CN109745817A - 一种电袋复合除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电袋复合除尘装置，包括前部的电场区和后部的电袋混合区，电场区和电袋混合区相互连通，所述电袋混合区内设有至少一个的金属滤袋，各所述金属滤袋作为阳极并接地；所述电袋混合区还包括与各所述金属滤袋相对应的电晕极，电晕极上设有针刺线，并且电晕极作为阴极；各金属滤袋和相对应的各电晕极之间形成电场。本发明采用前部的电场区和后部的电袋混合区配合的方式进行除尘，大部分粉尘在电场区被去除，剩下的粉尘再由电袋混合区去除，不仅除尘效果显著，而且能真正达到节能的要求。

Description

一种电袋复合除尘装置

技术领域

本发明涉及工业烟尘的净化装置，特别是指一种除尘效果良好的电袋复合除尘装置；本装置可用于燃煤电厂锅炉烟气治理，也可用于非电行业(如玻璃熔炉、铝行业、铅行业、冶金工业等)的烟气治理。

背景技术

当前，经济社会发展与资源、环境约束的矛盾日益突出，环境保护面临越来越严峻的挑战。其中，工业窑炉、火电、水泥、钢铁等工业生产过程中，燃料燃烧会产生的大量粉尘，便是造成空气污染的主要因素之一。

净化工业生产过程中的烟尘是防治大气污染、改善空气质量的主要措施。其中，电袋复合除尘装置便是工业除尘的一种重要设备，由于其具有高效、节能的特点，目前已在电力、水泥、冶金、等行业得到广泛应用。

现有的电袋复合除尘装置，大多采用“前电后袋”式结构，即前部为电场区，后部为化纤制的滤袋区。这种“前电后袋”式结构，主要存在以下问题：首先，荷电粉尘从电场区流入滤袋区时，由于流动路径过长，粉尘中的电荷已经丢失，沉积在滤袋上的粉尘已不再具有荷电粉尘的优势，容易对滤袋的透气性造成影响，进而增大除尘器阻力。其次，化纤制的滤袋强度低，寿命短，而且废旧滤袋处理困难，容易造成二次污染。另外，如果只是简单的将滤袋区的滤袋替换成金属滤袋，则设备费用将大幅度增加。

针对上述“前电后袋”式结构存在的主要问题，专利CN106552469B公开了一种改进的结构，它包括设有滤袋和电场的电袋混合区，所述滤袋为金属滤袋，且所述金属滤袋的外周表面设有阴极放电极，并且所述电袋混合区设有与所述放电极对应的阳极板，所述放电极和所述阳极板形成所述电场。该专利把化纤制的滤袋改为金属滤袋，金属滤袋作为阴极放电极，同时引入阳极板，使得阳极板和金属滤袋之间形成电场。虽然在理论上解决了“前电后袋”式结构存在的主要问题，但是专利CN106552469B本身也同时存在实际利用价值低的问题：

1、该专利中的金属滤袋为阴极(接高压电的负极)，存在非常大的弊端，在使用时，必须考虑短路的问题。从文中的描述可知，为了防止短路，每个金属滤袋的上部、中部、下部分别通过绝缘部件进行绝缘，例如：中部的绝缘部件由防摆框架配合固定在壳体侧壁的第一绝缘支撑实现。这种绝缘的结构，理论上可行，但是在实际使用时，必然无法做到真正的绝缘。因为，在长时间工作后，荷电粉尘必然会大量积聚在上述绝缘部件上，并最终导致短路，不仅工作可靠性差，故障率高，甚至还非常容易出现人员伤亡事故。此外，在大型的除尘装置中，金属滤袋的数量多达上万个，按照上述专利的结构要求，至少需要设置30000多个绝缘点。过多的绝缘点，不仅会占用大量的内部空间，而且极大地增加了设备成本和安装难度。

2、针刺线安装于金属滤袋上，焊点多，不仅制造非常困难，而且金属滤袋上的焊点本身也会造成网眼的堵塞，并对金属滤袋的透气性造成负面影响。

3、由于绝缘问题的存在，金属滤袋无法直接吊装在花板上，再考虑到金属滤袋的长度通常在7米以上，相当于两层楼的高度，因此，为了保证金属滤袋的平直度，每个金属滤袋的上部、中部、下部分别需要通过绝缘的支撑部件进行支撑，这对于具有多达上万个金属滤袋的大型除尘装置来说，结构会变的非常复杂。

4、对于大型除尘器，金属滤袋的长度往往在7米以上，而金属滤袋的直线度又难以保证在20mm以内，因此安装在金属滤袋上的各针刺线与阳极板的距离必然存在较大的偏差，从而影响除尘器的工作电压，以致除尘器的效率下降。

5、该专利的除尘器仅有电-袋复合除尘区，当进口烟气粉尘浓度较大时，大量粉尘将直接附着在金属滤袋上，这就会导致除尘器的阻力大增，无法实现节能的要求。

发明内容

本发明提供了一种电袋复合除尘装置，其目的在于提供一种工作稳定性强、除尘效果突出并且除尘器阻力小的电袋复合除尘装置，真正实现节能减排。

为了达到目的，本发明提供的技术方案如下：

一种电袋复合除尘装置，包括前部的电场区和后部的电袋混合区，电场区和电袋混合区相互连通，所述电袋混合区内设有至少一个的金属滤袋，各所述金属滤袋接地并作为阳极；所述电袋混合区还包括与各所述金属滤袋对应设置的电晕极，各电晕极上设有针刺线，并且各电晕极作为阴极于高压电源相连；各金属滤袋和对应的各电晕极之间形成电场。

在推荐的实施方式中，所述电袋混合区包括导电的壳体以及导电的花板，所述壳体直接接地，所述花板固定于壳体内，所述各金属滤袋的上端分别吊装于所述花板；所述电晕极为线状放电电极，所述线状放电电极与高压电源的负极相连，并且与所述金属滤袋相平行。花板固定在壳体上，壳体接地，因此吊装在花板上的金属滤袋接地。

在推荐的实施方式中，所述金属滤袋呈行列式布置，各行的行距和各列的列距分别相同；所述线状放电电极也呈行列式布置，并且各行的行距和各列的列距分别相同。虽然电袋混合区的电场是不均匀电场，但是将金属滤袋和线状放电电极均匀布置，有利保证电袋混合区内电场的相对均匀性和稳定性，从而更加有利于提升整体的除尘效果。

在推荐的实施方式中，所述金属滤袋的横截面至少包括左右两侧相对称的直边部，所述各线状放电电极设置于相邻两个所述金属滤袋的直边部的中心位置。金属滤袋的横截面形状可以是矩形、“胶囊”形或者是在两直边部的两侧连接非半圆形的弧形部。由于各线状放电电极设置于相邻两个金属滤袋的直边部的中心位置，因此直边部上的各个点到最接近的线状放电电极的距离基本相同，不会出现同一金属滤袋上各点的电场强度差异明显的情况，因此同一金属滤袋上各处的电场分布相对均匀，从而更有利于促使整体除尘效果的提升。反过来说，如果将直线部改为弧形部或其它非直边形，则其上的各个点到最接近的线状放电电极的距离差就会非常明显，距离过远则不会产生负离子效应，距离过近又会导致打火短路的问题。

在推荐的实施方式中，所述金属滤袋的横截面呈“胶囊”形，它由两侧的直边部和分别连接于两直边部两端的两个半圆形部组成。将金属滤袋的横截面设置成“胶囊”形的主要目的在于确保金属滤袋中电场分布的相对均匀性和稳定性。其次，“胶囊”形金属滤袋在弯折处的曲率较小，不仅更容易加工，而且不会出现拐弯处的厚薄差异大的问题。

在推荐的实施方式中，所述电袋混合区还包括一一对应的包覆于所述金属滤袋外侧的外金属网，所述金属滤袋和所述外金属网之间固定有至少两块连接板，所述连接板将所述金属滤袋和所述外金属网相互隔开，各所述连接板的一侧与所述金属滤袋固定连接，另一侧与所述外金属网固定连接，并且外金属网的上端靠近花板的底面。外金属网的设置，可以防止放电电弧对金属滤袋造成的损害。另外，连接板的具体形状不限，例如可以是竖直长条形的，连接板的两侧分别固定金属滤袋和外金属网。主要有两方面作用，一方面将外金属网固定在金属滤袋上，另一方面将外金属网和金属滤袋间隔开。

在推荐的实施方式中，以花板为界，所述电袋混合区分为下部的除尘段和上部的净气室，电袋混合区的烟气入口设置于除尘段的下部，烟气出口设置于净气室的侧面，所述除尘段的底部设有灰斗，所述净气室内设有喷吹清灰装置。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明采用前部的电场区和后部的电袋混合区配合的方式进行除尘，大部分粉尘在电场区被去除，剩下的粉尘再由电袋混合区去除，除尘效果显著。

2、荷电粉尘会积聚在金属滤袋上形成荷电粉尘层，而荷电粉尘层的透气性非常好，因此金属滤袋的过滤风速可大幅度提高，相应的除尘器阻力将会大幅度降低，因此更为节能。

3、本发明的金属滤袋接地(作为阳极)，它在使用时不需要担心短路的问题，金属滤袋不仅可以直接吊装在花板上，而且不再需要考虑由于金属滤袋支撑需要存在的绝缘问题，也就是说不再需要设置对比专利中的绝缘支撑部件，因此本发明结构更加简单，而且工作可靠性和稳定性得到极大地增强。

4、本发明的针刺线设置于电晕极上，相比于将针刺线安装在金属滤袋上，不仅加工难度明显降低，而且更有利于保证金属滤袋跟电晕极的平行度，确保电场的稳定性。

5、荷电粉尘会积聚在金属滤袋上形成荷电粉尘层，而荷电粉尘层的透气性非常好，因此金属滤袋的过滤风速可大幅度提高，相应的金属滤袋数量可大幅度减少，这便可极大地降低设备成本。具体的，在同等条件下，普通化纤滤袋的过滤风速度为0.8—0.9m/min，金属滤袋的过滤风速度可提高到1.2—1.5m/min，将近提升30％的速度，因此相应的金属滤袋数量可减少30％左右，对于具有将近两万个滤袋的大型除尘装置而言，可以减少将近5000个左右的滤袋，因此可以大幅度降低设备成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1中A-A向的剖面结构示意图。

图3为图1中B-B向的横截面示意图。

图4喷吹清灰装置的结构示意图。

图示说明：1电场区，11烟气入口，12烟气出口，2电袋混合区，21壳体，22花板，3金属滤袋，4外金属网，5喷吹清灰装置，51气包，52喷吹管，34连接板，6线状放电电极，61线状电极固定架，62陶瓷连接件，7高压电源，31粗纤维层，32细纤维层，8灰斗。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

实施例一为本发明的优选实施例。一种电袋复合除尘装置，包括前部的电场区1和后部的电袋混合区2，电场区1和电袋混合区2相互连通。含粉尘的烟气从装置左端的烟气入口11引入后，经进气箱内的多层气流分布板作用，均匀地进入前端的电场区1，烟气在电场区1作用下，除去大部分粉尘，未被完全净化的烟气则从电场区1的下部进入后端的电袋混合区2。除尘装置的电场区1并非本发明的重点，该结构在现有技术中也比较常见，在此不再赘述。

所述电袋混合区2包括导电的壳体21、导电的花板22、金属滤袋3、外金属网4、电晕极以及喷吹清灰装置5，花板22安装在壳体21内并将壳体21分隔成上部的净气室和下部的除尘段。金属滤袋3的上端(开口端)牢固吊装(通常可采用法兰固定的方式进行固定，不仅可以稳固安装，而且方便拆卸)在花板22上，花板22固定在壳体21内，壳体21接地，因此吊装在花板22上的金属滤袋3也接地，并且在工作时作为阳极。同时为了防止放电电弧对金属滤袋3的损害，通常需要在每个金属滤袋3外侧的包覆外金属网4，所述金属滤袋3和外金属网4之间通过多块连接板34相互隔开，并且外金属网4的上端靠近花板22的底面。通常情况下，外金属网4的孔径为40目，当然它的孔径可以根据实际情况进行相应调整。另外，连接板34的具体形状不限，例如可以是竖直长条形的，连接板34的宽度大概为10mm左右(当然它的宽度可以根据实际情况进行相应调整)，它的两侧分别固定连接金属滤袋3和外金属网4。主要有两方面作用，一方面将外金属网4固定在金属滤袋3上，另一方面将外金属网4和金属滤袋3间隔开。

电袋混合区2还包括与各金属滤袋配合工作的电晕极，电晕极作为阴极；各电晕极和相应的金属滤袋3之间形成电场。本实施例中，电晕极为线状放电电极6，线状放电电极6的主体呈直线状，并且每根主体上都均匀设置有多根针刺线，针刺线的数量可根据实际电场所需进行设定。线状放电电极6与高压电源7的负极相连，并且线状放电电极6与金属滤袋3相平行，均是竖直方向设置，为了节省成本，通常情况下，电袋混合区2与电场区1共用一个高压电源7，该高压电源7的工作电压一般在50KV—60KV，当然工作电压可以根据实际情况进行相应调整；受高压电源的电压影响，线状放电电极6与金属滤袋3之间的距离通常为200mm左右，当然它的距离可以根据实际情况进行相应调整。

各线状放电电极6可配合线状电极固定架61进行安装，各线状放电电极6向上延伸，其上端形成自由端或者通过陶瓷连接件62与花板22连接，并且靠近花板22的底面。

喷吹清灰装置5主要包括气包51和喷吹管52，这部分结构并非本发明的改进重点，在此不再赘述。

本发明中，将金属滤袋3和线状放电电极6的位置关系设置成如图2所示的行列式布局；并将金属滤袋3设置成如图3所示的“胶囊”形。参照图2，所述金属滤袋3在花板22上呈行列式布置，各行的行距和各列的列距分别相同；所述线状放电电极6在线状电极固定架61上也呈行列式布置，并且各行的行距和各列的列距分别相同。将金属滤袋3和线状放电电极6均匀布置，有利保证电袋混合区2内电场的相对均匀性和稳定性。同时参照图3，所述金属滤袋3的横截面呈“胶囊”形，它由两侧的直边部和分别连接于两直边部两端的两个半圆形部组成；所述各线状放电电极6设置于同行的相邻两个金属滤袋3的直边部的中心位置，并且正对于金属滤袋3的直边部。

将金属滤袋3的横截面设置成“胶囊”形的主要目的在于确保金属滤袋3中电场分布的相对均匀性和稳定性。它主要有以下几方面的好处：首先，直边部上的各个点到最接近的线状放电电极6的距离基本相同，因此其上各处的电场分布相对均匀，不会出现同一金属滤袋3上电场强度差异明显的情况，因此更有利于提升整体的除尘效果。反过来说，如果将直线部改为弧形部或其它非直边形，则其上的各个点到最接近的线状放电电极6的距离差距就会非常明显，距离过远则不会产生负离子效应，距离过近又会导致打火短路的问题。其次，“胶囊”形金属滤袋3在弯折处的曲率较小，不仅更容易加工，而且不会出现拐弯处的厚薄差异大的问题。

另外，本实施例的金属滤袋3可采用不锈钢烧结毡制成，该不锈钢烧结毡由内、外两层高温烧结的不锈钢纤维层组成，所述内层为纤维丝径和孔径较大的粗纤维层31，外层为纤维丝径和孔径较小的细纤维层32。粗纤维层31的纤维丝径为20—25μm，其重量为700克/平米，当然这些参数可以根据实际情况进行相应调整；细纤维层32的纤维丝径为3—5μm，其重量为300克/平米，当然这些参数可以根据实际情况进行相应调整。内、外两层粗、细纤维层31、32由不同孔径层形成孔梯度，可控制得到极高的过滤精度和较单层毡更大的纳污量，能连续保持金属滤网3的过滤作用。同时，也更加有利于进行喷吹清灰。此外，需要说明的一点是所述不锈钢烧结毡的材质通常选用316L不锈钢，因为这种的材质的综合性能较强，耐高温、耐腐蚀，使用寿命非常长。除此以外，金属膜也可以替代上述双层结构，但是除尘效果和通风效果都存在较大差距。

使用时，含尘烟气从装置左端引入后，经进气箱内的多层气流分布板作用，均匀地进入前端的电场区1，烟气在电场区1作用下，除去绝大部分粉尘，未被完全净化的烟气从下部进入后端的电袋混合区2的除尘段，该区由带有空腔的金属滤袋3和线状放电电极6组成，且按行列式布置。装置工作时，金属滤袋3接地，作为阳极，线状放电电极6作为阴极与高压电源7的负极相连，未被完全净化的烟尘在电场空间进一步荷电、凝并，并随气流向金属滤袋3方向移动，粉尘便被阻挡在金属滤袋3的外表面，金属滤袋上积蓄的粉尘由喷吹清灰装置5反吹，并收集在下方的灰斗8中，净化后的烟气由金属滤袋3的内腔流入上部的净气室，然后从烟气出口12排出。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种电袋复合除尘装置，包括前部的电场区和后部的电袋混合区，电场区和电袋混合区相互连通，所述电袋混合区内设有至少一个的金属滤袋，其特征在于：各所述金属滤袋接地并作为阳极；所述电袋混合区还包括与各所述金属滤袋对应设置的电晕极，各电晕极上设有针刺线，并且各电晕极作为阴极与高压电源相连；各金属滤袋和对应的各电晕极之间形成电场。

2.根据权利要求1所述的一种电袋复合除尘装置，其特征在于：所述电袋混合区还包括导电的壳体以及导电的花板，所述壳体直接接地，所述花板固定于壳体内，所述各金属滤袋的上端分别吊装于所述花板；所述电晕极为线状放电电极，所述线状放电电极与高压电源的负极相连，并且与所述金属滤袋相平行。

3.根据权利要求2所述的一种电袋复合除尘装置，其特征在于：所述金属滤袋呈行列式布置，各行的行距和各列的列距分别相同；所述线状放电电极也呈行列式布置，并且各行的行距和各列的列距分别相同。

4.根据权利要求3所述的一种电袋复合除尘装置，其特征在于：所述金属滤袋的横截面至少包括左、右两侧相对称的直边部，所述各线状放电电极设置于相邻两个所述金属滤袋的直边部的中心位置。

5.根据权利要求4所述的一种电袋复合除尘装置，其特征在于：所述金属滤袋的横截面呈“胶囊”形，它由两侧的直边部和分别连接于两直边部两端的两个半圆形部组成。

6.根据权利要求1所述的一种电袋复合除尘装置，其特征在于：所述电袋混合区还包括一一对应的包覆于所述金属滤袋外侧的外金属网，所述金属滤袋和所述外金属网之间固定有至少两块连接板，所述连接板将金属滤袋和所述外金属网相互隔开，各所述连接板的一侧与所述金属滤袋固定连接，另一侧与所述外金属网固定连接，并且外金属网的上端靠近花板的底面。

7.根据权利要求1或2中所述的一种电袋复合除尘装置，其特征在于：以花板为界，所述电袋混合区分为下部的除尘段和上部的净气室，电袋混合区的烟气入口设置于除尘段的下部，烟气出口设置于净气室的侧面，所述除尘段的底部设有灰斗，所述净气室内设有喷吹清灰装置。