CN104923008A - 预荷电凝并袋式除尘器 - Google Patents

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麦克尔·朱
明平洋
陈志炜
董召
李元
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本发明涉及一种预荷电凝并袋式除尘器,在进气烟道(11)内设置双极荷电装置,包括接一组间隔排列的地极(7)和正、负放电极(8),形成正负交替电场的双极荷电区(13)。在进气烟道(11)尾部空间及过滤仓室的缓冲空间内设置混合凝并区(22),显著增强PM2.5微细颗粒的凝并功效。凝并后的大颗粒随气流迅速进入到滤袋过滤仓(12),由滤袋进行尘与气分离。本发明利用双极荷电凝并机理,经粗大化的PM2.5微细颗粒在滤袋表面规则排列,疏松堆积,非常利于捕集和清除。对微细颗粒的凝并效果佳,PM2.5的捕集效率高等显著特点,特别适用于传统结构的袋式除尘器改造及提效,经济实用,便捷高效。

Description

预荷电凝并袋式除尘器
技术领域
本发明涉及一种复合式袋式除尘器,特别是涉及通风除尘领域专门针对PM2.5微细颗粒高效捕集的一种预荷电凝并袋式除尘器。
技术背景
电除尘器除尘效率可达99.9%以上,但实际运行时其效率通常会受到烟尘的比电阻、浓度、粒径分布、温度、湿度、清灰效果以及腐蚀等因素的影响,除尘效率会显著下降。实际运行效率大多在98%~99.8%之间。试验研究表明,现役常规干式静电除尘器对于PM2.5微细粒子效率较低。
相对于电除尘器,袋式除尘器在超微细粉尘捕捉上具有优势。工程检测和实验室测试数据表明,纤维滤料过滤方式对PM10捕集效率可达99.76%;对5μm以上的捕集效率仍可达99%以上;因滤料结构和加工工艺不同,对PM2.5的计数效率在78%~99%之间,平均多在95%~98%之间。
电袋复合除尘器有“前电后袋式”和“混合式”等型式,它们具有可提高过滤风速和降低设备阻力等共同优点,但在应对PM2.5等微细颗粒时,因缺乏荷电微粒凝并和粗化的有效措施,去除率欠佳。
如何将静电除尘技术的粉尘荷电、凝并与袋式除尘的纤维过滤作用有机地结合在一起,形成一种新型复合式除尘设备,有效提高PM2.5的去除效率,是此项发明的核心与关键所在。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有除尘器对PM2.5去除效率较低的缺陷,提供的一种预荷电凝并袋式除尘器。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种预荷电凝并袋式除尘器,包括上箱体及两侧相连的过滤仓和灰斗,两侧过滤仓之间设有进气烟道和出气烟道,上箱体与进气烟道之间设置出气烟道隔板及进气烟道隔板,其特征在于:进气烟道内设置双极荷电区,它包括在进气烟道内间隔设置的一组接地极,进气烟道内间隔设置的一组正电放电极和一组负电放电极,正、负电放电极分别交错设置在接地极之间,采用两台高压电源为正、负电放电极分别提供正、负两种电压。
在上述技术方案的基础上,可以有以下进一步的技术方案:
接地极通过接地极吊挂连接于门型框架上,放电极通过放电极吊挂及绝缘子连接于进气烟道隔板上;
在进气烟道尾部非电场空间内和过滤仓室中由挡板隔出的缓冲空间内分别设置混合凝并区。混合凝并区内设有垂直于气流方向的绝缘扰流元件;
接地极与放电极采用多排交替布置,接地极高度为2-4m,同极距为200mm-400mm;
接地极采用平板结构或孔板结构,其放电极采用芒刺线。
上述技术方案中,采用双极荷电凝聚技术与袋式过滤技术的有机集成,是在常规袋式除尘器(非直通式,传统的分仓室结构)进气通道总管内设置双极荷电装置,包括放电极、接地极、高压电源等,在进气烟道尾部空间及过滤仓室的缓冲区内设置混合凝并区等,通过对原袋式除尘器结构的较小改动,使“粉尘荷电”、 “静电凝聚”与“袋式过滤”等技术有机集成于一体,构成一种新型的预荷电凝并袋式除尘器。其有益效果在于:
(1)粉尘荷电迅速,电荷稳定保持,荷电效果佳:含尘气体在双极荷电区内迅速荷电,荷电粉尘经混合凝并区聚并后,进入过滤空间。
(2)利于PM2.5微细颗粒的捕集,显著提高PM2.5去除率:试验研究表明,在进入电除尘器前的直段烟道上设置凝聚器,可促进PM2.5细颗粒的聚并效果,使其凝聚成大颗粒,从而有效提高去除率。尤其是双极荷电凝聚器在提高静电除尘器对PM2.5细颗粒的去除率方面的效果显著。试验数据表明,双极荷电凝聚器的采用可有效提高电除尘器的除尘效率0.21~0.76%,出口排放浓度减少30~50%;对PM10粒子效果显著,对PM2.5粒子减少80%以上。本发明利用此机理,在滤袋过滤区前设置有双极荷电区(13),使微细颗粒经所设置的双极性荷电区(13)时,利用正、负高压电源(2)对粉尘进行分列荷电处理,使相邻两列的粉尘带上正、负不同极性的电荷后,再经混合凝并区的湍流输运和静电力的共同作用,使带异性电荷的不同粉尘粒径相互碰撞而获得有效聚合,相互凝聚成大颗粒后,由滤袋将其捕集。显著提高PM2.5去除率,大幅减少PM2.5微细颗粒的排放。
(3)降低设备阻力,延长滤袋寿命:众多试验和实践经验表明,荷电粉尘在滤袋表面呈规则排列,且粉饼疏松,这将极利于清灰,有效降低设备运行阻力,延长滤袋寿命。
(4)合理利用空间,功能延伸,节约占地:双极荷电区(13)设置在空阔的除尘器的内部进气烟道内,使其具备预荷电作用,利用进气烟道尾部和过滤仓室缓冲区设置混合凝并区(22),赋予进气烟道和袋式除尘器的缓冲区更为宽泛的功能,且节约占地。
附图说明
图1 是本发明的立面结构图;
图2 是图1的A-A剖面图;
图3 是图2的B-B剖面图;
图中:1- 检修平台  2- 高压电源   3- 检修门   4- 绝缘子  5- 穿墙套管  6- 放电极吊挂   7- 接地极  8-放电极( 8a-正放电极,8b-负放电极) 9- 接地极吊挂  10- 门型框架  11- 进气烟道  12-过滤仓  13- 双极荷电区  14- 出气烟道  15-上箱体   16- 灰斗  17-出气烟道隔板   18- 内部夹道   19-进气烟道隔板 20-定位架  21-扰流元件   22-混合凝并区  23-挡板。
具体实施方法
如图1、图2和图3所示,本发明提供的一种进气烟道预荷电袋式除尘器,主要包括上箱体15及两侧相连的过滤仓12和灰斗16,两侧过滤仓12之间设有进气烟道11和出气烟道14,上箱体15与进气烟道11之间设置出气烟道隔板17及进气烟道隔板19。双极荷电区13(如图3中的虚线框所示)布置在进气烟道11内,由高压电源2、放电极吊挂6、接地极7、放电极8(分为正、负放电极)、接地极吊挂9、门型框架10、内部夹道18和定位架20组成。过滤仓12结构同常规袋式除尘器。该发明装置的特征是双极荷电区13在进气烟道11内,设置多排交替布置的接地极7和正、负放电极(8a、8b),数量依具体设计需要设置,每排接地极同极距为200mm-400mm。在进气烟道11上部设置检修平台1,平台上搁置高压电源2,通过高压电源2对双极荷电区13提供50~72KV和-50~-70kv的直流电压,从而构成正、负交替电场的双极荷电区13。
混合凝并区22置于进气烟道11尾部非电场空间内以及过滤仓12的缓冲区内。缓冲区内的挡板23采用绝缘结构或绝缘与非绝缘的组合结构。混合凝并区22内设置垂直于气流方向的绝缘扰流元件21,以增强凝并荷电粒子的混合凝并效果。 
接地极7采用多孔板或局部多孔板结构,更适合烟气流通和缩短气流流程。放电极8采用专用特制芒刺线且紧密布置,增强放电效果。
接地极7通过接地极吊挂9连接于门型框架10上;放电极8通过放电极吊挂6、穿墙套管5和绝缘子4悬吊。接地极7与放电极8下部与进气烟道11下底板间设置定位架20固定,防止高速气流造成的晃动。放电极8用定位架20采用绝缘结构。
绝缘子4设置在出气烟道隔板17与进气烟道隔板19之间的内部夹道18内。使绝缘子4与烟气隔绝,防止绝缘子4受粉尘污染爬电以及温度骤升骤降致使绝缘子破裂。对于绝缘子4的清扫和检修可通过所设置的检修门3进入实施。
工作过程:
如图3所示,含尘气流(如图中箭头所示)从左端进风口进入进气烟道11,大部分含尘气流在双极荷电区13(如虚线框所示)内,由正、负放电极(8a、8b)分别对粉尘进行荷电,分别形成带有正电或负电的带电粒子。另有较小部分荷电的含尘气体流向进气烟道11尾部空间内的混合凝并区22。
正、负电的带电粒子向过滤区12的移动过程中,经过混合凝并区22时,正、负电的带电粒子在湍流输运和静电力的共同作用下形成聚合,粒径增大,进入过滤区12被吸附到滤袋表面上呈疏松排列。混合凝并区22中设置的扰流元件21具有延长粉尘聚合路径,增大粒子间的碰撞机率,增强聚合效果等作用。

Claims (6)

1.预荷电凝并袋式除尘器,包括上箱体(15)及两侧相连的过滤仓(12)和灰斗(16),两侧过滤仓(12)之间设有进气烟道(11)和出气烟道(14),上箱体(15)与进气烟道(11)之间设置出气烟道隔板(17)及进气烟道隔板(19),其特征在于:进气烟道(11)内设置双极荷电区(13),它包括在进气烟道(11)内间隔设置的一组接地极(7),进气烟道(11)内间隔设置的一组正电放电极(8a)和一组负电放电极(8b),正、负电放电极(8a、8b)分别交错设置在接地极(7)之间,采用两台高压电源(2)为正、负电放电极(8a、8b)分别提供正、负两种电压。
2.根据权利要求1所述的预荷电凝并袋式除尘器,其特征在于:接地极(7)通过接地极吊挂(9)连接于门型框架(10)上,放电极(8)通过放电极吊挂(6)及绝缘子(4)连接于进气烟道隔板(19)上。
3.根据权利要求1所述的预荷电凝并袋式除尘器,其特征在于:在进气烟道(11)尾部非电场空间内和过滤仓室(12)中由挡板(23)隔出的缓冲空间内分别设置混合凝并区(22),混合凝并区(22)内设有垂直于气流方向的绝缘扰流元件(21)。
4.根据权利要求1所述的预荷电凝并袋式除尘器,其特征在于:接地极(7)与放电极(8)采用多排交替布置,接地极(7)高度为2-4m,同极距为200mm-400mm。
5.根据权利要求4所述的预荷电凝并袋式除尘器,其特征在于:接地极(7)采用平板结构或孔板结构。
6.根据权利要求1所述的预荷电凝并袋式除尘器,其特征在于:其放电极(8)采用芒刺线。
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