CN104841559B - 箱式错位多孔除尘极板及使用箱式错位多孔除尘极板的静电除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种箱式错位多孔除尘极板及使用箱式错位多孔除尘极板的静电除尘器。其中箱式错位多孔除尘极板是由两个板型基本相同且板面上开有多个通孔的孔板以板面相对的方式直立设置，构成前、后两个收尘电极板，两个所述收尘电极板上的通孔在投影面上互不重叠；在两个所述收尘电极板的上沿之间封接有顶部挡板，在两个所述收尘电极板的两个对应侧边之间分别封接有侧板；整体构成一个内部为静压区且引风气流不能进入箱体内的箱式除尘极板。本发明箱式错位多孔除尘极板主要是改善了离子风对收尘效果的负面影响，将其配装到静电除尘器中，可明显提高静电除尘器的除尘效率，并且还可保持除尘通道阻力小、耗能低的特点。

Description

箱式错位多孔除尘极板及使用箱式错位多孔除尘极板的静电 除尘器

技术领域

本发明涉及一种静电除尘器，具体地说是一种箱式错位多孔除尘极板及使用箱式错位多孔除尘极板的静电除尘器。

背景技术

大气颗粒物污染是影响空气质量的一个重要因素，治理大气颗粒物污染的设备是除尘器。根据不同的除尘原理，除尘器包括以下几种基本的除尘方式：重力沉降室、旋风除尘器、惯性除尘器、文丘里除尘器、水除尘器、袋式除尘器、静电除尘器。前四种除尘器，由于除尘效率较低，一般作为前级除尘预处理设备；后三种除尘器为高效除尘器，除尘效率可以达到99%以上。但是它们的除尘原理差别较大，对粉尘材质、粒径的适应范围也不尽相同。

1、水除尘器的除尘效率最高，理论上可以达到100%。但是对于亲水性易板结的粉尘（例如水泥）是不适用的，而且在除尘过程中容易造成二次水污染。

2、袋式除尘器对粉尘性质的要求不高，理论上各类粉尘均可使用袋式除尘器治理。但是，由于工作原理是通过阻挡携尘气流通过而收集粉尘。因此，它的空气阻力较大，动力消耗较高，运行成本高，并且在反吹清灰过程中，会降低除尘器的效率，因此，其除尘效率不稳定。

3、静电除尘器是利用荷电粉尘在电场中的运动来清除空气中粉尘，因此，其空气阻力小，能耗低，但是由于不同粒径的粉尘荷电方式不同，荷电量不同，在电场中的受力情况也不同，因此，其对微细粉尘（PM2.5以下）的清除效率不高。

目前，影响静电除尘器收集超微细粉尘效率的原因之一是收尘极板上收集的粉尘容易造成二次扬尘。在静电除尘中，荷电粉尘受到重力、引风力、电场力和离子风力的影响。针对于超细粉尘重力影响可以忽略。电场力的作用是将荷电粉尘输送到收尘极板，因此电场力有利于粉尘的收集。引风力是将污染空气输送到除尘电场中，在卧式除尘器中，引风力形成的气流方向会造成对收尘极板的冲刷，因此造成已收集到的粉尘重新进入除尘电场，从而加大除尘负担。离子风力是在电场放电过程中形成的，离子风力的大小和流体运动状态以及放电强度相关，根据我们的研究，离子风力与电场电压的关系为：

从公式可以看出，离子风速与电晕放电起始电压和外施电压呈指数关系，外施电压越大，离子风速越高。根据静电除尘器工作状态分析，电场力、引风力、离子风力是粉尘颗粒所受到的三种作用力，而且，根据实验可知，引风力的范围在0.8～1.2m/s之间，离子风力在整个放电区间是一个变化值，在收尘极板附近形成的离子风最大值在1.2～1.4m/s范围，其作用方向垂直于收尘极板，但当离子风到达收尘极板后，由于收尘极板的阻挡作用，离子风在收尘极板附近会形成湍流，使其改变方向沿收尘极板平行于板面向外，并且在靠近收尘极板区域又以回旋形式返回电场，形成如图1所示的双螺旋结构。电压越大，双螺旋结构越明显。

在除尘器的工作电压（50～60kv）下，引风力和离子风力的大小基本相同，在收尘电极板处均形成平行于极板的作用力，对已经收集到的粉尘极易形成冲刷，使微细粉尘再次回流到电场（对于的颗粒，离子风力是电场力的10～100倍，所以荷电粉尘主要受离子风气流的影响），从而加重除尘器负担，降低除尘器的除尘效率。

为改善静电除尘器对超微细粉尘收集效率较低的现状，根据粉尘颗粒在电场中的受力分析可知，改变现有除尘极板结构是解决问题的一个关键。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种箱式错位多孔除尘极板，以解决离子风对收尘极板上已收集的粉尘形成冲刷使除尘效率降低的问题。

本发明的目的之二就是提供一种使用箱式错位多孔除尘极板的静电除尘器，以提高除尘装置对微细粉尘的除尘效率。

本发明的目的之一是这样实现的：

一种箱式错位多孔除尘极板，由两个板型基本相同且板面上开有多个通孔的孔板以板面相对的方式直立设置，构成前、后两个收尘电极板，两个所述收尘电极板上的通孔在投影面上互不重叠；在两个所述收尘电极板的上沿之间封接有顶部挡板，在两个所述收尘电极板的两个对应侧边之间分别封接有侧板；整体构成一个内部为静压区且侧壁封闭的箱式除尘极板。

两个所述收尘电极板的间距为6～13cm，两个所述收尘电极板的板面大小相同且板面上的开孔数量相同，开孔的孔径为4～8cm；每个所述收尘电极板上的开孔面积之和为所在收尘电极板板面面积的30～40%。

所述收尘电极板板面上的开孔形状可以是圆形、椭圆形或正多边形。

在所述箱式除尘极板的底部设置有锥口状的集尘漏斗。

现有静电除尘器中的收尘电极板多为平板型或是变形平板型，根据粉尘颗粒在除尘电场中的受力分析可知，在平板型的收尘极板上收集到的粉尘颗粒，不可避免地要受到引风力和离子风力的冲刷(图1)。超微细粉尘在收尘电极板上的附着力小，因此很容易被引风力和离子风力冲刷下来，脱离收尘电极板的束缚。随着电场电压的增大，离子风力也成指数增大，因此，增大电场电压只能提高较大颗粒（>30um）的收尘效果，但是会降低微细粉尘（如PM2.5、PM10）的收集效果。在除尘器的振打过程中，收集到的粉尘会沿着收尘电极板下落，此时，收尘电极板对粉尘的束缚力降低，离子风力、引风力的作用也会造成部分粉尘形成二次扬尘，对于低比电阻粉尘，二次扬尘的效果更加明显。

本发明箱式错位多孔除尘极板主要是改善了离子风对收尘效果的负面影响，根据粉尘颗粒在除尘电场中的受力分析可知，进入电场中的粉尘颗粒荷电以后，在电场力和离子风力的作用下，向收尘电极板运动，当颗粒到达收尘电极板之后，部分粉尘颗粒在前方的第一收尘电极板上沉积，部分粉尘颗粒通过前方的第一收尘电极板上的通孔进入箱式除尘极板内，但却被后方的第二收尘电极板阻挡，从而沉积于第二收尘电极板上。由于箱式除尘极板的内部是一个静压区，引风气流不能进入箱式除尘极板的内部，离子风气流还可以限制粉尘颗粒通过板面上的通孔溢出。在静电除尘器的振打过程中，在离子风的作用之下，部分脱离第二收尘电极板束缚的粉尘颗粒还可以被推入箱式除尘极板的内部。箱式除尘极板内的粉尘颗粒在静压环境内会沿极板的板面下落到箱体底部，在这个过程中不会形成二次扬尘。

将本发明箱式错位多孔除尘极板配装到现有静电除尘器中，可明显提高静电除尘器的除尘效率，并且还可保持除尘通道阻力小、耗能低的特点。

本发明的目的之二是这样实现的：

一种使用箱式错位多孔除尘极板的静电除尘器，由多个箱式除尘极板按照板面相对的方式排成一列，两相邻箱式除尘极板之间保持至少20cm的间距，在两相邻箱式除尘极板之间固定一排与极板板面平行的电晕线，所述电晕线采用多股不锈钢绞线制成，所述电晕线的线径为0.1～0.2cm，两相邻所述电晕线的间距为15～20cm；

其中，所述箱式除尘极板的结构是：由两个板型基本相同且板面上开有多个通孔的孔板以板面相对的方式直立设置，构成前、后两个收尘电极板，两个所述收尘电极板上的通孔在投影面上互不重叠；在两个所述收尘电极板的上沿之间封接有顶部挡板，在两个所述收尘电极板的两个对应侧边之间分别封接有侧板；整体构成一个内部为静压区且引风气流不能进入箱体内的箱式除尘极板；在所述箱式除尘极板的底部设置有锥口状的集尘漏斗。

两个所述收尘电极板的间距为6～13cm，两个所述收尘电极板的板面大小相同且板面上的通孔数量相同，通孔的孔径为4～8cm；每个所述收尘电极板上的通孔面积之和为所在收尘电极板板面面积的30～40%。

在所述箱式除尘极板上安装有喷淋清灰装置。加装喷淋清灰装置后，该除尘极板就可将静电除尘与水除尘有机结合起来，这样就可最大限度地提高静电除尘器针对非亲水性粉尘颗粒的除尘效率。

本发明静电除尘器有如下优点：

1、利用了静电除尘器的基本原理，除尘阻力小，耗能低。

2、消除了离子风对超微细粉尘收集效率的负面影响，根据离子风的作用方向设计的箱式错位多孔除尘极板，使离子风的作用力有利于超微细粉尘进入箱体内，从而提高了除尘效率。

3、本发明可以拓展静电除尘器的应用范围，对于低比电阻粉尘颗粒，由于消除了离子风的冲刷所用，除尘效率也就得以进一步提高。对于高比电阻粉尘颗粒，由于粉尘颗粒进入到了箱式除尘极板的内部，可以消除反电晕现象。由此拓宽了静电除尘器对粉尘比电阻的适用范围。

4、本发明箱式除尘极板的结构简单，制作安装方便，可以在不改变其他设备的情况下改造现有不能达标排放的静电除尘器，从而减少投资，提高除尘效率。

5、本发明箱式除尘极板可以模块化制造，降低安装难度。

6、本发明静电除尘器中的除尘极板可以使用传统方式清灰，比如振打清灰、超声波清灰等，还可使用喷淋清灰装置进行喷淋清灰，有利于除尘效率的进一步提高。

附图说明

图1 是静电除尘器收尘极板上的离子风的模拟示意图。

图2-1是粉尘颗粒在无孔极板除尘电场中的受力分析图。

图2-2是粉尘颗粒在有孔极板除尘电场中的受力分析图。

图3是本发明静电除尘器的结构示意图。

图4是图3所示静电除尘器的A—A向剖视图。

图中：1、通孔，2、第一收尘电极板，3、第二收尘电极板，4、电晕线，5、离子风，6、顶部挡板，7、集尘漏斗，8、引风方向。

具体实施方式

实施例1：

如图3、图4所示，本发明箱式错位多孔除尘极板是由两个板型相同且板面上开有多个通孔1的孔板以板面相对的方式直立设置，两个孔板构成前方的第一收尘电极板3和后方的第二收尘电极板2，两个收尘电极板上的通孔1在投影面上互不重叠，形成错位式分布。在两个收尘电极板的上沿之间封接有顶部挡板6，在两个收尘电极板的两个对应侧边之间分别封接有侧板，在箱式除尘极板的底部设置有锥口状的集尘漏斗7。由此构成一个内部为静压区且侧壁封闭的箱式除尘极板。由于侧壁封闭，因此，从除尘极板空当之间侧向流过的引风气流就不能进入箱式除尘极板的箱体内（图4）。

第一收尘电极板3与第二收尘电极板2之间的间距可设定为6～13cm，第一收尘电极板3与第二收尘电极板2的板面大小相同且板面上的通孔数量相同，通孔1的孔径为4～8cm；每个收尘电极板上的通孔面积之和为所在收尘电极板板面面积的30～40%。通孔1的开孔数量应根据通孔面积与孔径来确定。通孔1形状可以是圆形、椭圆形或正多边形。

本发明箱式错位多孔除尘极板可用于两个除尘通道，减少钢材消耗量。双层金属板用金属平板打孔方式制造。通孔的大小可以根据不同的使用场所而调整。

实施例2：

如图3、图4所示，本发明静电除尘器是由3～5个箱式除尘极板以板面相对的方式排成前后一列的结构，两相邻箱式除尘极板之间保持至少20cm的间距，箱体间距应由除尘器的工作电压确定；在两相邻箱式除尘极板之间固定一排与极板板面平行的电晕线4。电晕线4采用多股不锈钢绞线制成，电晕线4的线径为0.1～0.2cm，两相邻电晕线4之间的间距为15～20cm。

本发明静电除尘器中使用的箱式除尘极板即为实施例1中的箱式错位多孔除尘极板。箱式除尘极板的箱体高度H约500cm，箱体长度L约800cm，引风风速控制在1.0m/s左右，可处理10m³/s的风量。

本发明静电除尘器的工作电压为50～70kv，两相邻箱式除尘极板之间的间距为30cm，中间布置多根电晕线4。

Claims (4)

1.一种箱式错位多孔除尘极板，其特征是，由两个板型基本相同且板面上开有多个通孔的孔板以板面相对的方式直立设置，构成前、后两个收尘电极板，两个所述收尘电极板上的通孔在投影面上互不重叠；在两个所述收尘电极板的上沿之间封接有顶部挡板，在两个所述收尘电极板的两个对应侧边之间分别封接有侧板；整体构成一个内部为静压区且侧壁封闭的箱式除尘极板；

两个所述收尘电极板的间距为6～13cm，两个所述收尘电极板的板面大小相同且板面上的开孔数量相同，开孔的孔径为4～8cm；每个所述收尘电极板上的开孔面积之和为所在收尘电极板板面面积的30～40%；

所述收尘电极板板面上的开孔形状可以是圆形、椭圆形或正多边形；

在所述箱式除尘极板的底部设置有锥口状的集尘漏斗。

2.一种使用箱式错位多孔除尘极板的静电除尘器，其特征是，由多个箱式除尘极板按照板面相对的方式排成一列，两相邻箱式除尘极板之间保持至少20cm的间距，在两相邻箱式除尘极板之间固定一排与极板板面平行的电晕线，所述电晕线采用多股不锈钢绞线制成，所述电晕线的线径为0.1～0.2cm，两相邻所述电晕线的间距为15～20cm；

所述箱式除尘极板的结构是：由两个板型基本相同且板面上开有多个通孔的孔板以板面相对的方式直立设置，构成前、后两个收尘电极板，两个所述收尘电极板上的通孔在投影面上互不重叠；在两个所述收尘电极板的上沿之间封接有顶部挡板，在两个所述收尘电极板的两个对应侧边之间分别封接有侧板；整体构成一个内部为静压区且引风气流不能进入箱体内的箱式除尘极板；在所述箱式除尘极板的底部设置有锥口状的集尘漏斗。

3.根据权利要求2所述的静电除尘器，其特征是，两个所述收尘电极板的间距为6～13cm，两个所述收尘电极板的板面大小相同且板面上的开孔数量相同，开孔的孔径为4～8cm；每个所述收尘电极板上的开孔面积之和为所在收尘电极板板面面积的30～40%。

4.根据权利要求2所述的静电除尘器，其特征是，在所述箱式除尘极板上安装有喷淋清灰装置。