CN110075705B - 防爆式除尘系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防爆式除尘系统，涉及除尘设备技术领域，其包括通过主管道依次连接设置的吸雾装置、吸尘装置和废气处理装置，废气处理装置包含有风机，所述吸雾装置包括通过雾气支道与主管道连通的吸雾罩和与雾气支道连通的第一水雾发生器；所述吸尘装置包括通过尘气支道与主管道连通的吸尘罩；主管道位于吸雾装置和吸尘装置之间依次设有平板电场和第二水雾发生器；废气处理装置还包括净化箱，净化箱设有与主管道连通的进气口和排气口，净化箱内自进气口向排气口依次设有活性炭吸附板和UV光解催化组件，排气口与风机连接。本发明具有降低工作场所抽出尘气外排浓缩时出现爆炸可能性的效果，提高除尘设备运行安全性。

Description

防爆式除尘系统
技术领域
本发明涉及除尘设备技术领域，尤其是涉及一种防爆式除尘系统。
背景技术
环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响，也会影响人的身体健康。尤其对于生产工厂，在生产过程中产生的废气排放中含有大量的粉尘颗粒，粉尘颗粒容易造成雾霾，同时影响人的呼吸道安全和身体健康，对环境和人的影响都很大。为了解决上述问题，目前工厂通常采用除尘设备进行处理，降低工作区域的粉尘含量。
现有技术参考申请公开号为CN108479211A的中国发明专利，其公开了一种化工厂用预除湿布袋除尘器，包括进风管道和布袋除尘器，所述进风管道与布袋除尘器的进风口固定连接，所述进风管道的外壁上部左侧设有电机，且电机的电机轴延伸到进风管道的内腔，所述进风管道的外壁底部安装有可绕转轴旋转的电动翻板，第一湿度感应开关在进风管道端部进行检测，若湿气未除尽，报警器报警，人工检查加热辊工作状态，同时发热灯管通电发热，对布袋和箱体内部进行烘烤，除湿减少灰尘粘结。该装置利用湿度感应开关对进入布袋除尘器的气体加热，除去湿气，同时对布袋进行间接加热，避免灰尘粘结，提高了布袋除尘器的工作效率。但该发明存在以下不足：粉尘通过进风管道向布袋除尘器流动时，大量粉尘在布袋除尘器入口处聚齐使得此部位空气中的粉尘浓度增加，当粉尘含量在3.3%-19%之间容易引起爆炸，且进风管道中设有发热灯管进行加热，温度较高，进一步增加了粉尘爆炸的条件，使得设备工作时尤其是夏季干热天气存在安全隐患。
授权公告号为CN207951015U的实用新型专利公开了一种用于艺术品加工厂的废气处理装置，包括依次设置且通过铁皮管道连通设置的喷淋洗涤塔、漆雾过滤器、脉冲除尘器组以及离心风机，所述喷淋洗涤塔进气端上设置有主干管道，所述主干管道连通设置有多根支干管道，各所述支干管道根据需要分布在各个废气收集位置上；通过支干管道能够将含有粉尘或漆雾的废气进行收集汇总到主干管道内，并使得废气能够一次通过喷淋洗涤塔、漆雾过滤器以及脉冲除尘器组进行降尘、除漆工作。但该实用新型存在以下不足：粉尘或漆雾通过主干管道向喷淋洗涤塔流动时，大量粉尘或漆雾在入口处汇聚使得此部位空气中的粉尘或漆雾浓度增加，当粉尘含量在3.3%-19%之间容易引起爆炸，使得设备工作时尤其是夏季干热天气存在安全隐患。
授权公告号为CN208577758U的实用新型专利公开了一种转炉煤气静电除尘器，包括圆柱形的外壳以及位于外壳中的第一电场、第二电场、第三电场以及第四电场，外壳上设置有用于与泄爆装置连通的泄爆阀，第三电场的前方设置有喷雾装置，第三电场和第四电场为湿式极板上形成一层水膜，使附在上面的灰尘通过水流及重力的作用流入集水池，不产生二次扬尘。本实用新型可降低静电除尘器出口煤气含尘量，同时控制喷水量达到煤气冷却的目的，使煤气无需进一步冷却即可进入煤气柜。但该发明存在以下不足：煤气与粉尘在同一管道中流动，粉尘在电场环境下流动可能因静电作用产生电火花而引发爆炸，使得设备工作时尤其是夏季干热天气存在安全隐患。
对于车间中存在油漆涂料刷涂工位和铝块切割工位时，应用上述的除尘器或废气处理装置均存在着较大的安全隐患，亟需设计一种使用更加安全的除尘系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种防爆式除尘系统，具有降低工作场所抽出尘气外排浓缩时出现爆炸可能性的效果，提高除尘设备运行安全性。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种防爆式除尘系统，包括通过主管道依次连接设置的吸雾装置、吸尘装置和废气处理装置，废气处理装置包含有风机，所述吸雾装置包括通过雾气支道与主管道连通的吸雾罩和与雾气支道连通的第一水雾发生器；所述吸尘装置包括通过尘气支道与主管道连通的吸尘罩；主管道位于吸雾装置和吸尘装置之间依次设有平板电场和第二水雾发生器；废气处理装置还包括净化箱，净化箱设有与主管道连通的进气口和排气口，净化箱内自进气口向排气口依次设有活性炭吸附板和UV光解催化组件，排气口与风机连接。
通过采用上述技术方案，车间油漆涂刷工位安放在吸雾装置处，车间铝块切割工位安放在吸尘装置处，风机工作时在主管道内形成负压使得气流自雾气支道向净化箱流动。油漆涂刷时挥发的乙醇、甲醇和苯等气体在负压作用下沿着雾气支道进入到主管道，同时第一水雾发生器产出微米级的带负电荷的水雾，乙醇气体能够溶于水雾中，部分苯分子能够溶于乙醇中，使得带有乙醇和苯分子的水雾混合微粒整体携带部分负电荷。混合微粒随着气流通过平板电场时，带电荷的混合微粒发生偏转吸附在平板电场的侧壁，随着水雾的聚集逐渐凝结成液滴流下。初步降低气流中可燃气体的浓度，降低爆炸的可能。此外，水雾也能增加气流中的湿度，降低气流因火花产生爆炸的可能性。
第二水雾发生器对氢氧化钠溶液作用产出几十微米至几百微米的碱性液滴，经过平板电场的气流中还可能残留一些未来得及吸附的水雾以及乙醇和苯气体融于或吸附于碱性液滴中，气流中产生爆炸的条件大大弱化。
铝块切割时产生的铝粉烟尘在负压作用下沿着尘气支道进入到主管道，气流中的铝粉微粒与主管道中的碱性液滴相遇聚集，使得铝粉聚集成团，增加了微粒粒径，减小吸氧面积，降低了含铝粉的气流发生爆炸的可能性。
气流在向净化箱流动的过程中，由于铝粉粒径较小，铝粉很容易与碱液发生反应生成偏铝酸钠，破坏了铝粉爆炸的条件。含有偏铝酸钠的液体进入净化箱后经过活性炭吸附板吸附，使得气流中的湿度降低，气流中残余的苯在UV光解催化组件的作用下被氧化成CO2和H2O，排放出干净的空气。有机气体与含尘气体在净化过程中几乎不存在爆炸条件，整个除尘系统工作安全。
本发明进一步设置为：所述平板电场包括两块水平的负电极板与正电极板，正电极板位于负电极板的下方设置；正电极板上部连接有倾斜设置的绝缘膜，绝缘膜与正电极板呈夹角设置，正电极板位于绝缘膜的下部连接有集液槽。
通过采用上述技术方案，由于水雾带有部分负电荷，带有乙醇和苯分子的水雾混合微粒在电场中运动时会向正电极板偏转，混合微粒汇集在绝缘膜表面，当混合微粒的数量逐渐增多时凝聚成液滴在重力作用下流向集液槽。能够集中处理吸收有乙醇和苯的液体，减少对外部环境的污染。
本发明进一步设置为：所述主管道位于尘气支道和净化箱之间连接有除尘塔；除尘塔包括圆筒状的壳体，壳体上设有入口、出口以及排水口，壳体内设有自出口向排水口方向延伸的出气管，出气管的管壁上沿母线方向开设有连通出气管内、外的连通缝，壳体位于出口处设有水幕喷头。
通过采用上述技术方案，混合气流进入到壳体后，沿着连通缝进入到出气管，水幕喷头喷出水幕，混合气流中的微小液滴溶入到水幕中一起落下并从排水口排出，混合气流中的粉尘被净化，剩余较为清洁的空气中只含极少量无法溶解的苯等气体从出口排出，起到除尘效果。
本发明进一步设置为：所述连通缝与壳体内气流相对冲的一侧边缘向背离出气管轴心方向翻边设置。
通过采用上述技术方案，混合气流进入壳体内流动时会形成旋流，使得气体与液滴微粒分离，便于净化。
本发明进一步设置为：所述连通缝有两条并相对于出气管的中心轴线呈中心对称设置。
通过采用上述技术方案，混合气流在壳体内呈双旋流，提高净化效果。
本发明进一步设置为：所述UV光解催化组件释放的紫外线波长为170nm-184nm。
通过采用上述技术方案，光子能量高，大于H-H、C-H、C-C等键能，以便充分破坏气体中含有的VOC，使得其充分与氧结合反应形成H2O和CO2，净化更加彻底。
本发明进一步设置为：所述吸尘罩入口处设有用于喷氩气保护的喷口。
通过采用上述技术方案，切割铝块过程中，吸尘罩处的粉尘含量较高，切割过程中可能因摩擦产生火花引发危险。喷口喷出氩气，使得切割位置在惰性气氛中，避免切割产生的火花引起危险。此外，喷口喷出的氩气还能够有效稀释空气中粉尘含量，破坏其达到爆炸的条件，提高操作安全性。
本发明进一步设置为：所述排水口通过排水管连接有集水箱，排水管中设有CO2喷头和位于CO2喷头下方的过滤网。
通过采用上述技术方案，从排水口流出的液体中溶有偏铝酸钠，遇到CO2后形成Al(OH)3固体，过滤网将Al(OH)3过滤，液体进入到集水箱中可以再次利用。过滤后的Al(OH)3干燥经过处理后能够制成活性氧化铝，变废为宝，环保的同时能够产生额外收益。
本发明进一步设置为：所述过滤网至少有三层，三层过滤网分别与排水管可拆卸连接。
通过采用上述技术方案，三层过滤网能够起到充分过滤效果。最上方的的过滤网最先堆积较多的Al(OH)3，根据需要，将最上层过滤网取出清理时，剩余两层过滤网也能起到相应的效果，然后再插入最上层过滤网，把第二层过滤网取出清理，每次可以至少保持两层过滤网起作用。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.通过第一水雾发生器产生带电的水滴，能够将不易带电的乙醇等气体溶入，通过平板电场初级去除，降低了废气输送过程中爆炸的可能；
2.通过第二水雾发生器产生的碱性水雾，能够将气流中的铝粉尘聚集增加粒径，降低爆炸可能，并且碱性水雾与铝粉反应，进一步破坏其爆炸条件；
3.除尘过程中能够得到活性氧化铝副产物，降低整个除尘系统的运行成本。
附图说明
图1是实施例整体结构的示意图；
图2为显示除尘塔和UV光伏组件内部结构在图1中A-A向的剖视图；
图3为显示平板电场结构在图2中B部的放大图；
图4为显示除尘塔中连通缝设置位置在图2中C-C向的剖视图。
图中，1、油漆涂刷工位；11、油漆涂刷工作台；12、吸雾罩；121、第一操作口；2、铝块切割工位；21、铝块切割工作台；22、吸尘罩；221、第二操作口；3、第一水雾发生器；4、主管道；41、雾气支道；42、尘气支道；5、平板电场；51、负电极板；52、正电极板；53、绝缘膜；54、集液槽；6、第二水雾发生器；7、除尘塔；71、壳体；72、出气管；73、连通缝；74、水幕喷头；8、滤水机构；81、排水管；82、CO2喷头；83、上层过滤网；84、中层过滤网；85、下层过滤网；9、废气处理装置；91、净化箱；92、活性炭吸附板；93、UV光解催化组件；94、风机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1和图2，为本发明公开的一种防爆式除尘系统，包括主管道4、通过雾气支道41与主管道4连通的油漆涂刷工位1以及通过尘气支道42与主管道4连通的铝块切割工位2，在主管道4上且位于雾气支道41与尘气支道41之间设置有平板电场5，雾气支道41上连接有第一水雾发生器3，平板电场5与尘气支道42之间设有第二水雾发生器6，主管道4远离雾气支道41一端连接有除尘塔7，除尘塔7靠近地面的底端连接有滤水机构8，除尘塔7的顶端连接有废气处理装置9。第一水雾发生器3将雾气支道41中的有机物混合，平板电场5将主管道4的混合微粒去除部分，第二水雾发生器6将尘气支道42中的粉尘混合，除尘塔7将混合气体中残留的粉尘去除，废气处理装置9将除尘塔7流出的气体中的废气氧化去除，整体降低除尘过程中爆炸的危险。
参考图1和图2，油漆涂刷工位1包括油漆涂刷工作台11和固设在油漆涂刷工作台11上平面的吸雾罩12，吸雾罩12的一侧设有第一操作口121，吸雾罩12的顶端与雾气支道41连通。操作时可以将部件从第一操作口121放入到吸雾罩12中进行涂刷作业。
第一水雾发生器3可以是微米级负离子发生器，产生的5-30微米的水雾粒子，水雾由于碰撞使得部分水雾粒子具有负离子。第一水雾发生器3喷出的水雾进入到雾气支道41中。
油漆涂刷时挥发的乙醇、甲醇和苯等气体在负压作用下沿着雾气支道41进入到主管道4，同时第一水雾发生器产出微米级的带负电荷的水雾，乙醇气体能够溶于水雾中，部分苯分子能够溶于乙醇中，使得带有乙醇和苯分子的水雾混合微粒整体携带部分负电荷。水雾增加了可燃气体中的湿气，降低了可燃气体可能发生爆炸的能力。
参考图2和图3，平板电场5包括两块水平设置的负电极板51与正电极板52，负电极板51固定安装在主管道4的顶壁，正电极板52位于负电极板的下方并固定安装在主管道4的底壁；主管道4内壁靠近正电极板52的一侧倾斜设置有绝缘膜53，绝缘膜53沿着气流的方向斜向下倾斜，主管道4位于正电极板52远离雾气支道41的一端可拆卸连接有集液槽54，集液槽54与主管道4可以是卡接固定。
由于水雾带有部分负电荷，带有乙醇和苯分子的水雾混合微粒在电场中运动时会向正电极板偏转，混合微粒汇集在绝缘膜表面，当混合微粒的数量逐渐增多时凝聚成液滴在重力作用下流向集液槽。能够集中处理吸收有乙醇和苯的液体，减少对外部环境的污染,同时使得气流中废气含量降低。
参考图1和图2，铝块切割工位2包括铝块切割工作台21和固设在铝块切割工作台21上平面的吸尘罩22，吸尘罩22的一侧设有第二操作口221，吸尘罩22的顶端与尘气支道42连通。操作时可以将铝块从第二操作口221放入到吸尘罩22中进行切割作业。
根据需要，吸尘罩22入口处设有用于喷氩气保护的喷口（图中未显示）。切割铝块过程中，吸尘罩22处的粉尘含量较高，切割过程中可能因摩擦产生火花引发危险。喷口喷出氩气，使得切割位置在惰性气氛中，避免切割产生的火花引起危险。此外，喷口喷出的氩气还能够有效稀释空气中粉尘含量，破坏其达到爆炸的条件，提高操作安全性。
第二水雾发生器6可以是超声波水雾产生机，能够喷出粒径0.1-0.2mm的水雾，第二水雾发生器6盛装有低浓度的氢氧化钠溶液，其喷出的碱性水雾与尘气支道42中的粉尘混合一起随着气流进入到主管道4中。粉尘中含有水雾，增加了气流中的湿气，降低了铝粉尘发生爆炸的可能。此外，气流中含有的铝粉微粒会作为核心使得碱性水雾微粒聚集形成小液滴，铝粉之间也会因为小液滴粘接，降低了铝粉的比表面积，铝粉不易于空气接触，发生爆炸的条件难度增加。铝粉与碱性小液滴在随气流流动的过程中也会发生反应，使得铝粉形成难以爆炸的偏铝酸钠。
参考图2和图4，除尘塔7包括圆筒状的壳体71，壳体71上设有入口、出口以及排水口，入口位于壳体71的周向侧壁下方，出口位于壳体71的顶端，排水口位于壳体71的底端；壳体71内同轴固设有自出口向排水口方向延伸的出气管72，出气管72的管壁上沿母线方向开设有连通出气管72内、外的连通缝73；壳体71位于出口处安装有水幕喷头74。
连通缝73与壳体71内气流相对冲的一侧边缘向背离出气管72轴心方向翻边设置，连通缝73有两条并相对于出气管72的中心轴线呈中心对称设置。
带有碱液的混合气流进入到壳体71后，沿着连通缝73进入到出气管72，气流在沿着壳体71内壁或者出气管72内壁流动时会形成旋流，使得气体与液滴微粒分离，便于净化。水幕喷头74喷出水幕，气体从出口排出时残留的微粒溶入到水幕中一起落下并从排水口排出，混合气流中的粉尘被净化，剩余较为清洁的空气中只含极少量无法溶解的苯等气体从出口排出，起到除尘效果。
参考图2，从除尘塔7的排水口流出的水流入到滤水机构8，滤水机构8包括与排水口连接的排水管81，排水管81的入口处安装有CO2喷头82，排水管81中水平插接有过滤网，过滤网能够从排水管抽出，此处过滤网有三个，从上至下依次为上层过滤网83、中层过滤网84和下层过滤网85。含有偏铝酸钠的水溶液从排水管81入口流下时，CO2喷头82喷出的CO2使得偏铝酸钠形成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝经过上层过滤网83初步过滤，然后经过中层过滤网二次过滤，使得从排水管81排出的水能够重复利用。当上层过滤网83使用一段时间后，可以把上层过滤网83抽出以便对其进行清洁，清理出的氢氧化铝经过处理可以形成活性氧化铝副产品，降低整个系统的运营成本。上层过滤网83抽出后，中层过滤网84和下层过滤网85仍然能够对液体进行过滤，在不间断的情况下保持良好的过滤效果。
参考图2，从除尘塔7的出口排出的气体进入到废气处理装置9中，废气处理装置9包括通过管道与除尘塔7的出口连通的净化箱91，净化箱91远离管道的一端安装有风机94，净化箱91入口与风机94之间依次设有活性炭吸附板92和多个UV光解催化组件93，UV光解催化组件93能够发出170nm-184nm波长的光。高能的光线能够充分破坏气体中含有的VOC，使得其充分与氧结合反应形成H2O和CO2，净化更加彻底。干净的气体经过风机94抽排的外部。
该防爆式除尘系统的工作原理如下：
风机工作时在主管道内形成负压使得气流自雾气支道向净化箱流动。油漆涂刷时挥发的乙醇、甲醇和苯等气体在负压作用下沿着雾气支道41进入到主管道4，同时第一水雾发生器3产出微米级的带负电荷的水雾，乙醇气体能够溶于水雾中，部分苯分子能够溶于乙醇中，使得带有乙醇和苯分子的水雾混合微粒整体携带部分负电荷。混合微粒随着气流通过平板电场5时，带电荷的混合微粒发生偏转吸附在平板电场5的侧壁，随着水雾的聚集逐渐凝结成液滴流下。初步降低气流中可燃气体的浓度，降低爆炸的可能。此外，水雾也能增加气流中的湿度，降低气流因火花产生爆炸的可能性。
第二水雾发生器6对氢氧化钠溶液作用产出碱性液滴，经过平板电场5的气流中还可能残留一些未来得及吸附的水雾以及乙醇和苯气体融于或吸附于碱性液滴中，气流中产生爆炸的条件大大弱化。
铝块切割时产生的铝粉烟尘在负压作用下沿着尘气支道42进入到主管道4，气流中的铝粉微粒与主管道4中的碱性液滴相遇聚集，使得铝粉聚集成团，增加了微粒粒径，减小吸氧面积，降低了含铝粉的气流发生爆炸的可能性。
气流在向净化箱91流动的过程中，由于铝粉粒径较小，铝粉很容易与碱液发生反应生成偏铝酸钠，破坏了铝粉爆炸的条件。含有偏铝酸钠的液体进入净化箱91后经过活性炭吸附板92吸附，使得气流中的湿度降低，气流中残余的苯在UV光解催化组件93的作用下被氧化成CO2和H2O，排放出干净的空气。有机气体与含尘气体在净化过程中几乎不存在爆炸条件，整个除尘系统工作安全。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防爆式除尘系统，包括通过主管道(4)依次连接设置的吸雾装置、吸尘装置和废气处理装置(9)，废气处理装置(9)包含有风机(94)，其特征在于：所述吸雾装置包括通过雾气支道(41)与主管道(4)连通的吸雾罩(12)和与雾气支道(41)连通的第一水雾发生器(3)；所述吸尘装置包括通过尘气支道(42)与主管道(4)连通的吸尘罩(22)，所述吸尘罩(22)入口处设有用于喷氩气保护的喷口；主管道(4)位于吸雾装置和吸尘装置之间依次设有平板电场(5)和第二水雾发生器(6)；废气处理装置(9)还包括净化箱(91)，净化箱(91)设有与主管道(4)连通的进气口和排气口，净化箱(91)内自进气口向排气口依次设有活性炭吸附板(92)和UV光解催化组件(93)，排气口与风机(94)连接；
所述平板电场(5)包括两块水平的负电极板(51)与正电极板(52)，正电极板(52)位于负电极板(51)的下方设置；正电极板(52)上部连接有倾斜设置的绝缘膜(53)，绝缘膜(53)与正电极板(52)呈夹角设置，正电极板(52)位于绝缘膜(53)的下部连接有集液槽(54) ；
所述主管道(4)位于尘气支道(42)和净化箱(91)之间连接有除尘塔(7)；
所述吸雾罩(12)位于油漆涂刷工位，第一水雾发生器(3)为用于产生5-30微米水雾粒子的微米级负离子发生器；所述吸尘罩(22) 位于铝块切割工位，第二水雾发生器(6)用于喷出粒径0.1-0.2mm的碱性水雾。
2.根据权利要求1所述的防爆式除尘系统，其特征在于：所述除尘塔(7)包括圆筒状的壳体(71)，壳体(71)上设有入口、出口以及排水口，壳体(71)内设有自出口向排水口方向延伸的出气管(72)，出气管(72)的管壁上沿母线方向开设有连通出气管(72)内、外的连通缝(73)，壳体(71)位于出口处设有水幕喷头(74)。
3.根据权利要求2所述的防爆式除尘系统，其特征在于：所述连通缝(73)与壳体(71)内气流相对冲的一侧边缘向背离出气管(72)轴心方向翻边设置。
4.根据权利要求3所述的防爆式除尘系统，其特征在于：所述连通缝(73)有两条并相对于出气管(72)的中心轴线呈中心对称设置。
5.根据权利要求1所述的防爆式除尘系统，其特征在于：所述UV光解催化组件(93)释放的紫外线波长为170nm-184nm。
6.根据权利要求2所述的防爆式除尘系统，其特征在于：所述排水口通过排水管(81)连接有集水箱，排水管(81)中设有CO2喷头(82)和位于CO2喷头(82)下方的过滤网。
7.根据权利要求6所述的防爆式除尘系统，其特征在于：所述过滤网至少有三层，三层过滤网分别与排水管(81)可拆卸连接。
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