CN110433962A - 一种可实现超低排放的静电除尘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可实现超低排放的静电除尘装置，通过在装置中设置粗除尘电场、精除尘电场和超低排放电场三种电场，并根据处理烟气中粉尘的颗粒物大小和浓度的不同进行数量和长度配置，针对性地对不同颗粒粉尘进行处理，极大地提高了除尘的效率，实现了烟气的超低排放。

Description

一种可实现超低排放的静电除尘装置
技术领域
本发明属于环保设备领域，特别是提供了一种可实现超低排放的静电除尘装置，可实现低于5mg/Nm3的超低浓度排放标准。
背景技术
现有的静电除尘器是利用静电力实现对烟气中的固体或液体粒子与气流分离的一种除尘装置。在静电除尘器的阴阳极之间接入高压直流电，且阳极接地，在两级间维持一个足以使气体电离的静电场。当含尘烟气通过两极间非均匀电场时，在阴极周围强电场强作用下发生电离，形成气体离子和电子并使粉尘粒子荷电，荷电后的粉尘在电场作用下向阳极板运动并在其上沉积，从而达到粉尘与气体分离的目的，当阳极板上粉尘达到一定厚度时，借助振打机构使粉尘落入下部灰斗中，从而实现清除烟气中粉尘的目的。用电除尘的方法分离烟气中的悬浮尘粒，主要包括了四个复杂而又相互关联的物理过程：气体的电离、悬浮尘粒的荷电、荷电尘粒向阳极运动、荷电尘粒沉积在阳极上。但由于传统电除尘器的结构特点，二次扬尘问题始终存在，同时对含尘烟气中的微米级粉尘毫无收集作用，导致其排出烟气粉尘浓度难以达到5mg/Nm3以下，逐渐被市场所放弃。为实现烟气排放达标，更多企业选择布袋除尘器，但由于其内阻大，造价高，需频繁更换布袋，运行费用大，废弃的布袋形成了新的污染源，同时布袋除尘对于微米级的粉尘捕捉效果也不理想，也难以达到超低排放的要求。
由此可见，实现烟气的超低排放，降低含尘烟气对大气的污染，是目前急需要解决的技术难题。
发明内容
为解决传统电除尘器和布袋除尘器的弊端，提出在传统电除尘器的基础上进行系统的改进，提供了一种可实现超低排放的静电除尘装置，可极大改善大气质量。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种可实现超低排放的静电除尘装置，所述静电除尘装置是由多个电场组成，每个所述电场均由多组除尘极板构成，所述除尘极板由带有腔体的阳极和与其相平行的阴极组成，所述阴极上设有多个电晕针；所述阳极由三块板组成，中间为一块平板型金属板，两侧各有一块平板型带孔金属板，所述阳极的上、左和右由金属板进行封闭，形成一个垂直放置且下端开口的长方体阳极壳体；所述阳极通过所述平板型金属板分隔且均分为相同的两个腔体；所述平板型带孔金属板上开设有通孔；一个阳极形成左右两个相对封闭的集尘空间；所述阳极和阴极侧面安装有振打器；所述静电除尘装置底部设置有灰斗。
进一步地，所述平板型金属板与所述平板型带孔金属板之间的间距为80-130mm，所述通孔的孔径为4-8mm。
进一步地，所述阳极和阴极为多个，且平行放置在所述静电除尘装置内，相邻阳极之间的中心距为300-600mm，所述阴极设置在相邻阳极之间且与阳极平行。
进一步地，所述电晕针由不锈钢制成，直径为20mm，尖端曲率半径为100μm。
进一步地，所述电场包括粗除尘电场、精除尘电场和超低排放电场，不同电场采用不同的阳极板结构，所述粗除尘电场采用粗收尘阳极板，所述精除尘电场采用精收尘阳极板，所述超低排放电场采用超低排放阳极板，每种阳极板上的平板型带孔金属板的通孔孔径及孔洞的面积之和占阳极板总面积的比例不同。
进一步地，所述粗除尘电场位于所述静电除尘装置的前端，接续粗除尘电场，所述粗除尘电场的平板型带孔金属板的通孔孔径为8mm，孔洞的面积之和占阳极总面积的比例80％。
进一步地，所述精除尘电场位于所述静电除尘装置的中部，所述精除尘电场的平板型带孔金属板的通孔孔径为6mm，孔洞的面积之和占阳极总面积的比例60％。
进一步地，所述超低排放电场位于所述静电除尘装置的末端且接续所述精除尘电场，所述超低排放电场的平板型带孔金属板的通孔孔径为4mm，孔洞的面积之和占阳极总面积的比例40％。
进一步地，所述粗除尘电场、精除尘电场和超低排放电场的数量及每个电场的长度可根据处理烟气中粉尘的颗粒物大小和浓度的不同进行配置。
进一步地，所述静电除尘装置置于外壳中，所述外壳底部安装有排尘阀。
本发明降低了二次扬尘的可能，通过在装置中设置粗除尘电场、精除尘电场和超低排放电场三种电场，并根据处理烟气中粉尘的颗粒物大小和浓度的不同进行数量和长度配置，针对性地对不同颗粒粉尘进行处理，极大地提高了除尘的效率，实现了烟气的超低排放。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的阳极结构一部分示意图。
图3是本发明的阳极结构另一部分示意图。
图4是本发明的阴极结构一部分示意图。
图5是本发明的阴极结构另一部分示意图。
图6是本发明除尘过程示意图。
图中：
1：外壳、2：阳极、3：平板型带孔金属板、4：平板型金属板、5：通孔、6：腔体、7：阴极、8：电晕针、9：振打器、10：灰斗、11：排尘阀、12：烟气、13：电晕风。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
如图1-5所示，一种可实现超低排放的静电除尘装置，所述静电除尘装置置于外壳1中，所述外壳1底部安装有排尘阀11。
所述静电除尘装置由粗除尘电场、精除尘电场和超低排放电场组成，不同的电场采用不同的阳极板结构，所述粗除尘电场采用粗收尘阳极板，所述精除尘电场采用精收尘阳极板，所述超低排放电场采用超低排放阳极板。所述粗除尘电场、精除尘电场和超低排放电场的数量及每个电场的长度可根据处理烟气中粉尘的颗粒物大小和浓度的不同进行配置，但在一个静电除尘装置中三种电场均需配置。
每个所述阳极板由带有腔体6的阳极2和与其相平行的阴极7组成，所述阳极2和阴极7为多个，且平行放置在所述静电除尘装置内，相邻阳极之间的中心距为300-600mm，所述阴极7设置在相邻阳极2之间且与阳极2平行。
所述阴极7上设有多个电晕针8，电晕针8由不锈钢制成，直径为20mm，尖端曲率半径为100μm；
所述阳极2由三块板组成，中间为一块平板型金属板4，两侧各有一块平板型带孔金属板3，所述平板型金属板4与所述平板型带孔金属板3之间的间距为80-130mm，所述阳极2的上、左和右由金属板进行封闭，形成一个垂直放置且下端开口的长方体阳极壳体，该金属板均无孔洞；所述阳极2通过所述平板型金属板4分隔且均分为相同的两个腔体6；所述平板型带孔金属板3上开设有通孔(5)；一个阳极形成左右两个相对封闭的集尘空间；所述阳极2和阴极7侧面安装有振打器9；所述静电除尘装置底部设置有灰斗10。
每种阳极板上的平板型带孔金属板3的通孔5孔径及孔洞的面积之和占阳极板总面积的比例不同，具体的是：
所述粗除尘电场位于所述静电除尘装置的前端，即粉尘进入到装置内首先接触到的电场，此电场阳极2采用粗收尘阳极板，平板型带孔金属板3的通孔5孔径为8mm，孔洞的面积之和占阳极板总面积的比例80％，确保大部分粉尘颗粒进入到阳极壳体的空腔内，主要作用是收集处理烟气中的大颗粒和大部分细小粉尘。
所述精除尘电场位于所述静电除尘装置的中部，接续粗除尘电场，此电场阳极2采用精收尘阳极板，平板型带孔金属板5的通孔孔径为6mm，孔洞的面积之和占阳极板总面积的比例60％，主要作用是收集处理细颗粒的粉尘。
所述超低排放电场位于装置的末端且接续精除尘电场，此电场阳极采用超低排放阳极板，平板型带孔金属板5的通孔孔径为4mm，孔洞的面积之和占阳极板总面积的比例40％，主要作用是收集处理超细颗粒的粉尘。
下面介绍下本发明的工作过程：
如图6所示，所述静电除尘装置本身风机动力的烟气方向与除尘极板平行，风速约0.8-1m/s。在静电除尘装置中的电场内施加高压电，在阴阳极板之间会产生电晕风13，方向垂直于阳极2，风速约为2m/s。
粉尘进入静电除尘装置后，首先进入位于装置前端的粗除尘电场中，此电场阳极采用粗收尘阳极板，平板型带孔金属板3的通孔5孔径为8mm，孔洞的面积之和占阳极板总面积的比例80％；在高压电场的作用下首先会荷电，在电场力和电晕风13力的共同作用下，粉尘无论荷电与否都会以不同角度向阳极2运动，并到达阳极2两侧的平板型带孔金属板3，少部分粉尘会吸附在其表面上，大多数粉尘会通过平板型带孔金属板3的通孔5进入阳极2壳体的空腔内部，并在电场和电晕风13的双重作用下被封闭在空腔内部，最终吸附在阳极2上或直接落入装置底部的灰斗10中，其主要作用是收集处理烟气中的大颗粒和大部分细小粉尘。安装在阳极2和阴极7侧面的振打器9定期作用，使吸附在阳极2和阴极7上的粉尘脱落，在重力作用下落至装置底部的灰斗10中，并通过排尘阀11排出装置。经过粗除尘电场收尘后的烟尘含尘量大大降低，已低于100mg/Nm3。
经过粗除尘的烟气与在振打过程中逃逸的微量灰尘一同在风机动力的引导下进入装置的中部且与粗除尘电场接续的精除尘电场，此电场阳极采用精收尘阳极板，平板型带孔金属板3的通孔5孔径为6mm，孔洞的面积之和占阳极板总面积的比例60％；在电场力和电晕风13力的共同作用下，粉尘无论荷电与否都会以不同角度向阳极2运动，并到达阳极2两侧的平板型带孔金属板3，少部分粉尘会吸附在其表面上，大多数粉尘会通过平板型带孔金属板3的通孔5进入阳极2壳体的空腔内部，并在电场和电晕风13的双重作用下被封闭在空腔内部，最终吸附在阳极2上或直接落入装置底部的灰斗10中，其主要作用是收集处理烟气中的细颗粒的粉尘。安装在阳极2和阴极7侧面的振打器9定期作用，使吸附在阳极2和阴极7上的粉尘脱落，在重力作用下落至装置底部的灰斗10中，并通过排尘阀11排出装置。精除尘电场出口的烟尘含尘量浓度极低，低于10mg/Nm3。
烟气在风机动力的引导下进入装置末端的超低排放电场中，此电场采用超低排放阳极板，平板型带孔金属板3的通孔5孔径为4mm，孔洞的面积之和占阳极板总面积的比例40％，主要作用是收集处理超细颗粒的粉尘；在电场力和电晕风13力的共同作用下，粉尘无论荷电与否都会以不同角度向阳极2运动，并到达阳极2两侧的平板型带孔金属板3，少部分粉尘会吸附在其表面上，大多数粉尘会通过平板型带孔金属板3的通孔5进入阳极2壳体的空腔内部，并在电场和电晕风13的双重作用下被封闭在空腔内部，最终吸附在阳极2上或直接落入装置底部的灰斗10中。安装在阳极2和阴极7侧面的振打器9定期作用，使吸附在阳极2和阴极7上的粉尘脱落，在重力作用下落至装置底部的灰斗10中，并通过排尘阀11排出装置。经过超低排放收尘处理的粉尘浓度小于5mg/Nm3。
本发明降低了二次扬尘的可能，通过在装置中设置粗除尘电场、精除尘电场和超低排放电场三种电场，并根据处理烟气中粉尘的颗粒物大小和浓度的不同进行数量和长度配置，针对性地对不同颗粒粉尘进行处理，极大地提高了除尘的效率，实现了烟气的超低排放。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种可实现超低排放的静电除尘装置，其特征在于：所述静电除尘装置是由多个电场组成，每个所述电场均由多组除尘极板构成，所述除尘极板由带有腔体(6)的阳极(2)和与其相平行的阴极(7)组成，所述阴极(7)上设有多个电晕针(8)；所述阳极(2)由三块板组成，中间为一块平板型金属板(4)，两侧各有一块平板型带孔金属板(3)，所述阳极(2)的上、左和右由金属板进行封闭，形成一个垂直放置且下端开口的长方体阳极壳体；所述阳极(2)通过所述平板型金属板(4)分隔且均分为相同的两个腔体(6)；所述平板型带孔金属板(3)上开设有通孔(5)；一个阳极(2)形成左右两个相对封闭的集尘空间；所述阳极(2)和阴极(7)侧面安装有振打器(9)；所述静电除尘装置底部设置有灰斗(10)。
2.根据权利要求1所述的可实现超低排放的静电除尘装置，其特征在于：所述平板型金属板(4)与所述平板型带孔金属板(3)之间的间距为80-130mm，所述通孔(5)的孔径为4-8mm。
3.根据权利要求1所述的可实现超低排放的静电除尘装置，其特征在于：所述阳极(2)和阴极(7)为多个，且平行放置在所述静电除尘装置内，相邻阳极(2)之间的中心距为300-600mm，所述阴极(7)设置在相邻阳极(2)之间且与阳极(2)平行。
4.根据权利要求1所述的可实现超低排放的静电除尘装置，其特征在于：所述电晕针(8)由不锈钢制成，直径为20mm，尖端曲率半径为100μm。
5.根据权利要求1所述的可实现超低排放的静电除尘装置，其特征在于：所述电场包括粗除尘电场、精除尘电场和超低排放电场，不同电场采用不同的阳极(2)板结构，所述粗除尘电场采用粗收尘阳极板，所述精除尘电场采用精收尘阳极板，所述超低排放电场采用超低排放阳极板，每种阳极(2)板上的平板型带孔金属板(3)的通孔(5)孔径及孔洞的面积之和占阳极(2)板总面积的比例不同。
6.根据权利要求5所述的可实现超低排放的静电除尘装置，其特征在于：所述粗除尘电场位于所述静电除尘装置的前端，所述粗除尘电场的平板型带孔金属板(3)的通孔孔径为8mm，孔洞的面积之和占阳极总面积的比例80％。
7.根据权利要求5所述的可实现超低排放的静电除尘装置，其特征在于：所述精除尘电场位于所述静电除尘装置的中部，接续粗除尘电场，所述精除尘电场的平板型带孔金属板(3)的通孔孔径为6mm，孔洞的面积之和占阳极总面积的比例60％。
8.根据权利要求5所述的可实现超低排放的静电除尘装置，其特征在于：所述超低排放电场位于所述静电除尘装置的末端且接续所述精除尘电场，所述超低排放电场的平板型带孔金属板(3)的通孔孔径为4mm，孔洞的面积之和占阳极总面积的比例40％。
9.根据权利要求5所述的可实现超低排放的静电除尘装置，其特征在于：所述粗除尘电场、精除尘电场和超低排放电场的数量及每个电场的长度可根据处理烟气中粉尘的颗粒物大小和浓度的不同进行配置。
10.根据权利要求1所述的可实现超低排放的静电除尘装置，其特征在于：所述静电除尘装置置于外壳(1)中，所述外壳(1)底部安装有排尘阀(11)。
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