CN103894290A - 一种卧式静电收尘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式静电收尘器，包括锥形进风筒、锥形出风筒、收尘装置、附壁效应破坏机构和分风机构，附壁效应破坏机构固定设置在锥形进风筒内的进口端，分风机构固定设置在锥形进风筒的出口端，分风机构包括匀风锥体和分风板，分风板固定在匀风锥体的大直径端；收尘装置包括间隔固定在外壳内的阴极排和阳极排，阴极排包括框架、金属网板和芒刺线，芒刺线为多根，均匀固定在框架内，相邻两根芒刺线之间通过金属网板连接。本发明能够解决以下两个问题，其一是能够增大通过电晕场的烟气的表面积，并使烟气以较为均匀的流速通过电晕场；其二是使阳极排与阴极排之间的电场均匀分布，达到提高收尘效果的目的。

Description

一种卧式静电收尘器

技术领域

本发明涉及一种烟气除尘设备，尤其涉及一种卧式高压静电收尘器。

背景技术

静电收尘器是在两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极上，通过高压直流电，形成一个足以使气体电离的电晕场和吸附电子的电场。气体电离后所产生的电子、阴离子和阳离子，吸附在通过电晕场的粉尘上而使粉尘获得电荷。电荷粉尘在电场的作用下向极性相反的电极运动而沉积在电极上，以达到气体和粉尘分离的目的，然后借助于振打装置使粉尘落入下部灰斗，净化后的气体便从烟囱排出。

如中国专利号“200520032511.8”公开了一种高效电收尘器，其公开日为2007年03月14日，其技术方案为所述电收尘器包括机架、设置在机架上的收尘装置、振打装置、电控系统以及罩在机架外的壳体；在壳体的两端分别设置有进风口和出风口，在壳体的底部设置有灰斗；收尘装置包括间隔设置的阳极排和阴极排，阳极排包括框架和竖直等距设置在框架内的金属圆管，阴极排包括框架和以等距间隔竖直设置在同一框架内的放电极与辅助电极；振打装置分别与阳极排和阴极排的框架相连接；电控系统通过导线和控制元件分别与收尘装置和振打装置相连接，其特征在于：所述间隔设置的阳极排和阴极排至少是上、下两层，在每层极排上都分别设置有振打装置。但以该专利文件为代表的现有技术，仍然存在着如下缺陷：

首先，我们经过理论计算和试验论证得出，在电晕场中，如果烟气流速越高，则烟气的电阻越大；如果烟气流速变低，则烟气的电阻变小。如果在整个电晕场中存在流速差距很大的各烟气流速，那么，电晕场中各点的电阻差异就变大。而在同样电压情况下，电阻差异的变大会影响收尘效果。例如在高流速区域，也就是高电阻区域，由于电阻变大，可能使该区域内产生的电晕场封闭，不能产生有效的电晕放电形成有效的电晕场；而在低流速区域，由于电阻变小，在同样的高电压作用下，会产生电火花放电，同样不能形成有效的电晕场。因此在电晕场中，烟气的流速应当越均匀越好，这样才能避免局部电晕场闭塞和局部电晕场产生电火花放电的现象，使阴极排充分放电，保证电晕场强度更好。但在实际使用过程中，由于进风口直接与壳体连接，因此在负压抽风的作用下，从进风口进入静电收尘器的烟气会形成柱状气流，并以高流速穿过电晕场。根据流体力学原理，高速的柱状气流穿过电晕场时，由于速度差的关系，会在高速柱状气流外周形成负压面。此负压面有两个特点，一是使柱状气流的体积减小，二是高速柱状气流受外气压影响，会在高速柱状气流外表面上形成一层紊流层，此紊流层会抽取部分高压气体，使紊流层扩大，形成中压气流层。如果电晕场的长度足够，此中压气流层一方面会融入高速低压的高速柱状气流，另一方面也会抽取高速柱状气流中的低速高压气流。高速气流与低速气体的融合会造成高速气流加大，从而造成穿堂风的形成。但由于高速柱状气流流速快，电晕场长度也不能满足长时间的匀风，特别是负抽风状态下，匀风更是不可能的。因而进风口直接与壳体连接的结构不能有效地均化烟气流速，不仅导致电晕场的强度较差，还降低了收尘效果。

另外，中国专利号“96206527.7”公开了一种高压静电收尘器的进气装置，其公开日为1997年11月19日，主要是通过设置在进气管口与风帽之间的锥台形分流罩来均化烟气。但由于分流罩为空心结构，其出风口与内层收尘室相对应，且出风口位于内层收尘室内，这就使得进入内层收尘室的烟气量远远大于进入外层收尘室的烟气量，导致烟气的均化效果较差。并且，该专利主要适用于同心园式和同心圆扇形式的电收尘器，并不能直接用于卧式高压静电收尘器。

其次，如图1所示，在阴极排中，金属圆管与钢针的组合结构即为芒刺线91，金属圆管与钢针之间由于同性相斥的原理，使得阳极排10与芒刺线91之间形成的有效电场只能是芒刺线91对阳板排10（点对面）的扇形电场14。两两扇形电场之间会出现电场真空，当电荷粉尘穿过电场时，仅仅靠电场间的扇形电场作用于粉尘，粉尘在真空电场段不受电场的作用，细微粉尘容易在气流的作用下穿过电场直接排入大气；同时，当烟气流速较快时，即烟气对较大颗粒的作用力大于扇形电场的较大颗粒粉尘的吸附力时，较大颗粒也容易随烟气进入大气，不仅导致烟气的收尘效果差，还容易污染环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种卧式静电收尘器，本发明能够解决以下两个问题，其一是能够增大通过电晕场的烟气的表面积，并使烟气以较为均匀的流速通过电晕场；其二是使阳极排与阴极排之间的电场均匀分布，达到提高收尘效果的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种卧式静电收尘器，其特征在于：包括机架、外壳、灰斗、锥形进风筒、锥形出风筒、收尘装置、附壁效应破坏机构和分风机构，所述外壳罩设在机架上，所述灰斗固定在外壳下方，所述锥形进风筒和锥形出风筒分别固定在外壳的两端，所述附壁效应破坏机构固定设置在锥形进风筒内的进口端，所述分风机构固定设置在锥形进风筒的出口端，所述分风机构包括匀风锥体和分风板，所述分风板固定在匀风锥体的大直径端，分风板与匀风锥体配合形成至少二个扇形进风通道；所述收尘装置包括间隔固定在外壳内的阴极排和阳极排，所述阴极排包括框架、金属网板和芒刺线，所述芒刺线为多根，均匀固定在框架内，相邻两根芒刺线之间通过金属网板连接。

所述附壁效应破坏机构为与锥形进风筒相适配的锥形筒，所述锥形筒的大口径端固定在锥形进风筒的进口端。

所述分风板的数量为3—8块，且所述分风板均匀地焊接在匀风锥体上。

所述匀风锥体的尖端部与锥形进风筒的进口端中心相对应，所述匀风锥体的大直径端通过分风板固定在外壳的端部，且匀风锥体位于锥形进风筒内。

所述芒刺线上的芒刺与金属网板相垂直。

所述芒刺线与金属网板焊接连接。

所述金属网板中网孔呈矩阵式排列，网孔的孔径为2—5mm，相邻两网孔之间的距离为5—10mm。

所述收尘装置为三套，分别设置在外壳内的两端和中部，所述三套收尘装置中的阴极排上均设置有电源引入线。

所述阴极排还包括阴极承重梁，所述框架通过绝缘瓷子固定在阴极承重梁上，所述阴极承重梁通过绝缘瓷缸固定在外壳内。

采用本发明的优点在于：

一、本发明中，附壁效应破坏机构主要是破坏进风筒壁面对风的附壁效应，使壁面风沿锥形进风筒四周进入收尘器电晕场部分；而匀风锥体是利用附壁效应，风在匀风锥体的四周均匀分布，如果烟气中心未与分风锥体中心线重合，那么在分风锥体四周就会形成不同面积的同流速的烟气流，在整个空间内，分风锥体四周的压力相同，大面积的烟气流受到的压力大于小面积的烟气流受到的压力，大面积烟气流在压力的作用下向小面积方向运动，实现一个动态的平衡，这样匀风锥体的四周风速风量就更均匀。由于分风板与匀风锥体配合形成至少二个扇形进风通道，因此通过扇形进风通道能够将进入电晕场的气流分割成至少二股扇形气流。进入电晕场后，由于各股扇形气流的表面面积比现有技术中柱状气流的表面面积大大增加，高低气压相互作用的时间缩短，相应地缩短了匀风时间，从而使得烟气能够以较为均匀的流速通过电晕场，既保证了电晕场的强度，又提高了收尘效果。而由框架、金属网板和芒刺线组成的阴极排，在保证了电晕场强度的前提下，又能够与阳极排形成均匀的面面形电场，与现有技术中的扇形电场相比，该面面形电场大幅提高了电场对荷电粒子的吸附力，即使烟气高速流动，也能够将细微粉尘和较大颗粒吸附到阳极排上，既能够防止细微粉尘和较大颗粒随烟气排入大气，又提高了收尘效果，还有利于环保。

二、本发明中，所述附壁效应破坏机构为与锥形进风筒相适配的锥形筒，采用锥形筒能够提高烟气附壁效应的破坏效果，同时还具有结构简单，易于安装的优点。

三、本发明中，所述分风板的数量为3—8块，且所述分风板均匀地焊接在匀风锥体上，此结构能够将进入电晕场的烟气分割成3—8股扇形气流，大幅增大了通过电晕场的气流的表面积，能够在较短的时候内均化烟气，从而使烟气能够以较为均匀的流速通过电晕场，保证收尘效果更好。

四、本发明中，所述匀风锥体的尖端部与锥形进风筒的进口端中心相对应，所述匀风锥体的大直径端通过分风板固定在外壳的端部，且匀风锥体位于锥形进风筒内，此结构使得烟气能够沿着匀风锥体较为均匀地进入各个扇形进风通道，进而保证各个扇形进风通道内的扇形气流能够较为均匀地通过电晕场，并且还能够对匀风锥体起固定作用，使其稳定地固定在锥形进风筒内。

五、本发明中，所述芒刺线上的芒刺与金属网板相垂直，此结构使得电晕场的强度更好。

六、本发明中，所述芒刺线与金属网板焊接连接，此结构使得整个阴极排的稳固性更好，能够承受较大风压而不会变形，有利于保证电晕场的稳定性。

七、本发明中，如果网孔的孔径小于2mm，相邻两网孔之间的距离小于5mm，将会加大网板两面的压力差，使网板震动，而如果网孔的孔径大于5mm，相邻两网孔之间的距离大于10mm，又会使电晕场的强度减小。因此，网孔的孔径设置为2—5mm，相邻两网孔之间的距离设置为5—10mm，不仅使得电晕场强度更大，还能够杜绝网板两面出现压力差。

八、本发明中，所述收尘装置为三套，通过三套收尘装置有利于提高收尘效果；所述三套收尘装置中的阴极排上均设置有电源引入线，即三套收尘装置分别独立接入电源线，该结构能够将三套收尘装置的电晕场强度调节成不同，从而保证收尘效果。

九、本发明中，所述阴极排还包括阴极承重梁，所述框架通过绝缘瓷子固定在阴极承重梁上，所述阴极承重梁通过绝缘瓷缸固定在外壳内，此结构不仅使得整个阴极排的安装更方便，还能够消除庞大的漏电流，既能够降低电源负荷，又有利于节约能耗。

附图说明

图1为现有技术中钢针与阳极排形成扇形电场的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明中匀风锥体与分风板的连接结构示意图；

图4为本发明中阴极排的结构示意图；

图5为图4的A—A剖视图；

图6为本发明中阴极排与外壳的连接结构示意图；

图7为本发明中阴极排与阳极排形成面面形电场的结构示意图；

图中标记为：1、机架，2、外壳，3、灰斗，4、锥形进风筒，5、锥形出风筒，6、匀风锥体，7、分风板，8、扇形进风通道，9、阴极排，10、阳极排，11、锥形筒，12、绝缘瓷子，13、绝缘瓷缸，14、电场，15、电源引入线，91、芒刺线，92、金属网板，93、框架，94、阴极承重梁。

具体实施方式

实施例1

一种卧式静电收尘器，包括1、外壳2、灰斗3、锥形进风筒4、锥形出风筒5、收尘装置、附壁效应破坏机构和分风机构，所述外壳2罩设在1上，所述灰斗3固定在外壳2下方，所述锥形进风筒4和锥形出风筒5分别固定在外壳2的两端，所述附壁效应破坏机构为与锥形进风筒4相适配的锥形筒11，所述锥形筒11固定在锥形进风筒4内，且锥形筒11的大口径端固定在锥形进风筒4的进口端。所述分风机构固定设置在锥形进风筒4的出口端，所述分风机构包括匀风锥体6和8块分风板7，所述8块分风板7均匀焊接在匀风锥体6的大直径端，8块分风板7与匀风锥体6配合形成8个扇形进风通道8，8个扇形进风通道8的大小相同，其中分风板7的宽度（即扇形进风通道8的长度）依据实际情况设定。所述匀风锥体6的大直径端通过分风板7固定在外壳2的端部，且匀风锥体6位于锥形进风筒4内，所述匀风锥体6的尖端部与锥形进风筒4的进口端中心相对应。锥形筒11破坏了烟气对锥形进风筒4进口端的附壁效应，并在附壁效应的作用下迫使烟气向匀风锥体6运动。再通过8个扇形进风通道8就能够将烟气分割成8股较为均匀的扇形气流。所述收尘装置包括间隔设置在外壳2内的阴极排9和阳极排10，阳极排10的板面方向与烟气的流动方向相平行，所述阳极排10的上下两端焊接在外壳2内。所述阴极排9包括阴极承重梁94、框架93、金属网板92和芒刺线91，所述芒刺线91为多根，均匀固定在框架93内，相邻两根芒刺线91之间通过金属网板92连接，且芒刺线91与金属网板92焊接连接，所述金属网板92上均匀设置有多个孔径为4mm的网孔，多个网孔呈矩阵式排列，且相邻两网孔之间的距离为7mm。所述框架93通过绝缘瓷子12固定在阴极承重梁94上，所述阴极承重梁94通过绝缘瓷缸13固定在外壳2内。采用上述参数的静电收尘器，能够增大通过电晕场的烟气的表面积，并使烟气以较为均匀的流速通过电晕场；同时还能够使阳极排10与阴极排9之间的电场14均匀分布，使得收尘效果更好。

实施例2

一种卧式静电收尘器，包括1、外壳2、灰斗3、锥形进风筒4、锥形出风筒5、收尘装置、附壁效应破坏机构和分风机构，所述外壳2罩设在1上，所述灰斗3固定在外壳2下方，所述锥形进风筒4和锥形出风筒5分别固定在外壳2的两端，所述附壁效应破坏机构为与锥形进风筒4相适配的锥形筒11，所述锥形筒11固定在锥形进风筒4内，且锥形筒11的大口径端固定在锥形进风筒4的进口端。所述分风机构固定设置在锥形进风筒4的出口端，所述分风机构包括匀风锥体6和3块分风板7，所述3块分风板7均匀焊接在匀风锥体6的大直径端，3块分风板7与匀风锥体6配合形成3个扇形进风通道8，3个扇形进风通道8的大小相同，其中分风板7的宽度（即扇形进风通道8的长度）依据实际情况设定。所述匀风锥体6的大直径端通过分风板7固定在外壳2的端部，且匀风锥体6位于锥形进风筒4内，所述匀风锥体6的尖端部与锥形进风筒4的进口端中心相对应。锥形筒11破坏了烟气对锥形进风筒4进口端的附壁效应，并在附壁效应的作用下迫使烟气向匀风锥体6运动。再通过3个扇形进风通道8就能够将烟气分割成3股较为均匀的扇形气流。所述收尘装置包括间隔设置在外壳2内的阴极排9和阳极排10，阳极排10的板面方向与烟气的流动方向相平行，所述阳极排10的上下两端焊接在外壳2内。所述阴极排9包括阴极承重梁94、框架93、金属网板92和芒刺线91，所述芒刺线91为多根，均匀固定在框架93内，相邻两根芒刺线91之间通过金属网板92连接，且芒刺线91与金属网板92焊接连接，所述金属网板92上均匀设置有多个孔径为2mm的网孔，多个网孔呈矩阵式排列，且相邻两网孔之间的距离为5mm。所述框架93通过绝缘瓷子12固定在阴极承重梁94上，所述阴极承重梁94通过绝缘瓷缸13固定在外壳2内。采用上述参数的静电收尘器，能够增大通过电晕场的烟气的表面积，并使烟气以较为均匀的流速通过电晕场；同时还能够使阳极排10与阴极排9之间的电场14均匀分布，使得收尘效果更好。

本实施例的优选实施方式为，所述芒刺线91上的芒刺与金属网板92相垂直，但并不局限于上述优选实施方式，芒刺线91上的芒刺也可不与金属网板92垂直。

实施例3

一种卧式静电收尘器，包括1、外壳2、灰斗3、锥形进风筒4、锥形出风筒5、收尘装置、附壁效应破坏机构和分风机构，所述外壳2罩设在1上，所述灰斗3固定在外壳2下方，所述锥形进风筒4和锥形出风筒5分别固定在外壳2的两端，所述附壁效应破坏机构为与锥形进风筒4相适配的锥形筒11，所述锥形筒11固定在锥形进风筒4内，且锥形筒11的大口径端固定在锥形进风筒4的进口端。所述分风机构固定设置在锥形进风筒4的出口端，所述分风机构包括匀风锥体6和6块分风板7，所述6块分风板7均匀焊接在匀风锥体6的大直径端，6块分风板7与匀风锥体6配合形成6个扇形进风通道8，6个扇形进风通道8的大小相同，其中分风板7的宽度（即扇形进风通道8的长度）依据实际情况设定。所述匀风锥体6的大直径端通过分风板7固定在外壳2的端部，且匀风锥体6位于锥形进风筒4内，所述匀风锥体6的尖端部与锥形进风筒4的进口端中心相对应。锥形筒11破坏了烟气对锥形进风筒4进口端的附壁效应，并在附壁效应的作用下迫使烟气向匀风锥体6运动。再通过6个扇形进风通道8就能够将烟气分割成6股较为均匀的扇形气流。所述收尘装置包括间隔设置在外壳2内的阴极排9和阳极排10，阳极排10的板面方向与烟气的流动方向相平行，所述阳极排10的上下两端焊接在外壳2内。所述阴极排9包括阴极承重梁94、框架93、金属网板92和芒刺线91，所述芒刺线91为多根，均匀固定在框架93内，相邻两根芒刺线91之间通过金属网板92连接，且芒刺线91与金属网板92焊接连接，所述金属网板92上均匀设置有多个孔径为5mm的网孔，多个网孔呈矩阵式排列，且相邻两网孔之间的距离为10mm。所述框架93通过绝缘瓷子12固定在阴极承重梁94上，所述阴极承重梁94通过绝缘瓷缸13固定在外壳2内。采用上述参数的静电收尘器，能够增大通过电晕场的烟气的表面积，并使烟气以较为均匀的流速通过电晕场；同时还能够使阳极排10与阴极排9之间的电场14均匀分布，使得收尘效果更好。

本实施例的优选实施方式为，所述收尘装置为三套，分别设置在外壳2内的两端和中部，每一套收尘装置中的阴极排9上均连接有一根高压电源引入线15，使得三套收尘装置的供电系统为独立供电系统，方便调节三套收尘装置的电晕场强度，从面保证收尘效果。

本发明中，由于所述锥形进风筒4包括方锥形进风筒4和圆锥形进风筒4，因此，与之相适配的锥形筒11也包括方锥形筒11和圆锥形筒11。当锥形进风筒4为方锥形进风筒4时，所述附壁效应破坏机构为方锥形筒11，方锥形筒11的大口径端与方锥形进风筒4的进口端固定连接，当锥形进风筒4为圆锥形进风筒4时，所述附壁效应破坏机构为圆锥形筒11，圆锥形筒11的大口径端与圆锥形进风筒4的进口端固定连接。

本发明的工作原理为：烟气从锥形进风筒4的进口端进入锥形进风筒4，在锥形筒11的作用下，破坏了烟气对锥形进风筒4内壁的附壁效应，并迫使烟气向匀风锥体6运动。当烟气到达匀风锥体6尖端部时，由于附壁效应，又迫使烟气沿匀风锥体6表面运动。由于多块分风板7均匀固定在匀风锥体6的大直径端，并形成多个大小相同的扇形进风通道8，因此当烟气到达扇形进风通道8时，能够将烟气较为均匀地分割成多股气流，并使多股气流较为均匀地同时通过电晕场。气流在通过电晕场时，被电晕场电离产生电子、阴离子和阳离子，产生的电子、阴离子和阳离子吸附在烟气中的粉尘上而使粉尘获得电荷，电荷粉尘在电场14的作用下向极性相反的电极运动而沉积在电极上，然后借助于振打装置使粉尘落入下部灰斗3，以达到气体和粉尘分离的目的，净化后的气体便从烟囱排出。

Claims (9)

1.一种卧式静电收尘器，其特征在于：包括（1）、外壳（2）、灰斗（3）、锥形进风筒（4）、锥形出风筒（5）、收尘装置、附壁效应破坏机构和分风机构，所述外壳（2）罩设在（1）上，所述灰斗（3）固定在外壳（2）下方，所述锥形进风筒（4）和锥形出风筒（5）分别固定在外壳（2）的两端，所述附壁效应破坏机构固定设置在锥形进风筒（4）内的进口端，所述分风机构固定设置在锥形进风筒（4）的出口端，所述分风机构包括匀风锥体（6）和分风板（7），所述分风板（7）固定在匀风锥体（6）的大直径端，分风板（7）与匀风锥体（6）配合形成至少二个扇形进风通道（8）；所述收尘装置包括间隔固定在外壳（2）内的阴极排（9）和阳极排（10），所述阴极排（9）包括框架（93）、金属网板（92）和芒刺线（91），所述芒刺线（91）为多根，均匀固定在框架（93）内，相邻两根芒刺线（91）之间通过金属网板（92）连接。

2.如权利要求1所述的一种卧式静电收尘器，其特征在于：所述附壁效应破坏机构为与锥形进风筒（4）相适配的锥形筒（11），所述锥形筒（11）的大口径端固定在锥形进风筒（4）的进口端。

3.如权利要求1所述的一种卧式静电收尘器，其特征在于：所述分风板（7）的数量为3—8块，且所述分风板（7）均匀地焊接在匀风锥体（6）上。

4.如权利要求1、2或3所述的一种卧式静电收尘器，其特征在于：所述匀风锥体（6）的尖端部与锥形进风筒（4）的进口端中心相对应，所述匀风锥体（6）的大直径端通过分风板（7）固定在外壳（2）的端部，且匀风锥体（6）位于锥形进风筒（4）内。

5.如权利要求1所述的一种卧式静电收尘器，其特征在于：所述芒刺线（91）上的芒刺与金属网板（92）相垂直。

6.如权利要求1、2、3或5所述的一种卧式静电收尘器，其特征在于：所述芒刺线（91）与金属网板（92）焊接连接。

7.如权利要求1所述的一种卧式静电收尘器，其特征在于：所述金属网板（92）中网孔呈矩阵式排列，网孔的孔径为2—5mm，相邻两网孔之间的距离为5—10mm。

8.如权利要求1、2、3、5或7所述的一种卧式静电收尘器，其特征在于：所述收尘装置为三套，分别设置在外壳（2）内的两端和中部，所述三套收尘装置中的阴极排（9）上均设置有电源引入线（15）。

9.如权利要求1所述的一种卧式静电收尘器，其特征在于：所述阴极排（9）还包括阴极承重梁（94），所述框架（93）通过绝缘瓷子（12）固定在阴极承重梁（94）上，所述阴极承重梁（94）通过绝缘瓷缸（13）固定在外壳（2）内。

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