CN107617295A - 一种颗粒床静电强化过滤除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，其包括壳体及自上而下依次设于壳体内的滤料颗粒层和布风装置，壳体上设有位于滤料颗粒层上方的含尘气进气口和含尘反吹气出气口、位于布风装置下方的干净气出气口和干净反吹气进气口，滤料颗粒层中竖直设有接地的金属集尘板，金属集尘板分隔滤料颗粒层为多个子滤料颗粒层，子滤料颗粒层中心位置上竖直插有与高压电源连接的金属电极棒，子滤料颗粒层置于由插设的金属电极棒和对应的金属集尘板所形成的电场中；金属集尘板的正上方竖直设有接地的金属荷电极板，金属电极棒的正上方竖直设有与高压电源连接的电晕放电极，使滤料颗粒层的正上方区域形成电晕荷电区；优点是过滤除尘效率高，清灰效果好。

Description

一种颗粒床静电强化过滤除尘装置

技术领域

本发明涉及一种颗粒床过滤除尘装置，尤其是涉及一种颗粒床静电强化过滤除尘装置。

背景技术

为了提高颗粒床过滤效率，中国公告的发明专利“颗粒床气体净化装置及其方法”(公告号为CN1647847A，专利号为ZL200410084485.3)，该颗粒床气体净化装置包括壳体、设置在壳体内的布风器和位于布风器之上的颗粒床，其特征在于：颗粒床至少由两层滤料组成，所述各层滤料的粒径自上而下依次逐层减小，而各层滤料的颗粒密度则自上而下依次逐层增大，且上层滤料颗粒密度小于相邻下层滤料正常流化时所形成的床层密度，同时所述的各层滤料还具有共同的正常流化而互不相混的气速范围。采用此装置除尘时，上部各层滤料进行粗除尘，最下层滤料进行精除尘；反吹清灰时，各层滤料正常流化而互不相混。采用此装置既可提高床层的容尘量，又能提高过滤除尘效率，且清灰简单。

但是，上述的颗粒床气体净化装置在实施过程中存在以下问题：当过滤全体粉尘均为亚微米粒子时，由于没有粗粉尘的以尘滤尘效应，因此过滤除尘效果达不到要求；当减小上层滤料颗粒和下层滤料颗粒的粒径时，虽然能够提高过滤除尘效率，但是会导致滤层的压降过大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，其结构简单，且过滤除尘效率高，清灰效果好。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，包括壳体及自上而下依次设置于所述的壳体内的滤料颗粒层和布风装置，所述的壳体上设置有含尘气进气口和含尘反吹气出气口、干净气出气口和干净反吹气进气口，所述的含尘气进气口和所述的含尘反吹气出气口位于所述的滤料颗粒层的上方，所述的干净气出气口和所述的干净反吹气进气口位于所述的布风装置的下方，其特征在于：所述的滤料颗粒层中竖直设置有若干块接地的金属集尘板，所有所述的金属集尘板分隔所述的滤料颗粒层为多个子滤料颗粒层，每个所述的子滤料颗粒层在横截面的中心位置上竖直插设有与高压电源连接的金属电极棒，每个所述的子滤料颗粒层置于由插设于其中的所述的金属电极棒和其所对应的所述的金属集尘板所形成的电场中，使所述的滤料颗粒层构成兼具电除尘与过滤除尘双重作用的集尘区；所述的金属集尘板的正上方对应地竖直设置有接地的金属荷电极板，所述的金属电极棒的正上方对应地竖直设置有与高压电源连接的电晕放电极，使位于所述的滤料颗粒层的正上方且具有所述的金属荷电极板和所述的电晕放电极的区域构成电晕荷电区，从而使经过电晕荷电区的含尘气中的粉尘荷电。

所述的电晕放电极由上金属棒和设置于所述的上金属棒上的多根电晕放电针或电晕放电刺或其它形状的放电尖端组成，所述的金属电极棒由下金属棒组成，所述的上金属棒与所述的下金属棒一体连接；实质上采用了一根金属棒，金属棒分为上、下两部分，下部分为下金属棒作为金属电极棒，上部分为上金属棒，在上金属棒上设置多根电晕放电针或电晕放电刺或其它形状的放电尖端即得到电晕放电极。

所述的金属集尘板由下金属格栅组成，所述的下金属格栅的栅格与所述的子滤料颗粒层一一对应，即一个子滤料颗粒层位于对应的一个栅格内，所述的金属荷电极板由上金属格栅组成，所述的上金属格栅和所述的下金属格栅一体连接。

所述的高压电源设置于所述的壳体外，所述的电晕放电极的顶端通过穿过所述的壳体的导线与所述的高压电源连接，所述的导线与所述的壳体之间由绝缘体绝缘与密封。

所述的布风装置由布风用金属格栅、多孔板、支承网和防漏颗粒层组成，所述的布风用金属格栅与所述的金属集尘板上下对应地竖直设置于所述的金属集尘板的正下方，所述的布风用金属格栅的周边边缘与所述的壳体密封连接，所述的多孔板水平布置于所述的布风用金属格栅的底端上，所述的多孔板的周边边缘与所述的壳体密封连接，所述的支承网水平布置于所述的布风用金属格栅的中部或上部上，所述的防漏颗粒层铺设于所述的支承网上，所述的滤料颗粒层铺设于所述的防漏颗粒层上。在此，使布风用金属格栅的周边边缘与壳体密封连接，并使多孔板的周边边缘与壳体密封连接，这样布风用金属格栅将其所在空间分隔成多个互不窜气的子空间，使用该布风装置时，经过多孔板进入每个子空间内的反吹气气流均在各自的子空间内流动，依次流过各自的子空间内的支承网和防漏颗粒层，不向相邻的子空间窜气，且当多孔板的开孔率低时，可使得流过各个子空间内的反吹气气速彼此相等，布风均匀性好，能够使铺设于防漏颗粒层上的滤料颗粒层均匀流化；布风用金属格栅将其所在空间分隔成多个互不窜气的子空间，从而使得该布风装置的抗热变形性好；采用支承网结合防漏颗粒层，使得该布风装置的抗堵防漏性好；布风用金属格栅内自下而上依次设置多孔板、支承网和防漏颗粒层，形成分格化布风区，由于各栅格之间互不串气，且处于阻力平方区的多孔板对各栅格内的气流量可自动调节平衡，使各栅格内的气流量均衡，从而使整个大床的滤料在反吹时流化均匀，并且大床面的热胀冷缩量大，而分摊到众多小尺寸的栅格的热胀冷缩量小，使栅格内的防漏颗粒层的防漏料性、防漏气性不受热胀冷缩的影响，提高了该布风装置的高温适应性。

所述的布风用金属格栅与所述的下金属格栅一体连接；实质上采用了一金属格栅，将该金属格栅分为上、中、下三部分，上部分为上金属格栅、中部分为下金属格栅、下部分为布风用金属格栅。

所述的滤料颗粒层由铺设于所述的防漏颗粒层上的下滤料颗粒层和铺设于所述的下滤料颗粒层上的上滤料颗粒层组成。

所述的下滤料颗粒层的层厚为30～60mm，所述的下滤料颗粒层中的颗粒的粒径为0.20～0.80mm，所述的上滤料颗粒层的层厚为150～350mm，所述的上滤料颗粒层中的颗粒的粒径为1.0～4.0mm。

所述的金属电极棒的底端伸入至所述的下滤料颗粒层的下部中。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)通过在滤料颗粒层中竖直设置接地的金属集尘板和与高压电源连接的金属电极棒，使得滤料颗粒层内存在电场，并通过在金属集尘板的正上方对应地竖直设置接地的金属荷电极板，在金属电极棒的正上方对应地竖直设置与高压电源连接的电晕放电极，使滤料颗粒层的正上方且具有金属荷电极板和电晕放电极的区域构成电晕荷电区，即在滤料颗粒层的正上方设置电晕荷电区，这样在过滤除尘时，可使得经过电晕荷电区的含尘气中的粉尘荷电，经过滤料颗粒层时得到静电增强过滤，从而提高了过滤除尘效率。

2)反吹清灰时，滤料颗粒层反吹流化，不仅使得捕获于滤料颗粒层中的粉尘快速吹出，而且还使得位于滤料颗粒层内的金属电极棒、金属集尘板上的粉尘被流化的滤料颗粒摩擦清除，也使得位于滤料颗粒层的上方的电晕放电极和金属荷电极板上的粉尘被流化翻腾的滤料颗粒摩擦清除，清灰效果好。

3)利用金属集尘板即下金属格栅将大床面颗粒床分隔成众多与各栅格对应的小颗粒床(即大床小床化)，并以金属集尘板兼作接地电极，各栅格的中心插高压电极即金属电极棒，这样不论颗粒床有多大床面，均可以方便地通过选择栅格的尺寸，获得所需的极间距，在滤料颗粒层的上方和滤料颗粒层内分别形成电场强度合适的电晕荷电区和电场收尘区。

附图说明

图1为本发明的颗粒床静电强化过滤除尘装置在过滤除尘时的剖视结构示意图；

图2为本发明的颗粒床静电强化过滤除尘装置在反吹流化清灰时的剖视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明提出的一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，如图所示，其包括接地的壳体1及自上而下依次设置于壳体1内的滤料颗粒层2和布风装置3，壳体1上设置有含尘气进气口(图中未示出)和含尘反吹气出气口(图中未示出)、干净气出气口(图中未示出)和干净反吹气进气口(图中未示出)，含尘气进气口和含尘反吹气出气口位于滤料颗粒层2的上方，干净气出气口和干净反吹气进气口位于布风装置3的下方，滤料颗粒层2中竖直设置有接地的金属集尘板41，所有金属集尘板41分隔滤料颗粒层2为多个子滤料颗粒层21，每个子滤料颗粒层21在横截面的中心位置上竖直插设有与高压电源9连接的金属电极棒51，每个子滤料颗粒层21置于由插设于其中的金属电极棒51和其所对应的金属集尘板41所形成的电场中，使滤料颗粒层2构成兼具电除尘与过滤除尘双重作用的集尘区；金属集尘板41的正上方对应地竖直设置有接地的金属荷电极板42，金属电极棒51的正上方对应地竖直设置有与高压电源9连接的电晕放电极52，使位于滤料颗粒层2的正上方且具有金属荷电极板42和电晕放电极52的区域构成电晕荷电区，从而使经过电晕荷电区的含尘气中的粉尘荷电。在此，集尘区和电晕荷电区的平均电场强度为1.5～5KV/cm，如具体为2.5KV/cm或2.0KV/cm。

在本实施例中，电晕放电极52由上金属棒521和设置于上金属棒521上的多根电晕放电针522或电晕放电刺或其它形状的放电尖端组成，金属电极棒51由下金属棒511组成，上金属棒521与下金属棒511一体连接，实质上采用了一根金属棒，金属棒分为上、下两部分，下部分为下金属棒511作为金属电极棒51，上部分为上金属棒521，在上金属棒521上设置多根电晕放电针522或电晕放电刺或其它形状的放电尖端即得到电晕放电极52；金属集尘板41由下金属格栅411组成，下金属格栅411的栅格与子滤料颗粒层21一一对应，即一个子滤料颗粒层21位于对应的一个栅格内，金属荷电极板42由上金属格栅421组成，上金属格栅421和下金属格栅411一体连接。

在本实施例中，高压电源9设置于壳体1外，电晕放电极52的顶端通过穿过壳体1的导线81与高压电源9连接，导线81与壳体1之间由绝缘体82绝缘与密封。

在本实施例中，布风装置3由布风用金属格栅31、多孔板32、支承网33和防漏颗粒层34组成，布风用金属格栅31与金属集尘板41上下对应地竖直设置于金属集尘板41的正下方，布风用金属格栅31的周边边缘与壳体1密封连接，多孔板32水平焊接于布风用金属格栅31的底端上，多孔板32的周边边缘与壳体1密封连接，支承网33水平布置于布风用金属格栅31的中部或上部上，防漏颗粒层34铺设于支承网33上，滤料颗粒层2铺设于防漏颗粒层34上。在此，使布风用金属格栅31的周边边缘与壳体1密封连接，并使多孔板32的周边边缘与壳体1密封连接，这样布风用金属格栅31将其所在空间分隔成多个互不窜气的子空间311，使用该布风装置3时，经过多孔板32进入每个子空间311内的反吹气气流均在各自的子空间311内流动，依次流过各自的子空间311内的支承网33和防漏颗粒层34，不向相邻的子空间311窜气，且当多孔板32的开孔率低时，可使得流过各个子空间311内的反吹气气速彼此相等，布风均匀性好，能够使铺设于防漏颗粒层34上的滤料颗粒层2均匀流化；布风用金属格栅31将其所在空间分隔成多个互不窜气的子空间311，从而使得该布风装置3的抗热变形性好；采用支承网33结合防漏颗粒层34，使得该布风装置3的抗堵防漏性好；布风用金属格栅31内自下而上依次设置多孔板32、支承网33和防漏颗粒层34，形成分格化布风区，由于各栅格之间互不串气，且处于阻力平方区的多孔板32对各栅格内的气流量可自动调节平衡，使各栅格内的气流量均衡，从而使整个大床的滤料在反吹时流化均匀，并且大床面的热胀冷缩量大，而分摊到众多小尺寸的栅格的热胀冷缩量小，使栅格内的防漏颗粒层34的防漏料性、防漏气性受热胀冷缩的影响小，提高了该布风装置3的高温适应性。

在本实施例中，布风用金属格栅31与下金属格栅411一体连接，实质上采用了一金属格栅，将该金属格栅分为上、中、下三部分，上部分为上金属格栅421、中部分为下金属格栅411、下部分为布风用金属格栅31；滤料颗粒层2由铺设于防漏颗粒层34上的下滤料颗粒层22和铺设于下滤料颗粒层22上的上滤料颗粒层23组成，金属电极棒51的底端伸入至下滤料颗粒层22的下部中，下滤料颗粒层22的层厚为30～60mm，如具体可取45mm，下滤料颗粒层22中的颗粒的粒径为0.20～0.80mm，如具体可取0.3～0.5mm，上滤料颗粒层23的层厚为150～350mm，如具体可取250mm，上滤料颗粒层23中的颗粒的粒径为1.0～4.0mm，如具体可取1.5～3mm。

在本实施例中，布风用金属格栅31、下金属格栅411和上金属格栅421均为钢格栅，或布风用金属格栅31、下金属格栅411和上金属格栅421一体连接为钢格栅，具体为不锈钢格栅，不锈钢格栅中的栅格的横截面尺寸可以为(100mm～400mm)×(100mm～400mm)，如具体可取250mm×250mm，布风用金属格栅31的高为50mm～200mm，如设为80mm，下金属格栅411的高为200mm～450mm，如设为345mm，上金属格栅421的高为20～100mm，如设为30mm；多孔板32的开孔率可以为0.5～3％，如取1％，多孔板32上的开孔均匀，若气温高且密度小，则多孔板32的开孔率可取小值，如取0.8％，这样可使多孔板32具有足够压降，从而可使布风用金属格栅31中的各栅格内的反吹气气速均匀；支承网33为不锈钢筛网，不锈钢筛网的网孔孔径为1mm～2mm，不锈钢筛网所采用的不锈钢丝的丝径为1mm～2mm，具体可以选用网孔孔径为1.575mm、所采用的不锈钢丝的丝径为1.6mm的不锈钢筛网，或选用网孔孔径为1.35mm、所采用的不锈钢丝的丝径为1.19mm的不锈钢筛网；支承网33也可以为不锈钢条缝筛，不锈钢条缝筛的上缝宽为1mm～1.5mm，不锈钢条缝筛的下缝宽为2mm～2.5mm，具体可选用上缝宽为1.3mm、下缝宽为2.5mm的不锈钢条缝筛；防漏颗粒层34的层厚可以为10mm～30mm，如具体可将层厚设计为20mm，防漏颗粒层34中的颗粒的粒径为1.6mm～2.0mm，防漏颗粒层34中的颗粒为不锈钢珠或氧化铝珠或其它重质颗粒。

上述实施例中，根据实际情况，所涉部件的尺寸参数并不限于以上实例，且对于大床体，为便于该颗粒床静电强化过滤除尘装置的拆装，布风用金属格栅31、下金属格栅411即金属集尘板41、上金属格栅421即金属荷电极板42、多孔板32、支承网33均可采用分片组装，金属电极棒51和电晕放电极52也可彼此分体独立，且分别与壳体1外的各自的高压电源连接，布风用金属格栅31、下金属格栅411即金属集尘板41、上金属格栅421即金属荷电极板42也均可分体独立。

该颗粒床静电强化过滤除尘装置的工作过程是：如图1所示，含尘气从含尘气进气口进入壳体1内，经过电晕荷电区时使含尘气中的粉尘获得荷电，依次经过上滤料颗粒层23和下滤料颗粒层22，其中的粉尘被捕集于上滤料颗粒层23和下滤料颗粒层22中，在此过滤除尘过程中，在电晕荷电区荷上了电荷的带电粉尘在集尘区受电场力的作用，强化了过滤效果，过滤得到的干净气依次经过防漏颗粒层34、支承网33、多孔板32，最后从干净气出气口排出。上述过滤除尘过程中，滤料颗粒层2的压降随着积尘量的增加不断增大，压降增大到一定值时，该装置切换为反吹流化清灰状态，如图2所示，干净反吹气从干净反吹气进气口进入壳体1内，依次经过多孔板32、支承网33、防漏颗粒层34、下滤料颗粒层22、上滤料颗粒层23和电晕荷电区，最后从含尘反吹气出气口排出，选择合适的反吹气使下滤料颗粒层22、上滤料颗粒层23中的颗粒流化，收集于滤料颗粒层2中的粉尘由反吹气快速带出壳体1，同时流态化的颗粒的碰撞摩擦使沉积于金属电极棒51、金属集尘板41、电晕放电极52、金属荷电极板42上的粉尘快速脱落而清除，完成清灰后，停止反吹，下滤料颗粒层22和上滤料颗粒层23恢复原样，互不相混，接着又切换为过滤除尘状态，如此过滤-清灰交替进行。当多个这样的装置并联组合时，多个装置并联过滤，轮流清灰，使大流量气体连续过滤除尘。

Claims (9)

1.一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，包括壳体及自上而下依次设置于所述的壳体内的滤料颗粒层和布风装置，所述的壳体上设置有含尘气进气口和含尘反吹气出气口、干净气出气口和干净反吹气进气口，所述的含尘气进气口和所述的含尘反吹气出气口位于所述的滤料颗粒层的上方，所述的干净气出气口和所述的干净反吹气进气口位于所述的布风装置的下方，其特征在于：所述的滤料颗粒层中竖直设置有若干块接地的金属集尘板，所有所述的金属集尘板分隔所述的滤料颗粒层为多个子滤料颗粒层，每个所述的子滤料颗粒层在横截面的中心位置上竖直插设有与高压电源连接的金属电极棒，每个所述的子滤料颗粒层置于由插设于其中的所述的金属电极棒和其所对应的所述的金属集尘板所形成的电场中，使所述的滤料颗粒层构成兼具电除尘与过滤除尘双重作用的集尘区；所述的金属集尘板的正上方对应地竖直设置有接地的金属荷电极板，所述的金属电极棒的正上方对应地竖直设置有与高压电源连接的电晕放电极，使位于所述的滤料颗粒层的正上方且具有所述的金属荷电极板和所述的电晕放电极的区域构成电晕荷电区。

2.根据权利要求1所述的一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，其特征在于：所述的电晕放电极由上金属棒和设置于所述的上金属棒上的多根电晕放电针或电晕放电刺组成，所述的金属电极棒由下金属棒组成，所述的上金属棒与所述的下金属棒一体连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，其特征在于：所述的金属集尘板由下金属格栅组成，所述的下金属格栅的栅格与所述的子滤料颗粒层一一对应，所述的金属荷电极板由上金属格栅组成，所述的上金属格栅和所述的下金属格栅一体连接。

4.根据权利要求1所述的一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，其特征在于：所述的高压电源设置于所述的壳体外，所述的电晕放电极的顶端通过穿过所述的壳体的导线与所述的高压电源连接，所述的导线与所述的壳体之间由绝缘体绝缘与密封。

5.根据权利要求3所述的一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，其特征在于：所述的布风装置由布风用金属格栅、多孔板、支承网和防漏颗粒层组成，所述的布风用金属格栅与所述的金属集尘板上下对应地竖直设置于所述的金属集尘板的正下方，所述的布风用金属格栅的周边边缘与所述的壳体密封连接，所述的多孔板水平布置于所述的布风用金属格栅的底端上，所述的多孔板的周边边缘与所述的壳体密封连接，所述的支承网水平布置于所述的布风用金属格栅的中部或上部上，所述的防漏颗粒层铺设于所述的支承网上，所述的滤料颗粒层铺设于所述的防漏颗粒层上。

6.根据权利要求5所述的一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，其特征在于：所述的布风用金属格栅与所述的下金属格栅一体连接。

7.根据权利要求6所述的一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，其特征在于：所述的滤料颗粒层由铺设于所述的防漏颗粒层上的下滤料颗粒层和铺设于所述的下滤料颗粒层上的上滤料颗粒层组成。

8.根据权利要求7所述的一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，其特征在于：所述的下滤料颗粒层的层厚为30～60mm，所述的下滤料颗粒层中的颗粒的粒径为0.20～0.80mm，所述的上滤料颗粒层的层厚为150～350mm，所述的上滤料颗粒层中的颗粒的粒径为1.0～4.0mm。

9.根据权利要求8所述的一种颗粒床静电强化过滤除尘装置，其特征在于：所述的金属电极棒的底端伸入至所述的下滤料颗粒层的下部中。