CN104707731B - 一种湿式电除尘器阳极 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种湿式电除尘器阳极，属于环境工程领域。该电除尘器阳极为竹制复合材料。竹制复合材料厚度为0.5‑2.5mm；竹制复合材料为竹篾表层喷镀高导电物质石墨烯后而形成的复合材料。本发明不仅耐腐蚀性强、重量轻、成本低，它的刚性与目前普遍使用的刚性阳极‑‑‑玻璃钢相当；而柔韧性和耐腐蚀性远远超过目前普遍使用的柔性阳极‑‑‑布袋；其使用寿命和玻璃钢不相上下，是布袋阳极的3倍。由于竹制复合材料的弧度以及表层石墨烯的作用，在相同电压情况下，本发明电场强度比普通电场高5倍。该竹制复合材料阳极解决了现有阳极重量太大，基架无法承重，以及阳极易被腐蚀，成本高，能耗大的问题。且使用后的阳极可以资源循环利用。

Description

一种湿式电除尘器阳极

技术领域

本发明涉及环境工程领域，特别是指一种湿式电除尘器阳极。

背景技术

近年来，大气环境污染愈发严重，也越来越引起人们的关注。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成。前两者为气态污染物，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的，空气质量变差。

2015年1月1日起，新环保法和钢铁行业新排放标准正式实施。目前，我国钢铁行业的环保水平与新的环保要求相比，还存在较大的差距。钢铁企业必须真正树立“环保是企业生命线”的观念，加大环保投入，以废气治理为重点实施环保改造，全面提升环保水平，实现绿色转型。

新标准中，烧结机头(球团)颗粒物新排放标准为50mg/m³，特别排放限值为40mg/m³，目前国内的烧结机头(球团)湿法脱硫设施后几乎都没有加装湿式电除尘器，颗粒物排放浓度一般只能达到50～80mg/m³，难以达标。钢铁企业原料系统、烧结机尾、高炉出铁厂、高炉矿槽、转炉二次烟气以及其他产尘点的颗粒物新排放标准限值在10-30mg/m³，但大多数钢铁企业除尘系统的设计排放浓度在30-50mg/m³，如烧结机尾、少数高炉仍采用静电除尘器，部分袋式除尘器未采用覆膜滤料等高效除尘技术，部分除尘系统过滤风速过快，导致排放浓度较高。

绝大多数钢铁企业在发展过程中，随着规模的不断扩张，除尘系统处理能力往往难以满足实际生产需要，或者在初期设计时烟气捕集率就估计不足。导致生产过程中产生的大量烟尘无法全部收集到除尘器净化，部分烟尘从厂房外逸，造成无组织排放，影响企业环保形象。此外，厂区道路料场扬尘，皮带通廊未密闭，转运站未设置除尘系统等都导致钢铁企业大量无组织排放。

由于湿法脱硫的脱硫效率高，目前我国已有500余台烧结(球团)设备采用湿法脱硫工艺，要满足细颗粒物、二噁英等多污染物协同去除的要求，脱硫后必须配套湿式电除尘器。

目前已有的湿式电除尘器有，如中国专利：CN202876595U“一种柔性阳极湿式除尘器”；CN203061287U“一种双向喷水的柔性阳极湿式除尘器”；CN104028383A“一种湿式电除尘器及其使用方法”；CN102872669A“一种带有硬质网格层的柔性阳极湿式除尘器”；CN204074267U“湿式电除尘器阳极单元”。

目前的湿式除尘器有柔性阳极和刚性阳极两种。柔性阳极主要以布袋除尘器为主，布袋除尘器存在容易被电击穿，且含湿性大的灰尘易粘在布袋表面板结的情况。刚性阳极主要以玻璃钢为主，但是玻璃钢价格昂贵，且重量大，易腐蚀。

发明内容

本发明目的是为了解决目前湿式电除尘器阳极重量大、易腐蚀、价格高、容易被击穿，易粘壁等问题，而发明的一种湿式电除尘器阳极。

该湿式电除尘器阳极由一个以上的阳极单元组成，阳极单元为六边蜂窝状结构，六个边为165度圆弧，相邻两段圆弧构成120度角。该阳极单元由竹篾表层涂镀石墨烯而制成的竹制复合材料制成，竹篾厚度为0.5-2.5mm，长度为2-10m，宽度为100-300mm；石墨烯涂镀在竹篾的上下两个表面上，且为单层涂镀，竹篾本身为有弧度的片状。

为能保证除尘效果，且设备的稳定性，需要对竹篾的长度进行控制。竹篾的长度不能太短，竹篾越短需要的阳极单元越多，越增大除尘器系统阻力，增加能耗，且降低其除尘效果，本发明竹篾长度控制在2m以上。经反复试验及计算机模拟发现，竹篾长度不能超过10m，一旦超过10m，阳极的震动频率加大，其稳定性呈指数下降。

竹篾的宽度同样也是保证湿式电除尘器除尘效果及设备稳定性的一大因素。经反复试验及计算机模拟发现，竹篾宽度决定放电电压的大小，宽度太窄，需要的阳极单元会大大增加，本发明选用最小宽度为100mm。竹篾宽度太大，放电电压会增大，各种不安全隐患增多。经反复试验及计算机模拟发现，竹篾宽度超过300mm时，湿式电除尘周围电磁场强度显著增强，突升至300mm时的15倍，考虑操作工人的安全，选用竹篾宽度阈值300mm。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，本发明针对目前湿式除尘器阳极的缺点而采用竹制复合材料柔性阳极，解决了目前柔性阳极易被击穿，积尘效果不好，且容易板结的问题，同时本发明价格便宜，重量轻，易安装，不易腐蚀，可以循环利用。

附图说明

图1为本发明的湿式电除尘器阳极的结构示意图。

其中：1-阳极单元。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的湿式电除尘器阳极重量大、易腐蚀、价格高、容易被击穿，易粘壁等问题，提供一种湿式电除尘器阳极。

如图1所示，为本发明湿式电除尘器阳极的结构示意图。该湿式电除尘器阳极由一个以上的阳极单元1组成，阳极单元1为六边蜂窝状结构，六个边为165度圆弧，相邻两段圆弧构成120度角。经计算机模拟及反复试验发现：六个面有弧度，且保持在165度时，电场的分布最均匀且电压恒定时电场也较没有弧度时增强1.5倍，从而大大提高了除尘效果。流场试验也表明，保持165度时，烟气的压力损失也最小，有效的降低了系统的能耗。且经计算机模拟及反复试验发现带弧度的120度角，烟气在此处的阻力会更小，且在此处不易形成积灰死角，冲洗方便，从而提高除尘效率。

湿式电除尘器阳极竹篾正反两个面都均匀的涂着一层石墨烯，石墨烯的电阻率是已知导电物质中最低的，且电子迁移速度也是最快的，经反复试验发现，涂有单层石墨烯的竹篾比涂有石墨等其他导电物质的电场增强5倍，从而大大降低了放电电压，能耗减小效果非常明显。

该湿式电除尘器阳极将六片165度圆弧板拼接而成的等边体为一个阳极单元1，多个阳极单元1组合成蜂窝状，蜂窝的六个内角均为120度。带有芒刺的阴极线设置在蜂窝状阳极的正中央置，阴极线上的芒刺与阳极板的圆弧部分互相呼应，加大了放电强度，表层的石墨烯更是对电场强度的影响非常大，由于电场强度的加大使得阴阳极间的距离可以较传统的蜂窝状阳极除尘器的阴阳极间距加大5倍，从而大大提高了除尘效果。在湿式电除尘器中气体被电离后，烟气中的尘粒大多数在竹制复合材料阳极上沉积。当阳极板上的灰尘集聚到一定厚度时，积尘效果下降，此时开始做冲洗处理，传统的湿式电除尘器冲洗过程中由于有冲洗盲区，容易造成死角，长时间运行后，大量的泥垢会在很大程度上影响除尘效果。本发明阳极板间夹角均为圆弧角，不容易有灰尘及泥垢积累。本发明湿式电除尘器阳极采用竹制复合材料，耐腐蚀能力强，重量轻，因此阳极整体重量相对较轻，不仅降低了阳极支架的承重，而且竹制复合材料可以重复利用，节约了成本。湿法脱硫后的含湿含尘烟气在除尘器阳极间的通道中流动，通道中由于高压作用，会发生气体电离，产生大量的自由电子、正负离子，烟气中的尘粒在通道电场中被这些电子及正负离子碰撞从而带电，随后带电的尘粒在电场作用下向异极电极移动，从而实现烟气中的尘粒与气体分离，达到净化气体的目的。本发明阳极安装简单，一旦某个阳极板有损坏，更换方便。并且本发明阳极板由于有天然弧度，比表面积大，强度高，在保证除尘效果的前提下，本发明湿式除尘器阳极的抗腐蚀能力、抗烟气冲击能力等都要优于传统的除尘器阳极。

具体实施过程中，以7个阳极单元1构成湿式电除尘器阳极为例，竹制复合材料厚度为1mm，长度为5m，宽度为150mm，每片竹篾的弧度为165度，竹篾间的夹角为120度，竹篾上下表面涂镀单层石墨烯。阴极线位于每个阳极单元的正中央自上而下，长度为5m。本实施例选用的电压为3.5万伏，入口烟气达到饱和湿度，含尘量为70mg/Nm³，温度为60℃。烟气在阳极通道内向阳极板方向的流速为150mm/s，因此含尘烟气经过3.5s就完成了尘粒在极板上的吸附，干净的烟气从除尘器底部排出，排出后的烟气含尘量为3mg/Nm³，经过24小时，排出后烟气含尘量达到30mg/Nm³。启动冲洗装置，冲洗10分钟，冲洗过程中电压降至1.5万伏，入口烟气条件不变的情况下，在冲洗过程中出口烟气含尘量可达到35mg/Nm³。

从以上实施例可知，本发明湿式除尘器除尘效率高，能耗小，不易腐蚀，造价低，在满足除尘率的同时，最大程度上减轻了除尘器支架承重负担。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种湿式电除尘器阳极，其特征在于：由一个以上的阳极单元(1)组成，阳极单元(1)为六边蜂窝状结构，六个边为165度圆弧，相邻两段圆弧构成120度角；所述阳极单元(1)由竹篾表层涂镀石墨烯而制成的竹制复合材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种湿式电除尘器阳极，其特征在于：所述构成阳极单元(1)的竹篾厚度为0.5-2.5mm，长度为2-10m，宽度为100-300mm；石墨烯涂镀在竹篾的上下两个表面上，且为单层涂镀。

3.根据权利要求1所述的一种湿式电除尘器阳极，其特征在于：所述阳极单元(1)的竹篾为本身有弧度的片状。