CN107175170A - 湿式电除尘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种湿式电除尘装置,包括壳体、阳/阴极系统、电源系统、喷淋系统,阳极系统包括阳极管,阴极系统包括设置在阳极管内的电晕线,阳极管为导电玻璃钢,导电玻璃钢的阳极管中:碳纤维垫层、短切纤维条状垫层、玻纤布层以及玻璃表面垫层从内到外依次设置,导电玻璃钢内外表面涂覆有乙烯基树脂层。本发明通过喷淋系统冲刷集尘极表面来清灰,克服收集微细颗粒物、重金属、有机污染物等难题,含湿烟气中的烟尘排放可达10mg/m3‑5mg/m3以下,除尘效率高、压力损失小、操作简单、能耗小、无运动部件、无二次扬尘、维护费用低、生产停工期短、可工作于烟气露点温度以下、结构紧凑可与其它烟气治理设备相互结合、设计形式多样化。

Description

湿式电除尘装置
技术领域
[0001]本发明涉及除尘设备领域,特别是涉及一种湿式电除尘装置。
背景技术
[0002]电除雾器是净化流体阻力最小的气液分离湿法设备,可用于冶炼烟气制酸、钛白 粉煅烧尾气处理、化工厂各类酸雾处理,多用于硫酸等行业。
[0003]电除雾器通过静电控制装置和直流高压发生装置,将交流电变成直流电送至除雾 装置中,在电晕线(阴极)和酸雾捕集极板(阳极)之间形成强大的电场,使空气分子被电离, 瞬间产生大量的电子和正、负离子,这些电子及离子在电场力的作用下作定向运动,构成了 捕集酸雾的媒介;同时使酸雾微粒荷电,这些荷电的酸雾粒子在电场力的作用下,作定向运 动,抵达到捕集酸雾的阳极板上,之后,荷电粒子在极板上释放电子,于是酸雾被集聚,在重 力作用下流到除酸雾器的储酸槽中,这样就达到了净化酸雾的目的。
[0004]但是现有技术的电除雾器在以下几个方面存在弊端: (1)、防腐性能:由于电除雾器处理的是饱和酸性湿烟气,所以除尘装置很容易在露点 以下产生化学腐蚀,从而引起设备损坏。
[0005^ (2)、电源系统:为使电除雾器高效运转,希望经常加上尽可能高的电压,所以,传 统的高压电源能耗高、容易由于结露爬电损坏,不易于维护。
[0006] (3)、绝缘系统:如有水分、粉尘附着在绝缘瓷瓶表面上,或混入电除雾器的绝缘油 中,电气绝缘就会显著恶化,使有效电压降低。
[0007] (4)、清灰系统:除雾室长期运转后,除尘效率逐渐降低,所以必须在适当的时期打 开清扫,定期清扫的周期根据矿的品种、焙烧炉形式、操作状态等决定。
[0008] (5)、放电电极:电除雾器的放电电极由于粉尘的粘附、绝缘皮膜的形成以及腐蚀、 安装质量不好而引起断线,或者由于不可能纠正的弯曲等原因需要予以更换,使用硫磺矿 及锌矿时,放电电极往往有形成绝缘皮膜的现象。
[0009] (6)、积尘系统:沉淀极用铅板,板式、管式通常都用3mm厚的铅板,此种材质不仅昂 贵而且耐腐蚀和导电性能都很差。
[001°] (7)、气流分布装置:未考虑到烟气流动带来的烟气不均匀效果,从而到时除尘效 果差。
发明内容
[0011]本发明的目的是提供一种湿式电除尘装置,适用于含湿烟气的处理,应用于电厂、 钢厂、化工厂、锅炉厂等大型能耗厂的粉尘排放的高效收集与处理,可以实现国家最新超低 排放标准小于等于5mg/m3。
[0012]为达到上述目的,本发明采用的技术方案是: 一种湿式电除尘装置,包括具有烟气进口、烟气出口(或直排烟囱)的壳体、设置在所述 的壳体内的阳极系统和阴极系统、为所述的阳极系统和阴极系统进行供电的电源系统、设 置在所述的壳体内的喷淋系统,所述的阳极系统包括阳极管,所述的阴极系统包括设置在 所述的阳极管内的电晕线,所述的阳极管为导电玻璃钢,所述的导电玻璃钢包括碳纤维垫 层、短切纤维条状垫层、玻纤布层以及玻璃表面垫层,并且在所述的阳极管中:所述的碳纤 维垫层、短切纤维条状垫层、玻纤布层以及玻璃表面垫层从内到外依次设置,所述的导电玻 璃钢内外表面还涂覆有乙烯基树脂层。
[0013]其中:碳纤维垫、短切纤维条状垫能够增强阳极管的刚性和强度;玻纤布以及玻璃 表面垫则增强了阳极管的抗拉性及表面均匀性、耐火阻燃。
[0014] 优选地,所述的乙烯基树脂层包含有高碳量石墨、阻燃剂的成分。高含碳量石墨的 含碳量>98%,乙烯基树脂能够提高阳极管的提升耐腐蚀性;石墨则增强了阳极管的导电 性;阻燃剂提高阳极管的耐火阻燃特性。
[0015] 优选地,所述的阳极管的截面为内切圆为35〇-360mm的正多边形,所述的阳极管的 厚度为2-4_、长度为5-6m。
[0016]优选地,所述的电晕线为星形线、锯齿线、角钢芒刺线、管形芒刺线、鱼骨针刺线、 螺旋线中的一种。
[0017]在对电晕线进行选择时根据不同需要上述电晕线的优先选择顺序如下: 1 •按牢固可靠程度及机械强度大小,选择顺序是:鱼骨针刺线、管形芒刺线、螺旋线、角 钢芒刺线、星形线、锯齿线。 ~ ~ ' 2. 按起晕电压的程度,选择顺序是:管形芒刺线、鱼骨针刺线、角钢芒刺线、螺旋线、星 形线。 ^ ^ ^ ' 3. 按板电流密度的分布均匀性,选择顺序是:螺旋线、星形线、新型管形芒刺线、管形芒 刺线、锯齿线、鱼骨针刺线、角钢芒刺线。 ~ ' ’
[0018] 4.按伏安特性曲线的优劣来看,选择顺序是:角钢芒刺线、锯齿线、管形芒刺线鱼 骨针刺线、螺旋线、星形线。 …一
[0019] 5.按对高浓度粉尘的适应性,选择顺序是:角钢芒刺线、锯齿线、管形芒刺线鱼骨 针刺线、螺旋线、星形线。 …一 6.按振打力的传递性能,选择顺序是:螺旋线、鱼骨针刺线、管形芒刺线、角钢芒刺线 星形线、锯齿线。 ~ ' … 7 •从经济角度考虑,选择顺序是:星形线、锯齿线、角钢芒刺线、管形芒刺线、鱼骨针刺 线、螺旋线。 <
[0020]从以上不同角度比较,每种阴极线都有自身的优点,从牢固可靠性、对各种烟气的 适应性和经济性等综合地来看,选择顺序应是:锯齿线、新型管形芒刺线、管形芒刺线、螺旋 线、角钢芒刺线、鱼骨针刺线、星形线。 /
[0021]另外对于不同的烟气性质和除尘器结构应可以选择不同阴极线。如电场含尘浓度 较高时,容易产生电晕封闭,应选用管形芒刺线或螺旋线;如烟气含尘量较低、灰尘^粒度乡^ 黏性大、比电阻较高时,宜选用螺旋线;又如电场内烟气流速高时(1.3m/s以上),宜选^对 风适应性强的锯齿线、鱼骨针刺线或螺旋线。 ’ 优选地,所述的喷淋系统包括与水箱相连通的多个喷嘴,所述的喷嘴位于所述的阳极 系统和阴极系统的上方,所述的喷嘴的采用螺旋雾化喷嘴。
[0022]进一步优选地,所述的喷嘴分布的重叠率为15〇-2〇〇%,所述的喷嘴的喷射夹角为 6〇-100度,所述的喷嘴的材质为聚四氟乙烯或3〇4不锈钢,所述的喷嘴的喷吹压力〇.卜 0.4Mpa,流量为 24-42L/min。
[0023]优选地,所述的壳体的内壁涂覆有玻璃鳞片树脂层,所述的玻璃鳞片树脂层的厚 度为2-3_,达到较好的防腐效果。
[0024]优选地,所述的电源系统为高频恒流电源,高频恒流电源起晕电流更大,能耗低、 能够保证恒流效果,使除尘效果比传统提升30-50%。
[0025] 高频恒流电源将三相380V/50HZ工频电源经三相整流成直流,经逆变电路逆变成 10kHz以上的高频交流电流,然后通过高频变压器升压,经高频整流器进行整流滤波,形成 几十千赫兹的高频脉动电流供给电除尘器电场。高频电源主要包括:整流器、逆变器、变压 器和控制器等,高频电源的功率控制包括脉冲高度调制、脉冲宽度调制和脉冲频率调制三 种方法,其输出供电电流由一系列窄脉冲构成,脉冲幅度、宽度及频率均可以调整。该电源 具备输出电压平稳、转换效率及功率因数高、质量轻、体积小、控制柜及变压器一体化、对厂 用电“污染”小、运行电压高、输出电流大、提高脱除效率。
[0026]优选地,所述的电除尘装置还包括热风吹扫系统,所述的热风吹扫系统包括风机、 加热部件,所述的风机、加热部件通过管道相连通并向所述的壳体内输送热风,通过风机和 加热部件不断产生高温气体到壳体内,让壳体内温度远远高于露点温度,从而避免了结露 爬电短路现象。
[0027] 优选地,所述的电除尘装置还包括设置在所述的壳体内的气流均布板,所述的气 流均布板位于所述的烟气进口下游、所述的阳极系统和阴极系统上游。
[0028]由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点: 本发明通过喷淋系统冲刷集尘极表面来进行清灰,可有效克服收集微细颗粒物(PM2.5 粉尘、S03酸雾、气溶胶)、重金属(取^3、5〇、?13、(:1〇、有机污染物(多环芳烃、二噁英)等难 题,含湿烟气中的烟尘排放可达10mg/m3甚至5mg/m3以下。
[0029] 本发明除尘效率高、压力损失小、操作简单、能耗小、无运动部件、无二次扬尘、维 护费用低、生产停工期短、可工作于烟气露点温度以下、结构紧凑可与其它烟气治理设备相 互结合、设计形式多样化。
附图说明
[0030]附图1为本实施例的工艺示意图; 附图2为本实施例中电除尘设备的剖视示意图; 附图3为附图2中A-A剖视示意图; 附图4为本实施例中阳极管的剖视示意图。
[0031]其中:1、壳体;10、烟气进口;U、烟气出口;2、阳极管;20、碳纤维垫层;21、短切纤 维条状垫层;22、玻纤布层;23、玻璃表面垫层;24、乙烯基树脂层;3、电晕线;40、水箱;41、喷 嘴;5、局频恒流电源;60、风机;61、加热部件;7、气流均布板;8、脱硫塔。
具体实施方式
[0032]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述: 如图所示的一种湿式电除尘装置,包括具有烟气进口 10、烟气出口 11的壳体1、设置在 壳体1内的阳极系统和阴极系统、为阳极系统和阴极系统进行供电的电源系统、设置在壳体 1内的喷淋系统。其中: 阳极系统包括阳极管2,阳极管2采用导电玻璃钢,阳极管2的截面为内切圆为350-360mm的正多边形,如正六边形,多个正六边形的阳极管2呈蜂窝状设置,阳极管2的厚度约 为3mm、长度为5_6m。在本实施例中:为了使阳极管2具有良好的刚性、强度、导电性、抗拉性、 表面均匀性、耐腐蚀、耐火阻燃性等特点,如图4所示:导电玻璃钢采用层状结构,使得阳极 管2从内到外依次采用:1mm厚30 g/m3的碳纤维塾层20、1mm厚450g/m3的短切纤维条状塾层 21、0.4圓厚30(^/1113的玻纤布层22以及5(^/1113的玻璃表面垫层23,并且导电玻璃钢内外表 面还涂覆有乙烯基树脂层24。其中:碳纤维垫、短切纤维条状垫、玻纤布以及玻璃表面垫均 可以通过直接购买获得,通过压制形成;乙烯基树脂,其中含有高含碳量(>98%)石墨、阻 燃剂等,其制备工艺如下: 将甲基丙烯酸和具有环氧当量、含溴量的溴化环氧树脂和阻聚剂及催化剂混合并经90 °C -130°C加热反应2-¾获得,并用苯乙烯进行稀释,获得树脂溶液。
[0033]导电玻璃钢通过乙烯基树脂不断浸润的情况下,让含胶量控制的越低越好,实验 证明这对阻燃性能、力学性能、材料成本方面均比较有利。
[0034]阳极管2的导电纤维电阻率控制在50 Q以下即可,相比一般体积电阻率约为100— 500Q •〇]!,常见几种物质电阻率:20°C时,纯水18.3X108Q .m、石墨8-13X10-6Q .m、铁 9.78X10-8Q 1
[OO35]阴极系统包括设置在阳极管2内的电晕线3,电晕线3位于阳极管2的中心,电晕线3 根据需要采用星形线、锯齿线、角钢芒刺线、管形芒刺线、鱼骨针刺线、螺旋线中的一种。在 电晕线3的选择上需要注意:其一,电晕线3的性能直接关乎静电除尘器除尘效率;二,因为 电晕线3断裂所产生的后果,对静电除尘器正常运行影响最为严重,将会造成电场短路或严 重闪络,因此,在静电除尘器设计中,应根据不同的工况条件,从适应性、安全性、经济性出 发合理选配极线。
[0036]喷淋系统包括与水箱40相连通的多个喷嘴41,喷嘴41位于阳极系统和阴极系统的 上方,喷嘴41的采用螺旋雾化喷嘴。喷嘴41分布的重叠率为150-2〇0%,喷嘴41的喷射夹角为 60-100度,喷嘴41的喷吹压力0 • 3Mpa,流量为24-42L/min从而使喷淋达到更好的效果。喷嘴 41的材质为聚四氟乙烯,也可以提高喷嘴本身的防腐性能,或者为304钢。水箱40可以采用 脱硫工艺水,进行喷淋清洗的同时也对烟气起到脱硫的作用。新型高效的喷淋系统每天冲 洗一到三次,一次一到十分钟,以每天冲洗一到两次,一次三到五分钟为优,可以避免二次 扬尘,从而达到很好的清灰效果,将积尘极的粉尘定时冲洗干净。
[0037]电源系统为高频恒流电源5,高频恒流电源5起晕电流更大,能耗低、能够保证恒流 效果,使除尘效果比传统提升30-50%。
[0038]壳体1的内壁涂覆有玻璃鳞片树脂层,玻璃鱗片树脂层的厚度为2-3mm,达到较好 的防腐效果。
[0039]在本实施例中:电除尘装置还包括热风吹扫系统,热风吹扫系统包括风机60、加热 部件61,加热部件可以为如电加热器等,风机60、加热部件61通过管道相连通并向壳体1内 输送热风,向壳体1内输送热风的点可以设置多个,使热风输送也更加均匀。这样,通过风机 60和加热部件61不断产生高温气体到壳体1内,特别是壳体1的绝缘箱,让绝缘箱内的温度 远远高于露点温度,从而避免了结露爬电短路现象。
[0040]在本实施例中:电除尘装置还包括设置在壳体1内的气流均布板7,气流均布板7位 于烟气进口下游、阳极系统和阴极系统上游。烟气从烟气进口 10进入壳体1内后,先通过气 流均布板7进行均流后进行阳极系统和阴极系统进行除尘。通过CFD气流模拟实验模拟烟气 流动特性,从而得到最佳的气流均布方式。
[0041] 此外,本实施例可以在底部配合脱硫塔8,进行组合使用。
[0042] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人 士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明 精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种湿式电除尘装置,包括具有烟气进口、烟气出口的壳体、设置在所述的壳体内的 阳极系统和阴极系统、为所述的阳极系统和阴极系统进行供电的电源系统、设置在所述的 壳体内的喷淋系统,所述的阳极系统包括阳极管,所述的阴极系统包括设置在所述的阳极 管内的电晕线,其特征在于:所述的阳极管为导电玻璃钢,所述的导电玻璃钢包括碳纤维塾 层、短切纤维条状垫层、玻纤布层以及玻璃表面垫层,并且在所述的阳极管中:所述的碳纤 维垫层、短切纤维条状垫层、玻纤布层以及玻璃表面垫层从内到外依次设置,所述的导电玻 璃钢内外表面还涂覆有乙烯基树脂层。 _
2. 根据权利要求1所述的湿式电除尘装置,其特征在于:所述的乙煤基树脂层包含有闻 碳量石墨、阻燃剂的成分。
3. 根据权利要求1所述的湿式电除尘装置,其特征在于:所述的阳极管的截面为内切圆 为350-360mm的正多边形,所述的阳极管的厚度为2-4mm、长度为5-em。
4. 根据权利要求1所述的湿式电除尘装置,其特征在于:所述的电晕线为星形线、锯齿 线、角钢芒刺线、管形芒刺线、鱼骨针刺线、螺旋线中的一种。
5. 根据权利要求1所述的湿式电除尘装置,其特征在于:所述的喷淋系统包括与水箱相 连通的多个喷嘴,所述的喷嘴位于所述的阳极系统和阴极系统的上方,所述的喷嘴的采用 螺旋雾化喷嘴。
6. 根据权利要求5所述的湿式电除尘装置,其特征在于:所述的喷嘴分布的重叠率为 150-200%;所述的喷嘴的喷射夹角为60-100度;所述的喷嘴的材质为聚四氟乙烯或304不锈 钢。
7. 根据权利要求1所述的湿式电除尘装置,其特征在于:所述的壳体的内壁涂覆有玻璃 鳞片树脂层,所述的玻璃鳞片树脂层的厚度为2-3mm。
8. 根据权利要求1所述的湿式电除尘装置,其特征在于:所述的电源系统为高频恒流电 源。
9. 根据权利要求1所述的湿式电除尘装置,其特征在于:所述的电除尘装置还包括热风 吹扫系统,所述的热风吹扫系统包括风机、加热部件,所述的风机、加热部件通过管道相连 通并向所述的壳体内输送热风。
10. 根据权利要求1所述的湿式电除尘装置,其特征在于:所述的电除尘装置还包括设 置在所述的壳体内的气流均布板,所述的气流均布板位于所述的烟气进口下游、所述的阳 极系统和阴极系统上游。
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