CN105944838A - 湿式电除尘器用钛电极电离管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种湿式电除尘器用钛电极电离管，所述电离管为管式结构，所述电离管由阳极管和钛极放电线组成，所述钛极放电线位于阳极管的中心，所述阳极管为导电玻璃钢材质，所述钛极放电线为圆形钛极放电线或者扁形钛极放电线；所述圆形钛极放电线的直径与正六边形阳极管的内切圆直径比例为1：(6.25‑40)，其中所述圆形钛极放电线的直径为10‑40mm，所述正六边形阳极管的内切圆直径小于400mm，所述阳极管的管壁厚度为1‑10mm。本发明钛极电极线粗细度、锯齿的长度以及阳极管的大小等结构设计，能够高效出去0.01‑100μm的气溶胶细微颗粒物，确保颗粒物排放浓度低于10mg/m3的超洁净排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及除尘器的电离管，具体涉及一种湿式电除尘器用钛电极电离管。
背景技术
湿式电除尘器工作原理：通过静电控制装置和直流高压发生装置，以高压直流电送至湿式电除尘装置中，在电晕线(阴极)和捕集极板(阳极)之间形成强大的电场，放电极产生电晕放电，使空气分子被电离，瞬间产生大量的电子和正、负离子。烟气中的微粒通过该空间时，被强制荷电，粒子间产生凝并，在电场力的作用下作定向运动，达到捕集目的。
美国在湿式电除尘方面研究也较早，美国应用较多的是垂直烟气流独立设计和与WFGD的整体式设计。如：2000年投运的美国NB电力公司Dalhousie电厂315MW机组；2002年投运的美国Xcel能源公司Sherburne电厂750MW机组等。典型工程有AES深水电厂，采用的是吸收塔后单独布置的垂直烟气流设计。整体式布置方案具有不用另外占用场地，减少了内部连接管道和土建，无单独支架，管道布置简单，投建成本和运行费用低的优点。缺点是：由于布置在WFGD的上方，使得烟气的流动阻力增加，同时高空布置也使得基础和钢结构负荷增加。
传统湿式电除尘器的提高除尘效率的改造方法仅限于整体式布置方案改造，而忽略了电离发生装置，即电离空气分子的发生装置的改造。
CN104549745A公开了一种电除尘器的阴极线，所述阴极线包括金属管，所述金属管和供电电源连接，以与所述的电除尘器的阳极管在电流作用下形成电场，其特征在于，还包括至少一个喷嘴，所述喷嘴设置于所述金属管的外周壁上且与其连通，所述金属管一端可与高压水源连通，另一端封堵。该技术涉及对金属管壁进行清洗，降低金属管壁的尘雾堆积，并未涉及改造电离管。
CN204786476U公开了燃煤锅炉用双层并联高压湿式电除尘器，并具体公开了阴极线采用工业纯钛阴极线；所述阴极线采用厚1mm的板材制成，所述板材的左右两侧均布设有V形放电齿，所述左右两侧的V形放电齿的齿尖错开12.5mm设置。该技术虽然公开了钛极阴极线的厚度和V形齿尖，但它的应用有限，对于不同结构的阳极管的除尘效率不佳。
发明内容
为解决上述问题，本发明在传统湿式电除尘器的基础上通过对电离管的电极材质、电极结构等方面进行优化改造而提出的一种湿式电除尘器用钛电极电离管。
具体方案如下：
一种湿式电除尘器用钛电极电离管，所述电离管为管式结构，所述电离管由阳极管和钛极放电线组成，所述阳极管采用立式布置，并采用正六边形阳极管并联形成蜂窝状阳极管管束，所述相邻正六边形阳极管共用一条边，所述钛极放电线位于阳极管的中心，所述阳极管为导电玻璃钢材质，所述钛极放电线为圆形钛极放电线或者扁形钛极放电线；所述圆形钛极放电线的直径与正六边形阳极管的内切圆直径比例为1：(6.25-40)，其中所述圆形钛极放电线的直径为10-40mm，所述正六边形阳极管的内切圆直径小于400mm，所述阳极管的管壁厚度为1-10mm。
优选的，所述圆形钛极放电线的四周设有锯齿，所述锯齿焊接在圆形钛极放电线上，所述锯齿均匀分布在钛极放电线上，所述锯齿的长度范围为5-100mm，所述锯齿的平均长度为20-30mm，所述锯齿之间的距离范围为10-60mm，所述圆形钛极放电线上的锯齿个数为20-500每米。
优选的，所述扁形钛极放电线的厚度为2-3mm，所述扁形钛极放电线的宽度为10-50mm。
优选的，所述圆形钛极放电线的直径与正六边形阳极管的内切圆直径比例为1：(10-20)，所述钛极放电线的直径为20-30mm，所述阳极管的管壁厚度为5-10mm，所述正六边形阳极管的内切圆直径250-350mm，所述锯齿的长度范围为20-35mm，所述锯齿之间的距离为20-50mm，所述圆形钛极放电线上的锯齿个数为100-500每米。
优选的，所述圆形钛极放电线的直径与正六边形阳极管的内切圆直径比例为1：12，所述钛极放电线的直径为25mm，所述阳极管的管壁厚度为8mm，所述锯齿的长度为30mm，所述锯齿之间的距离为40mm，所述圆形钛极放电线上的锯齿个数为300每米。
优选的，所述扁形钛极放电线的厚度为2mm，所述扁形钛极放电线的宽度为40mm。
优选的，所述钛极放电线的底部设有重锤，所述重锤用于牵引钛极放电线从阳极管的顶部至阳极管的底部，所述重锤的外面包裹PP材料的外壳，所述外壳上设有挂钩或O形孔，用于钛极放电线与外壳连接。
优选的，在正六边形蜂窝状阳极管管束的上方设有主横梁和次横梁，所述主横梁由两根吊杆横吊在上方，所述主横梁上吊挂2-30根次横梁，所述次横梁与主横梁相互垂直，所述次横梁的下方吊挂钛极放电线，所述钛极放电线的一端吊挂在次横梁上，另一端通过重锤将钛极放电线从阳极管的顶部牵引至阳极管的底部，每一根钛极放电线对应一个阳极管，所述次横梁下吊挂3-35根钛极放电线；所述次横梁包覆铅材料，可以耐腐蚀和导电。
优选的，所述主横梁上吊挂22根次横梁，所述次横梁下吊挂22根钛极放电线。
本发明还提供一种新型湿式电除尘器，所述新型湿式电除尘器包括上述电离管和高压脉冲电源装置，高压脉冲电源装置的输出端连接钛极放电线，将高压脉冲电源输入到钛极放电线，所述高压脉冲电源是基压叠加脉冲电压集成的高压电源。通过对其电源、电极材质、电极结构等方面进行优化改造。
优选的，所述基压的电压量程为60KV；所述基压的电流量程为200-800mA。
优选的，所述脉冲电压的幅度为80kV；脉冲电流幅度为200A；脉冲电压宽度为75-200uS；脉冲重复频率为20Hz-400Hz。
本发明还提供上述新型高效湿式电除尘器的用途，所述用途为除去含湿气体中的尘、酸雾、水滴、气溶胶、臭味、PM2.5。
本发明还提供一种脱硫装置，所述脱尘装置包括上述新型高效湿式电除尘器和脱硫塔，所述新型高效湿式电除尘器的安装位置方式为以下方式的一种：(1)所述新型高效湿式电除尘器安装于脱硫塔的塔顶，脱硫塔的烟气从湿式电除尘器的下方进入；(2)所述新型高效湿式电除尘器安装于脱硫塔的塔侧，脱硫塔的烟气从湿式电除尘器的上方或者下方进入。
本发明的有益效果：
(1)本发明合理的钛极电离管结构设置，钛极放电线粗细度、锯齿的长度以及阳极管的大小，使其在以叠加电压电源作为钛极放电线的电源情况下，可以以更大效率的电离颗粒物和粉尘、空气，能够高效出去0.01-100μm的气溶胶细微颗粒物，实现对延期中液态或固态颗粒物、气溶胶、SO3等的高效去除，确保颗粒物排放浓度低于10mg/m3的超洁净排放标准。
(2)本发明的中钛极电离管中的钛极放电线的结构设置提高了放电效率，并提高了电离空气分子的效率，使空气分子快速电离，在电场的作用下沉积在阳极管上，高效除尘。
(3)传统湿式电除尘器阴极线为铅电极，容易出现断线问题，影响湿式电除尘器运行，本发明采用放电性能更好的2205/钛作为电极电极；
(4)本发明将叠加电压和钛极电离管应用到湿式电除尘器中，湿式电除尘器能够使颗粒物排放降低95％以上，能降低90％以上的SO3排放，提高了除尘效率，显著降低湿烟囱排放的可见烟气混浊度，有脱汞的前瞻性；有效地解决了烟气颗粒物达标甚至超低排放的技术难题，大幅降低了投资成本，节约用地。
附图说明
图1为阳极管管束的横截面示意图，其中1为钛电极电离管；
图2为钛电极电离管的横截面示意图，其中2为阳极管，3为钛极放电线，31为锯齿；
图3为钛极放电线的部分示意图，其中3为钛极放电线，31为锯齿；
图4为电除尘器的剖面示意图，其中4为重锤，3为钛极放电线，5为次横梁；
图5为脱硫除尘工艺设备图，其中6为锅炉，7为除尘器，8为引风机，9为脱硫塔，10为湿式电除尘器，11为烟囱。
具体实施方式
下面结合附图1-4对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例1
一种湿式电除尘器用钛电极电离管，所述电离管1为管式结构，所述电离管1由阳极管2和钛极放电线3组成，所述阳极管2采用立式布置，并采用正六边形阳极管并联形成蜂窝状阳极管管束，所述阳极管为导电玻璃钢材质，所述钛极放电线3位于阳极管的中心，所述钛极放电线3为圆形钛极放电线；所述圆形钛极放电线的直径为25mm，所述阳极管的管壁厚度为8mm，所述正六边形阳极管的内切圆直径300mm。采用放电性能更好的2205/钛作为电极电极。所述圆形钛极放电线的四周设有锯齿31，所述锯齿焊接在圆形钛极放电线上，所述锯齿均匀分布在钛极放电线上，所述锯齿31的长度为30mm，所述锯齿之间的距离为40mm，所述圆形钛极放电线上的锯齿个数为300每米。
将上述电离管应用在湿式电除尘器中，在正六边形蜂窝状阳极管管束的上方设有主横梁和次横梁5，所述主横梁由两根吊杆横吊在上方，所述主横梁上吊挂22根次横梁5，所述次横梁5与主横梁相互垂直，所述次横梁5的下方吊挂钛极放电线，所述钛极放电线的一端吊挂在次横梁上，所述钛极放电线的另一端即底部设有重锤4，所述重锤用于牵引钛极放电线从阳极管的顶部至阳极管的底部，所述重锤的外面包裹PP材料的外壳，PP材料用于防腐，所述外壳上设有挂钩，用于太极放电线与外壳连接，每一根钛极放电线对应一个阳极管，所述次横梁下吊挂22根钛极放电线；所述次横梁包覆铅材料，可以耐腐蚀和导电。
将上述湿式电除尘器的钛电极放电线连接高压脉冲电源装置，高压脉冲电源装置将高压脉冲电源输入到钛极放电线，所述高压脉冲电源是基压叠加脉冲电压集成的高压电源。
将上述对放电线及电离管结构、电源改造后的湿式电除尘器先后在中石化集团巴陵石化动力事业部#1、#2、#3、#4锅炉(220t/h)建成并投入运行、乌石化热电厂4#炉烟气脱硫改造湿式电除雾器项目应用，该设备运行良好，性能超过传统湿式电除尘器。
锅炉烟气脱硫除尘工艺路线图如图3所示，锅炉6产生的烟气先经过除尘器7初步除尘，通过引风机8进入脱硫塔，烟气在脱硫塔9内部经过水洗喷淋后进入改造后的湿式电除尘器10进行除尘，最后从湿式电除尘器出来的尾气由烟囱11排出。
各项技术指标如下：
(1)除尘效率：≥99.9-99.95％；
(2)出口固体颗粒物排放浓度：≤10mg/Nm3，实现超低排放；
(3)设备能耗：0.2-0.4kW.h/1000m3烟气；
(4)本体阻力：800-1500Pa；
(5)采用高频电源作为直流基压电源
基压电压量程Ud：60kV；
基压电流量程Id：200-800mA；
(6)脉冲电压幅度Up：80kV；(@115nF pure capacitive load)，脉冲电流幅度Ip：200A；(@115nF pure capacitive load)，脉冲电压宽度Wp：75-200uS；脉冲重复频率Fp：20Hz-400Hz；
(7)高低压一体，可控制振打电机，能实现减功率或断电振打；
(8)具有输出开路和短路、轻重瓦斯、临界和危险油温、IGBT温度等报警和保护功能；
(9)通讯接口为RS485，采用标准Modbus RTU通讯协议；具有与DCS系统的硬接线联机接口；
(10)供电效率：≥90％，节能效果：节能≥50％，提效：≥45％。
实施例2
在中石化巴陵石化分公司动力事业部在#1锅炉(220t/h)实施烟气脱硫治理改造，改造方式及改造后的除尘效果如表1所示：
表1
| 改造方式 | 颗粒物排放去除率 | SO2排放去除率 | 烟尘排放浓度 |
| 采用实施例1的方式改造 | 99％ | 99％ | ＜10mg/m3 |
| 钛极放电线的四周不设置锯齿 | 99％ | 96％ | ＜10mg/m3 |
| 钛极放电线的直径为5mm(小于本发明范围) | 70％ | 82％ | ＞10mg/m3 |
| 只采用直流电压电源作为湿式电除尘器的电源 | 72％ | 83％ | ＞10mg/m3 |
| 采用铅极放电线，取代钛极放电线 | 75％ | 80％ | ＞10mg/m3 |
从实施例1和实施例2可以得知，将钛极放电线应用到湿式电除尘器中，钛极放电线和阳极管合理的结构参数设计，提高了除尘效率，湿式电除尘器能够使颗粒物排放降低95％以上，能降低90％以上的SO3排放，烟尘排放浓度降低到10mg/m3；而未经过本发明的技术改造的除尘效率明显低于本发明，由此可知本发明钛电极中参数设计以及与叠加电压的匹配设置具有良好的有益效果，显著降低湿烟囱排放的可见烟气混浊度，有脱汞的前瞻性；有效地解决了烟气颗粒物达标甚至超低排放的技术难题，大幅降低了投资成本，节约用地。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (7)
1.一种湿式电除尘器用钛电极电离管，其特征在于，所述电离管为管式结构，所述电离管由阳极管和钛极放电线组成，所述阳极管采用立式布置，并采用正六边形阳极管并联形成蜂窝状阳极管管束，所述相邻正六边形阳极管共用一条边，所述钛极放电线位于阳极管的中心，所述阳极管为导电玻璃钢材质，所述钛极放电线为圆形钛极放电线或者扁形钛极放电线；所述圆形钛极放电线的直径与正六边形阳极管的内切圆直径比例为1：(6.25-40)，其中所述圆形钛极放电线的直径为10-40mm，所述正六边形阳极管的内切圆直径小于400mm，所述阳极管的管壁厚度为1-10mm。
2.根据权利要求1所述的钛电极电离管，其特征在于，所述圆形钛极放电线的四周设有锯齿，所述锯齿焊接在圆形钛极放电线上，所述锯齿均匀分布在钛极放电线上，所述锯齿的长度范围为5-100mm，所述锯齿的平均长度为20-30mm，所述锯齿之间的距离范围为10-60mm，所述圆形钛极放电线上的锯齿个数为20-500每米。
3.根据权利要求1所述的钛电极电离管，其特征在于，所述扁形钛极放电线的厚度为2-3mm，所述扁形钛极放电线的宽度为10-50mm。
4.根据权利要求2所述的钛电极电离管，其特征在于，所述圆形钛极放电线的直径与正六边形阳极管的内切圆直径比例为1：(10-20)，所述钛极放电线的直径为20-30mm，所述阳极管的管壁厚度为5-10mm，所述正六边形阳极管的内切圆直径250-350mm，所述锯齿的长度范围为20-35mm，所述锯齿之间的距离为20-50mm，所述圆形钛极放电线上的锯齿个数为100-500每米。
5.根据权利要求4所述的钛电极电离管，其特征在于，所述圆形钛极放电线的直径与正六边形阳极管的内切圆直径比例为1：12，所述钛极放电线的直径为25mm，所述阳极管的管壁厚度为8mm，所述锯齿的长度为30mm，所述锯齿之间的距离为40mm，所述圆形钛极放电线上的锯齿个数为300每米。
6.根据权利要求3所述的钛电极电离管，其特征在于，所述扁形钛极放电线的厚度为2mm，所述扁形钛极放电线的宽度为40mm。
7.根据权利要求1所述的钛电极电离管，其特征在于，所述钛极放电线的底部设有重锤，所述重锤用于牵引钛极放电线从阳极管的顶部至阳极管的底部，所述重锤的外面包裹PP材料的外壳，所述外壳上设有挂钩或O形孔，用于钛极放电线与外壳连接。
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Application publication date: 20160921 Assignee: Guangzhou Kaide Finance Leasing Co.,Ltd. Assignor: GUANGDONG JIADE ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Contract record no.: 2019990000220 Denomination of invention: Titanium electrode ionization tube for wet electric dust collector Granted publication date: 20180706 License type: Exclusive License Record date: 20190709 |
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Denomination of invention: Titanium electrode ionization tube for wet electric dust collector Effective date of registration: 20190807 Granted publication date: 20180706 Pledgee: Guangzhou Kaide Finance Leasing Co.,Ltd. Pledgor: GUANGDONG JIADE ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2019990000031 |
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