CN103639043A - 一种多场/力协同作用的微细颗粒物脱除方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多场/力协同作用的微细颗粒物脱除方法，1）将含有微细颗粒的热气流通过气流入口进入壳体中；2）根据温度与流量测量装置测定的数据，通过温度与流量测控装置调节冷流体的进入量；3）冷流体通过等压箱进入可换热的收尘极的隔板内，通过可换热的收尘极与热流体换热，实现余热利用以及调节收尘区域温度场的目的；4）根据微细颗粒物的自身性质，调节高压电源的输出电压以及磁铁串的长度，实现电场、磁场和温度场的协同作用，以有效提高静电除尘器对不同领域微细颗粒脱除的适应性与脱除效率；5）粘附在收尘极表面的颗粒通过连杆刮板清除后落入灰斗，被输灰装置带走，净化后的气流经过烟囱排出。本发明同时还公开了该方法的装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种多场/力协同作用的微细颗粒物脱除方法及装置。
背景技术
目前，冶金、建材、电厂、轻工等行业中，大多采用静电除尘器进行除尘处理。静电除尘器对粒径10μm以上颗粒脱除效率高达99%以上，但对粒径小于10μm的微细颗粒脱除效率较低。微细颗粒(特别是PM2.5以下)通常富集有大量的有毒痕量元素和有机污染物，容易被人体吸入，严重危害人类健康；同时这些微细颗粒也是诱发全球气候变化、烟雾事件和臭氧层破坏等重大环境事件的重要因素。随着《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2004)、《火电厂污染物排放标准》（GB13223-2011）、《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）、《环境空气质量标准》（GB3095-2012）正式发布与实施，我国各个领域对于微细颗粒物的排放控制正式展开。
实际应用中，静电除尘器不但脱除微细颗粒的效率不高，而且应用于冶金、建材、电厂、轻工等不同行业其除尘效率也差别很大。这主要是因为现有的静电除尘器是通过静电力把颗粒物从气流中分离出来进行除尘的，主要利用的是电场这一单一外场力，受静电除尘器自身工作原理的限制以及不同行业中产生的微细颗粒自身特性与静电力难以匹配的影响，静电除尘器不但总体上对微细颗粒的脱除效率较低，而且在不同行业所表现出的微细颗粒脱除效率有较大差异。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种多场/力协同作用的微细颗粒物脱除方法及装置，通过在除尘区域合理设置电场与磁场并合理调节除尘区域内的温度场，把静电力、磁场力、热泳力以及湍流扩散、电磁协同增效等作用应用于微细颗粒的脱除过程，通这些作用/力的组织优化与效果叠加，在充分利用气流余热的同时，实现电场、磁场和温度场的有效协同，能够彻底解决冶金、建材、电厂、轻工等领域中静电除尘器的适用性问题，有效提高静电除尘器在不同行业的微细颗粒脱除效率。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种多场/力协同作用的微细颗粒物脱除方法，包括：
1）将含有微细颗粒的热气流通过气流入口进入除尘器中；
2）由温度与流量测量装置测定入口及出口的数据，根据热量平衡确定冷流体的流量，通过温度与流量测控装置调节冷流体的进入量；
3）冷流体通过等压箱进入可换热的收尘极的隔板内，通过可换热的收尘极与热流体换热，实现余热利用以及调节收尘区域温度场的目的；
4）根据微细颗粒物的自身性质，调节高压电源的输出电压以及磁铁串的长度，实现电场、磁场和温度场的协同作用，以有效提高静电除尘器对不同领域微细颗粒脱除的适应性与脱除效率；
5）粘附在收尘极表面的颗粒通过连杆刮板清除后落入灰斗，被输灰装置带走，净化后的气流经过烟囱排出。
一种多场/力协同作用的微细颗粒物脱除装置，包括壳体，所述壳体的前后端分别设有热气流入口和出口，壳体中由前至后依次设有若干串联的可换热的收尘极板，每个收尘极板对应设有电磁协同增效放电极。
所述收尘极板包括两块平行设置的板，两块板的中间形成夹层，夹层中设有若干与所述板垂直的导流隔板；夹层下端与等压箱连通，上端与联箱连通；等压箱上设有冷流体入口，联箱上设有冷流体出口。冷空气或者水通过等压箱均匀进入夹层，通过导流隔板形成的导流槽自下而上汇集至联箱流出，冷空气或者水与热气流换热，实现余热利用与调温的目的。
所述夹层厚度在10-50mm之间。
所述收尘极板外表面设有带连杆刮板的清除装置，粘附在收尘极表面的颗粒通过连杆刮板清除后落入设置于壳体下方的灰斗，被输灰装置带走。
所述冷流体入口处设有温度与流量测控装置；冷流体出口处设有温度与流量测量装置。
所述电磁协同增效放电极机构包括设置于多个收尘极机构之间的放电极和磁铁串，所述磁铁串安置于放电极的两端，放电极通过导线与壳体外部的高压电源相连。通过在电场附近加一磁场，磁力线与电场线相交，使电晕区的带电粒子迅速增加，进而增加了放电电流，有利于提高除尘效率。
所述磁铁串为圆盘形的永久磁铁。
所述磁铁串与放电极的相接处做成圆弧状，以防止磁铁边缘放电；磁铁串的长度可以根据磁场参数的变化增减。
所述壳体前后端的热气流入口和出口处分别设有温度与流量测量装置，所述热气流出口与风机相连。
本发明中的温度与流量测量与控制装置均是现有技术，在市场上均可购买到，在此不再赘述。
本发明的有益效果是，本发明以传统的静电除尘器为基础，通过改造其收尘极使其具有换热调温的功能、通过电磁协同增效放电极提高带电粒子浓度，最终通过电场、磁场和温度场的协同作用提高静电除尘器对不同领域微细颗粒脱除的适应性与脱除效率。
本发明通过在除尘区域合理设置电场与磁场并合理调节除尘区域内的温度场，把静电力、磁场力、热泳力以及湍流扩散、电磁协同增效放电等作用应用于微细颗粒的脱除过程，通过这些作用/力的合理组织优化与效果叠加，在充分利用气流余热的同时，实现电场、磁场和温度场的有效协同，能够彻底解决冶金、建材、电厂、轻工等领域静电除尘器的适用性问题，有效提高静电除尘器在不同行业的微细颗粒脱除效率，
本发明可针对不同领域微细颗粒的自身特性，通过合理调节换热参数、电场参数与磁场参数，在充分回收气流余热的同时实现电场、磁场和温度场的有效协同，达到最佳脱除效果。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
其中1.第一测温装置；2.可换热收尘极；3.风机；4.灰斗；5.高压电源；6.壳体；7.磁铁串；8.放电极；9.等压箱；10.隔板；11.温度与流量测控装置；12.连杆刮板；13.温度与流量测量装置；14.第二测温装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所述，多场/力协同作用的微细颗粒物脱除方法，包括：
1）将含有微细颗粒的热气流通过气流入口进入壳体6中；
2）根据测温装置1测定的数据，通过温度与流量测控装置11调节冷流体的进入量；
3）冷流体通过等压箱9进入可换热收尘极2的隔板10内，通过可换热收尘极2与热流体换热，实现余热利用以及调节收尘区域温度场的目的；
4）根据微细颗粒物的自身性质，调节高压电源5的输出电压以及磁铁串7的长度，实现电场、磁场和温度场的协同作用，以有效提高静电除尘器对不同领域微细颗粒脱除的适应性与脱除效率；
5）粘附在收尘板2表面的颗粒通过连杆刮板12清除后落入灰斗4，被输灰装置带走，净化后的气流经过烟囱排出。
一种多场/力协同作用的微细颗粒物脱除装置，包括壳体6，所述壳体6的前后端分别设有热气流入口和出口，壳体6中由前至后依次设有若干串联的可换热的收尘极机构，收尘极机构中设有电磁协同增效放电极机构。
收尘极机构包括两块平行设置的板，两块板的中间形成厚度在10-50mm之间的夹层，夹层中设有若干与所述板垂直的导流隔板10；夹层下端与等压箱9连通，上端与联箱连通；等压箱9上设有冷流体入口，联箱上设有冷流体出口。冷空气或者水通过等压箱9均匀进入夹层，通过导流隔板10形成的导流槽自下而上汇集至联箱流出，冷空气或者水与热气流换热，实现余热利用与调温的目的。
收尘极机构外表面设有带连杆刮板12的清除装置，粘附在收尘极表面的颗粒通过连杆刮板12清除后落入设置于壳体6下方的灰斗4，被输灰装置带走。
冷流体入口处设有温度与流量测控装置11；冷流体出口处设有第一测温装置1。
电磁协同增效放电机构包括设置于多个收尘极机构之间的放电极和磁铁串7，所述磁铁串7安置于放电极8的两端，放电极8通过导线与壳体外部的高压电源5相连。通过在电场附近加一磁场，磁力线与电场线相交，使电晕区的带电粒子迅速增加，进而增加了放电电流，有利于提高除尘效率。
磁铁串7为圆盘形的永久磁铁。磁铁串7与放电极的相接处做成圆弧状，以防止磁铁边缘放电；磁铁7串的长度可以根据磁场参数的变化增减。
壳体前后端的热气流入口和出口处分别设有温度与流量测量装置13以及第二测温装置14，所述热气流出口与风机相连。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种多场/力协同作用的微细颗粒物脱除方法，其特征是，包括：
1）将含有微细颗粒的热气流通过气流入口进入壳体中；
2）根据温度与流量测量装置测定的数据，通过温度与流量测控装置调节冷流体的进入量；
3）冷流体通过等压箱进入可换热的收尘极的隔板内，通过可换热的收尘极与热流体换热，实现余热利用以及调节收尘区域温度场的目的；
4）根据微细颗粒物的自身性质，调节高压电源的输出电压以及磁铁串的长度，实现电场、磁场和温度场的协同作用，以有效提高静电除尘器对不同领域微细颗粒脱除的适应性与脱除效率；
5）粘附在收尘极表面的颗粒通过连杆刮板清除后落入灰斗，被输灰装置带走，净化后的气流经过烟囱排出。
2.一种多场/力协同作用的微细颗粒物脱除装置，包括壳体，所述壳体的前后端分别设有热气流入口和出口，其特征是，壳体中由前至后依次设有若干串联的可换热的收尘极机构，收尘极机构中设有电磁协同增效放电机构。
3.如权利要求2所述的装置，其特征是，所述收尘极机构包括两块平行设置的板，两块板的中间形成夹层，夹层中设有若干与所述板垂直的导流隔板；夹层下端与等压箱连通，上端与联箱连通；等压箱上设有冷流体入口，联箱上设有冷流体出口。
4.如权利要求2所述的装置，其特征是，所述夹层厚度在10-50mm之间。
5.如权利要求2或3所述的装置，其特征是，所述收尘极机构外表面设有带连杆刮板的清除装置。
6.如权利要求3所述的装置，其特征是，所述冷流体入口处设有温度与流量测控装置；冷流体出口处设有第一测温装置。
7.如权利要求2所述的装置，其特征是，所述电磁协同增效放电机构包括设置于多个收尘极机构之间的放电极和磁铁串，所述磁铁串安置于放电极的两端，放电极通过导线与壳体外部的高压电源相连。
8.如权利要求7所述的装置，其特征是，所述磁铁串为圆盘形的永久磁铁。
9.如权利要求7所述的装置，其特征是，所述磁铁串与放电极的相接处做成圆弧状，磁铁串的长度能够根据磁场参数的变化增减。
10.如权利要求2所述的装置，其特征是，所述壳体前后端的热气流入口和出口处分别设有温度与流量测量装置以及第二测温装置，所述热气流出口与风机相连。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151216 |