们又开始转向将静电与传统湿式振弦除尘器的复合技术研究。如专利号为ZL03259931.5的中国发明专利公开了一种荷电水雾振弦洗涤除尘器，其原理是水雾荷上电以后，通过静电引力使水雾与粉尘结合，达到除尘目的。荷电水雾振弦洗涤除尘器对微粒净化效率虽有所提高，但仍存在如下不足：其一，采取预荷电方式，带电液滴和粉尘与振弦间只有库仑静电引力，而无电场力；其二，液滴为一次性荷电，当液滴与振弦接触后电荷消失，所以经过振弦丝后未被分离的含尘液滴难以再被捕集；其三，全部为同极性带电液滴，其液滴间的排斥作用，削弱了凝并效应。由此可见，其静电增效作用并不明显。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述缺陷和不足，提供一种结构简单、结垢少、自净能力强、对微细粒子捕集效率高、除雾除尘效果好的湿式振弦双极静电凝并除尘器。

为实现上述目的，本发明所设计的湿式振弦双极静电凝并除尘器，包括壳体，所述壳体的一端连通有进气管，所述壳体的另一端连通有出气管，所述壳体的底部设有泥浆斗，所述泥浆斗的底部设有排浆口，所述泥浆斗通过溢流管与沉淀槽相连，所述沉淀槽内设有水泵，所述水泵通过循环液管网与雾化喷嘴相连，所述雾化喷嘴设置在壳体内位于进气管的进气通道上，其特殊之处在于：所述壳体内位于雾化喷嘴与出气管之间还依次设置有相配合作用的单层振弦栅和多层振弦栅，所述单层振弦栅和多层振弦栅分别与直流高压电源的两电极相连。

进一步地，所述相配合作用的单层振弦栅与多层振弦栅之间的布置间距为30~100mm。

进一步地，所述相配合作用的单层振弦栅和多层振弦栅设置有两组或多组。

再进一步地，所述单层振弦栅与直流高压电源的高压极相连，所述多层振弦栅与直流高压电源的接地极相连。

作为优选方案，所述单层振弦栅由金属框架和平行分布在金属框架上的一排不锈钢振弦丝构成；所述多层振弦栅由至少两个单层振弦栅并列组合而成，或者由金属框架和平行分布在金属框架上的至少两排不锈钢振弦丝构成。

进一步地，所述单层振弦栅的金属框架上端吊挂在金属拉杆上，所述单层振弦栅的金属框架下端悬挂有张紧重锤，所述金属拉杆固定安装在壳体上的绝缘子内，所述金属拉杆通过导线与直流高压电源的高压极相连。

更进一步地，所述单层振弦栅的不锈钢振弦丝之间的间距为3~6mm，所述多层振弦栅的不锈钢振弦丝之间的间距小于3mm；所述不锈钢振弦丝的直径等于或小于0.5mm。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和显著效果：

1、本发明采用振弦栅作电极，在气流的作用下振弦栅会产生振动，这种振动作用增加了与微粒碰撞的机会，使微粒黏附于振弦丝上而被捕集。同时由于振弦丝的自振作用，其本身具有很好的自净能力，极大地减少了结垢的可能性。

2、本发明采用振弦栅作为电极，由于不需单独设置预荷电区，大大地简化了结构，整个除尘器的体积大为减小，不仅节约了占用空间，而且使用更加方便。

3、本发明优选单层振弦栅作为高压极、多层振弦栅作为接地极。单层振弦栅会产生电晕放电使粉尘和水雾带电荷，多层振弦栅会产生反电晕放电使其迎风面附近的粉尘和水雾带极性相反的电荷，从而产生双极静电凝并效应，使振弦栅之间的颗粒受到电场力、静电凝并、惯性碰撞和拦截等多重捕集作用，进一步增强了对微细粒子的捕集效果。

4、本发明将电场力、弦振碰撞、纤维过滤和静电凝并等多种机理有机结合为一体，作为是一种多机理复合除尘器，因其流动为直通式，阻流构件只有振弦栅，阻流面积不超过总断面的1/2，所以具有结构简单、阻力低、耗能小、单位面积烟气处理量大的优点。

5、本发明有效解决了湿法除尘或湿法脱硫脱硝中除雾率低下的问题，具有极好的除雾特性，通过除雾达到了很好的除尘目的，可高效收集PM2.5微粒，广泛适用于烟尘净化、脱硫、脱硝、除雾等领域。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是图1的俯视结构示意图。

图3是图1中单层振弦栅的结构示意图。

图4是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的湿式振弦双极静电凝并除尘器作进一步的详细描述：

实施例1

如图1和图2所示的湿式振弦双极静电凝并除尘器，具有一个两端呈棱台形的壳体3，壳体3的一端连通有进气管1，壳体3的另一端连通有出气管9，壳体3的底部设有泥浆斗10，泥浆斗10的底部设有排浆口12。泥浆斗10通过溢流管13与沉淀槽14相连，沉淀槽14内设有水泵15，水泵15通过循环液管网16与雾化喷嘴2相连，雾化喷嘴2设置在壳体3内位于进气管1的进气通道上。壳体3内位于雾化喷嘴2与出气管9之间依次设置有相配合作用的单层振弦栅4和多层振弦栅8。单层振弦栅4与直流高压电源7的高压极相连，多层振弦栅8与直流高压电源7的接地极相连。单层振弦栅4与多层振弦栅8平行布置，它们之间的间距一般控制在30~100mm的范围内，以便在两者之间产生电晕和反电晕。本实施例中，单层振弦栅4与多层振弦栅8平行布置，单层振弦栅4与多层振弦栅8之间的布置间距为50mm。

如图3所示为本实施例中单层振弦栅4的具体结构，它由金属框架17和平行分布在金属框架17上的一排不锈钢振弦丝18构成，不锈钢振弦丝18的直径等于或小于0.5mm。单层振弦栅4的不锈钢振弦丝18之间的间距较稀，为3~6mm，可有效避免电晕线之间的电晕抑制作用。多层振弦栅8由至少两个单层振弦栅4并列组合而成，或者由金属框架17和平行分布在金属框架17上的至少两排不锈钢振弦丝18构成。多层振弦栅8的不锈钢振弦丝18之间的间距较密，通常小于3mm，可有效提高对微细粒子的碰撞、拦截过滤作用，并可防止过高的反电晕现象，起到安全保护的作用。

具体安装时，单层振弦栅4的金属框架17上端吊挂在金属拉杆6上，单层振弦栅4的金属框架17下端悬挂有张紧重锤11，张紧重锤11一方面用于保持不锈钢振弦丝18有一定的张紧度，另一方面可以防止单层振弦栅4在气流作用下产生过大的摆动。金属拉杆6固定安装在壳体3上的绝缘子5内，金属拉杆6通过导线与直流高压电源7的高压极相连。直流高压电源7可以是负高压，也可以是正高压。当直流高压电源7为负高压供电时，单层振弦栅4会产生负电晕放电使粉尘和水雾带负电荷，多层振弦栅8会产生反电晕放电使多层振弦栅8迎风面附近的粉尘和水雾带正电荷，正、负微粒将相互吸引而产生静电凝并。当直流高压电源7为正高压供电时，单层振弦栅4会产生正电晕放电使粉尘和水雾带正电荷，多层振弦栅8会产生反电晕放电使多层振弦栅8迎风面附近的粉尘和水雾带负电荷，同样会形成正、负微粒之间的静电凝并。本实施例中直流高压电源7为负高压。

上述湿式振弦双极静电凝并除尘器的工作原理如下：由于不锈钢振弦丝18较细，在气流的作用下容易产生振动，振动作用增加了其与微粒碰撞的机会，使微粒黏附于不锈钢振弦丝18上而被捕集。同时，由于不锈钢振弦丝18的自振作用，其本身具有很好的自净能力，极大地消减了结垢的可能性。另外，由于在单层振弦栅4和多层振弦栅8之间施加了高压静电场，单层振弦栅4和多层振弦栅8上的不锈钢振弦丝18在直流高电压作用下分别产生电晕放电和反电晕放电，正、负微粒将相互吸引而产生静电凝并，从而进一步增强除尘效率。

上述湿式振弦双极静电凝并除尘器的工作过程如下：当含尘气流由进气管1进入壳体3后，与雾化喷嘴2喷出的水雾混合，部分尘粒被雾滴捕获，在重力作用下沉降到壳体3的底部。悬浮于气流中的粉尘和含尘水雾向单层振弦栅4方向运动，单层振弦栅4上的不锈钢振弦丝18在负高电压作用下产生电晕放电，使雾滴和尘粒同时带负电，带电微粒在气流和电场力的共同作用下向接地的多层振弦栅8方向运动。荷电的雾滴和尘粒在多层振弦栅8的静电作用、拦截和惯性作用下被捕获。同时，由于多层振弦栅8上的不锈钢弦丝18会产生反电晕而释放出正离子使其周围的微粒带正电，在多层振弦栅8之间既有带负电荷的水雾和尘粒，也有带正电荷的水雾和尘粒，正、负微粒将相互吸引而产生静电凝并形成较大的颗粒，在过滤、弦振碰撞、静电凝并的复合捕尘机理作用下，高效捕集污染空气中的微粒。被捕获的含尘雾滴顺着不锈钢振弦丝18流到泥浆斗10中，并通过溢流管13进入沉淀槽14，沉淀后的清水由水泵15通过循环液管网16压入雾化喷嘴2，实现水循环使用。泥浆斗10底部的浓泥浆则定期由排浆口12排出。

实施例2

实施例2与实施例1的主体结构和工作原理基本相同，区别仅在于相配合作用的单层振弦栅4和多层振弦栅8设置有两组，两组单层振弦栅4和多层振弦栅8依次串接布置，其结构如图4所示。实施例2适用于污染气体的浓度很高、仅通过一组单层振弦栅4和多层振弦栅8不能充分除尘净化的情况。这样，污染气体经过第一组单层振弦栅4和多层振弦栅8处理后，未被捕集的超细微粒再经过第二组单层振弦栅4和多层振弦栅8对其进行电场力、静电凝并、振弦栅惯性碰撞和拦截等多机理捕集，使污染空气中的微粒得到二次高效净化。

Claims (6)

1.一种湿式振弦双极静电凝并除尘器，包括壳体(3)，所述壳体(3)的一端连通有进气管(1)，所述壳体(3)的另一端连通有出气管(9)，所述壳体(3)的底部设有泥浆斗(10)，所述泥浆斗(10)的底部设有排浆口(12)，所述泥浆斗(10)通过溢流管(13)与沉淀槽(14)相连，所述沉淀槽(14)内设有水泵(15)，所述水泵(15)通过循环液管网(16)与雾化喷嘴(2)相连，所述雾化喷嘴(2)设置在壳体(3)内位于进气管(1)的进气通道上，其特征在于：所述壳体(3)内位于雾化喷嘴(2)与出气管(9)之间还依次设置有相配合作用的单层振弦栅(4)和多层振弦栅(8)，所述单层振弦栅(4)和多层振弦栅(8)分别与直流高压电源(7)的两电极相连；

所述相配合作用的单层振弦栅(4)与多层振弦栅(8)之间的布置间距为30～100mm；

所述相配合作用的单层振弦栅(4)和多层振弦栅(8)设置有两组或多组。

2.根据权利要求1所述的湿式振弦双极静电凝并除尘器，其特征在于：所述单层振弦栅(4)与直流高压电源(7)的高压极相连，所述多层振弦栅(8)与直流高压电源(7)的接地极相连。

3.根据权利要求1或2所述的湿式振弦双极静电凝并除尘器，其特征在于：所述单层振弦栅(4)由金属框架(17)和平行分布在金属框架(17)上的一排不锈钢振弦丝(18)构成；所述多层振弦栅(8)由至少两个单层振弦栅(4)并列组合而成，或者由金属框架(17)和平行分布在金属框架(17)上的至少两排不锈钢振弦丝(18)构成。

4.根据权利要求3所述的湿式振弦双极静电凝并除尘器，其特征在于：所述单层振弦栅(4)的金属框架(17)上端吊挂在金属拉杆(6)上，所述单层振弦栅(4)的金属框架(17)下端悬挂有张紧重锤(11)，所述金属拉杆(6)固定安装在壳体(3)上的绝缘子(5)内，所述金属拉杆(6)通过导线与直流高压电源(7)的高压极相连。

5.根据权利要求3所述的湿式振弦双极静电凝并除尘器，其特征在于：所述单层振弦栅(4)的不锈钢振弦丝(18)之间的间距为3～6mm，所述多层振弦栅(8)的不锈钢振弦丝(18)之间的间距小于3mm；所述不锈钢振弦丝(18)的直径等于或小于0.5mm。

6.根据权利要求4所述的湿式振弦双极静电凝并除尘器，其特征在于：所述单层振弦栅(4)的不锈钢振弦丝(18)之间的间距为3～6mm，所述多层振弦栅(8)的不锈钢振弦丝(18)之间的间距小于3mm；所述不锈钢振弦丝(18)的直径等于或小于0.5mm。