CN105149092A - 一种用于导电粉尘的除尘方法 - Google Patents

Abstract

一种用于导电粉尘的除尘方法，属于除尘、有色冶金、废气治理和环境保护技术领域。该方法是利用导电多孔陶瓷过滤管为过滤介质，通过涂覆导电多孔陶瓷层使过滤管表面导电，并通过外部高压电源为导电多孔陶瓷管表面荷电，当导电粉尘到达导电多孔陶瓷管表面时将被荷载同种电荷，导致导电粉尘之间互相推斥，形成气阻很小的疏松粉饼，使后续的除尘过程不易产生过高的压降，且粉饼容易再生。该除尘方法所使用的导电多孔陶瓷过滤管耐高温、耐腐蚀，非常适合用于有色冶金领域的高温气体的除尘操作。

Description

一种用于导电粉尘的除尘方法

技术领域

本发明涉及一种新型导电粉尘的除尘方法，属于除尘、尾气治理、有色冶金技术领域。

背景技术

在有色冶金领域存在众多需要在高温下去除导电粉尘的工业需求，例如氮气下将铝业喷雾制备超细铝粉、转炉炼铜等等。这些场合急需能够耐受高温且能够充分除尘的可靠技术。此外，由于粉尘具有较高附加值，除尘的效果必须稳定可靠。

目前工业除尘领域已经有了很多成熟技术，例如：机械除尘、湿法除尘、袋式除尘、电除尘以及静电布袋复合除尘等等。机械除尘是利用降尘室、旋风分离器等机械装置进行除尘的方法，湿法除尘是利用喷淋塔、水膜除尘器或文丘里除尘器进行除尘的方法，常见于处理尘埃颗粒尺寸较大的气体，对于需要去除微细颗粒且气体温度较高的场合，机械除尘和湿法除尘都难以胜任。

袋式除尘的除尘效率很高，对粉尘的粒径范围波动的耐受性好，即使微细的粉尘也可成功获得很高的截留率，然而，袋式除尘的压降较大，对于风机等气体传输设备的动力载荷要求高，此外，目前常见的布袋难以耐受高温，对于废气中含有红热颗粒和阴燃颗粒的烧结烟气而言，使用布袋除尘常常发生“烧袋”事故。此外，常见的工业废气处理工段，废气的压力很低，对于压降较大的袋式除尘，常常需要提高风机压头来应付布袋的压降，甚至需要重新选购风机。在通过喷雾法生产超细铝粉的工业装置中，袋式收尘是获取产品铝粉的唯一方法，然而随着对铝粉的超细化，粉饼阻力上升很快，需要频繁对布袋进行再生。

电除尘也是当前非常常用和高效除尘手段，该方法是首先对气体中的粉尘荷电、而后通过电场力将其从气流中去除并固定在电极板表面的除尘方法。该方法可用于高温废气处理，且只有很小的压降阻力，但其缺点在于对粉尘的导电率、气体湿度都有一定要求，导电的粉体即使落在收尘极板上也会很快失去电荷并重新荷载相反电荷，进而被弹出收尘极板，所以电除尘是无法去除导电粉尘的。此外，电除尘的电晕极是在频繁产生火花的情况下工作的，因此当气氛中含有氧气时，有发生粉尘爆炸的潜在危险。另外，电除尘器能否成功荷电和气体的成分关系很大，对于气体成分主要为氮气且氧气含量很少的情况，电除尘器是不能有效对粉尘荷电的。

目前随着工业多孔陶瓷技术的日臻成熟，已经有非常可靠的多孔陶瓷过滤管用于工业废气的粉尘过滤(如江苏省宜兴非金属化工机械厂相关产品)，由于陶瓷管热稳定性高，可以用于高温气体过滤的场合，然而，不同于布袋收尘、多孔陶瓷气体过滤管表面的积尘过厚时，不能通过“振打”的方式加以清灰，只能通过压缩气体反吹的方法加以清灰，这导致很多沉积在多孔陶瓷管孔道内的微小颗粒不能被彻底清除，使多孔陶瓷管在使用过程中气阻越来越大。此外，当气体中含有焦油颗粒时，粘稠的焦油颗粒会对多孔陶瓷过滤膜的孔道发生致命性的封堵作用，从而使其彻底丧失气体过滤能力。

能否既发挥陶瓷管优异的稳定性和耐热性，又避免其容易阻塞、不易再生的缺点？这个问题的解决能够给有色金属冶金领域去除高温高价的微细导电粉尘提供新的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对导电粉尘的除尘方法，通过一种简单的方法获得具有低气阻、高通量的高效除尘装置。该装置兼具多孔陶瓷过滤膜除尘精度高的优势，且清灰容易，气阻随粉饼增厚而上升的速度较慢。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：采用具有导电性能的多孔陶瓷过滤管为粉尘过滤介质，所采用的导电多孔陶瓷过滤管的内部材质是堇青石、SiC陶瓷或者莫来石，导电多孔陶瓷过滤管通过表面涂覆导电多孔陶瓷涂层来实现导电性能，导电多孔陶瓷过滤管和设备花板之间通过绝缘密封垫圈实现气体密封和电绝缘，导电多孔陶瓷过滤管下部安置电极导架，电极导架和外部高压电源相连接，使导电多孔陶瓷过滤管表面的导电多孔陶瓷涂层被荷载高压电，当导电粉尘到达导电多孔陶瓷过滤管表面时，导电粉尘将立刻被荷载与导电多孔陶瓷过滤管表面相同的电荷，由于导电粉尘之间电性相同，导电粉尘颗粒会因为静电斥力而堆积形成疏松多孔的粉饼层，此粉饼层气体压降很小且易于反吹再生。

该针对导电粉尘的除尘方法的特征还在于：所述的导电多孔陶瓷过滤管表面的导电多孔陶瓷涂层上荷载高压负电或正电，电压为-1kV～30kV或1kV～30kV。

该针对导电粉尘的除尘方法的特征还在于：所述的导电多孔陶瓷过滤管表面的导电性能是利用涂覆掺杂铜粉、镍粉、铝粉、铁粉、锰粉、石墨粉、碳纳米管、导电炭黑当中的一种或任意几种的混合物的导电多孔陶瓷涂层而获得的，导电多孔陶瓷涂层的线电阻在10Ω/m～20MΩ/m之间。

该针对导电粉尘的除尘方法的特征还在于：所采用的导电多孔陶瓷过滤管的管径50～400mm，长度1m～3m，孔隙率15％～90％，平均气孔尺寸0.3μm～100μm。

本发明所公开的含尘气体净化方法由于导电多孔陶瓷过滤管表面的粉饼疏松，除尘过程中装置的气阻增加不大，而且疏松的粉饼很容易反吹去除而使装置再生，此外，导电多孔陶瓷过滤管耐热耐腐，可以用于高温和含有腐蚀性气体的场合，这是采用布袋收尘不能比拟的。

附图说明

该装置模块如图1和图2所示，图1为除尘装置的结构示意图和A-A和B-B处的剖视图，图2为除尘装置局部的放大图，重点表现出了导电多孔陶瓷过滤管、电极导架和花板的连接关系，图2还给出了导电多孔陶瓷过滤管管壁经过除尘操作后积累粉尘后的断面示意图。图1和图2中各部分的名称如下：

1：洁净气箱上盖板；2：洁净气箱；3：花板；4：洁净气流；5：导电多孔陶瓷过滤管；6：导电多孔陶瓷过滤管封头；7：电极导架；8：含尘气流；9：导电多孔陶瓷过滤管管壁；10：粉饼；11：除尘箱；12：含尘气流入口；13：高压气体反吹口(用于除尘装置清灰)；14：集灰仓；15：导电多孔陶瓷过滤管和花板之间的绝缘密封垫圈；16：给导电多孔陶瓷过滤管荷电的高压导线和设备箱体之间的绝缘密封圈；17：给导电多孔陶瓷过滤管荷电的高压电源。

图1和图2给出了该除尘模块的一种排布方式，但并不对该技术方案中导电多孔陶瓷过滤管的数量、排布方式、长度构成任何限制，只要能保证设备在合理的气布比下操作即可。同时，图1和图2也不对该除尘装置的高压气体反吹口位置、外接高压电源位置、电极导架排布方式以及电极导架和导电多孔陶瓷过滤管封头的连接方式构成任何限制。电极导架只要保证每根导电多孔陶瓷过滤管都能成功电荷便可、外接高压电源的连接只要保证和装置箱体充分绝缘便可。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种针对导电粉尘的除尘方法，通过一种简单的方法获得具有低气阻、高通量的高效除尘装置。该装置兼具多孔陶瓷过滤膜除尘精度高的优势，且清灰容易，气阻随粉饼增厚而上升的速度较慢。

本发明的目的具体实施方案如下：采用具有导电性能的多孔陶瓷过滤管为粉尘过滤介质，所采用的导电多孔陶瓷过滤管的内部材质是堇青石、SiC陶瓷或者莫来石，导电多孔陶瓷过滤管通过表面涂覆导电多孔陶瓷涂层来实现导电性能，导电多孔陶瓷过滤管和设备花板之间通过绝缘密封垫圈实现气体密封和电绝缘，导电多孔陶瓷过滤管下部安置电极导架，电极导架和外部高压电源相连接，使导电多孔陶瓷过滤管表面的导电多孔陶瓷涂层被荷载高压电，当导电粉尘到达导电多孔陶瓷过滤管表面时，导电粉尘将立刻被荷载与导电多孔陶瓷过滤管表面相同的电荷，由于导电粉尘之间电性相同，导电粉尘颗粒会因为静电斥力而堆积形成疏松多孔的粉饼层，此粉饼层气体压降很小且易于反吹再生。

该针对导电粉尘的除尘方法的特征还在于：所述的导电多孔陶瓷过滤管表面的导电多孔陶瓷涂层上荷载高压负电或正电，电压为-1kV～30kV或1kV～30kV。

该针对导电粉尘的除尘方法的特征还在于：所述的导电多孔陶瓷过滤管表面的导电性能是利用涂覆掺杂铜粉、镍粉、铝粉、铁粉、锰粉、石墨粉、碳纳米管、导电炭黑当中的一种或任意几种的混合物的导电多孔陶瓷涂层而获得的，导电多孔陶瓷涂层的线电阻在10Ω/m～20MΩ/m之间。

该针对导电粉尘的除尘方法的特征还在于：所采用的导电多孔陶瓷过滤管的管径50～400mm，长度1m～3m，孔隙率15％～90％，平均气孔尺寸0.3μm～100μm

下面举出几个具体实施例，以进一步理解本发明：

实施例1：

取9根长度为1m，直径为50mm、壁厚为5mm、孔隙率为15％的SiC多孔陶瓷管，其平均气孔尺寸为0.3μm，其表面涂覆导电多孔陶瓷涂层，涂层的导电组分为铜粉，表面线电阻为10Ω/m，陶瓷管按照相邻四个管子构成正方形的方式排布管束为3X3样式，管束间距250mm，导电多孔陶瓷过滤管表面荷载1000V负电压，便获得该高效除尘装置，该装置非常适合用于超细铝粉的过滤去除。

实施例2：

取17根长度为1m，直径为100mm、壁厚为5mm、孔隙率为50％的堇青石多孔陶瓷管，其平均气孔尺寸为3μm，其表面涂覆导电多孔陶瓷涂层，涂层的导电组分为镍粉，表面线电阻为1000Ω/m，陶瓷管按相邻的三个管束构成等边三角形的原则排布管束，管束间距30cm，导电多孔陶瓷过滤管表面荷载10kV负电压，便获得该高效除尘装置，该装置非常适合用于超细镍粉的过滤去除。

实施例3：

取20根长度为2m，直径为200mm、壁厚为10mm、孔隙率为80％的莫来石多孔陶瓷管，其平均气孔尺寸为5μm，其表面涂覆导电多孔陶瓷涂层，涂层的导电组分为石墨粉，表面线电阻为9000Ω/m，陶瓷管按相邻的三个管束构成等边三角形的原则排布管束，管束间距40cm，导电多孔陶瓷过滤管表面荷载20kV负电压，便获得该高效除尘装置，该装置非常适合用于铜粉的过滤去除。。

实施例4：

取20根长度为2m，直径为200mm、壁厚为10mm、孔隙率为90％的莫来石多孔陶瓷管，其平均气孔尺寸为100μm，其表面涂覆导电多孔陶瓷涂层，涂层的导电组分为碳纳米管，按照相邻四个管子构成正方形的方式排布管束，管束间距50cm，导电多孔陶瓷过滤管表面荷载-30kV负电压，便获得该高效除尘装置，该装置非常适合导电铁粉的过滤去除。

实施例5：

取20根长度为3m，直径为400mm、壁厚为30mm、孔隙率为90％的堇青石多孔陶瓷管，其平均气孔尺寸为1μm，其表面涂覆导电多孔陶瓷涂层，涂层的导电组分为铝粉，按相邻的三个管束构成等边三角形的原则排布管束，管束间距52cm，导电多孔陶瓷过滤管表面荷载20kV正电压，便获得该高效除尘装置，该装置非常适合石墨粉的过滤去除。

Claims (4)

1.一种用于导电粉尘的除尘方法，是通过如下的技术方案实现的：采用具有导电性能的多孔陶瓷过滤管为粉尘过滤介质，所采用的导电多孔陶瓷过滤管的内部材质是堇青石、SiC陶瓷或者莫来石，导电多孔陶瓷过滤管通过表面涂覆导电多孔陶瓷涂层来实现导电性能，导电多孔陶瓷过滤管和设备花板之间通过绝缘密封垫圈实现气体密封和电绝缘，导电多孔陶瓷过滤管下部安置电极导架，电极导架和外部高压电源相连接，使导电多孔陶瓷过滤管表面的导电多孔陶瓷涂层被荷载高压电，当导电粉尘到达导电多孔陶瓷过滤管表面时，导电粉尘将立刻被荷载与导电多孔陶瓷过滤管表面相同的电荷，由于导电粉尘之间电性相同，导电粉尘颗粒会因为静电斥力而堆积形成疏松多孔的粉饼层，此粉饼层气体压降很小且易于反吹再生。

2.如权利要求1所述的一种用于导电粉尘的除尘方法，其特征还在于：所述的导电多孔陶瓷过滤管表面的导电多孔陶瓷涂层上荷载高压负电或正电，电压为-1kV～30kV或1kV～30kV。

3.如权利要求1所述的一种用于导电粉尘的除尘方法，其特征还在于：所述的导电多孔陶瓷过滤管表面的导电性能是利用涂覆掺杂铜粉、镍粉、铝粉、铁粉、锰粉、石墨粉、碳纳米管、导电炭黑当中的一种或任意几种的混合物的导电多孔陶瓷涂层而获得的，导电多孔陶瓷涂层的线电阻在10Ω/m～20MΩ/m之间。

4.如权利要求1所述的一种用于导电粉尘的除尘方法，其特征还在于：所采用的导电多孔陶瓷过滤管的管径50～400mm，长度1m～3m，孔隙率15％～90％，平均气孔尺寸0.3μm～100μm。