CN110653067A - 一种适用于高比电阻工况的电除尘器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于高比电阻工况的电除尘器，包括所述烟气除尘装置包括：阴极排，沿气流方向平行设置，每个所述阴极排上设置有多个阴极放电针；阳极排，与所述阴极排交错平行设置；所述阳极排与阴极放电针之间生成第一电场；振打装置，设置在所述阴极排和阳极排上；以及N个辅助收尘装置，设置在每个所述阳极排末端，用于收集振打产生的二次扬尘；所述辅助收尘装置与所述阴极排之间生成第三电场。本申请在阳极排的末端增加辅助收尘装置，辅助收尘装置与阴极放电针之间形成第三电场，增强了阴极排末端的电场强度，有利于收集比电阻较高的粉尘和较细的粉尘增大了电除尘器对粉尘比电阻的适用范围。
Description
技术领域
本发明涉及电除尘领域，特别是涉及一种适用于高比电阻工况的电除尘器 。
背景技术
电除尘器作为高效烟气收尘装置，在我国各行业的应用较普遍，目前在电厂锅炉，各种工业高温窑炉上也应用较普遍，如水泥厂窑尾电除尘器，窑头电除尘器，钢铁厂烧结机机头电除尘器，烧结机机尾电除尘器，铝厂焙烧窑机头电除尘器，铜冶炼炉机头电除尘器，各有色金属焙烧炉上等应用。由于国内的环保意识及排放标准的提高，特别是各地区的超低粉尘排放要求小于10mg/m³，电除尘器目前控制标准烟气粉尘排放浓度小于100mg/m³已经远远达不到排放要求，但对于高温窑炉及髙比电阻粉尘的工况，因为温度的限制，布袋的材料不能达到，往往引起许多布袋除尘器的起火及烧焦现象。因此，改进电除尘器，进一步降低电除尘器的烟气粉尘排放浓度已经成为除尘领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决高比电阻工况下，烟气粉尘收集效率低下的技术问题，本发明提供了一种适用于高比电阻工况的电除尘器。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种适用于高比电阻工况的电除尘器，包括箱体，箱体两端设有进风口和出风口，箱体内部设有烟气除尘装置，烟气除尘装置包括：阴极排，沿气流方向平行设置，每个所述阴极排上设置有多个阴极放电针；阳极排，与所述阴极排交错平行设置；所述阳极排与阴极放电针之间生成第一电场；以及N个辅助收尘装置，设置在每个所述阳极排末端，用于收集振打产生的二次扬尘；所述辅助收尘装置与所述阴极排之间生成第三电场。
进一步地，相邻所述阴极放电针之间设有第三辅助电极。
进一步地，所述辅助收尘装置为一边敞口的框架式结构，敞口朝向所述阳极排，辅助收尘装置本体上设有多个透气孔。
进一步地，所述辅助收尘装置相对所述阳极排左右对称设置。
进一步地，相邻所述辅助收尘装置之间留有间隙。
进一步地，所述辅助收尘装置通过第一支撑结构与所述阳极排末端连接，所述第一支撑结构与相邻阴极排、阳极排之间的距离相一致。
进一步地，所述阳极排包括第二框架和并排设置在第二框架内的多个阳极管，所述多个阳极管等距排列。
进一步地，所述烟气除尘装置还包括振打装置，设置在所述阴极排和阳极排上，用于振打所述阴极排和阳极排，清理附着在所述阴极排和阳极排的粉尘。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：将带电粉尘及带电气溶胶颗粒运动路线及速度的有效理论和实际相结合，通过在阴极排阴极放电针之间设置第三辅助电极，弱化相邻阴极放电针之间电场的电场强度。负离子流向收尘极迁移，正离子流则在放电针尖附近及第三辅助电极表面被中和。在阳极排的末端增加辅助收尘装置，辅助收尘装置与阴极放电针之间形成第三电场，采用辅助收尘装置生成的第三电场，增强了阴极排末端的电场强度，离子流弱，有利于收集比电阻较高的粉尘和较细的粉尘，同时也利于推迟反电晕现象的发生，增大了电除尘器对粉尘比电阻的适用范围。
附图说明
图1是本申请电除尘器俯视图；
图2是图1的局部示意图；
图3是图1电除尘器的侧视图；
图4是除尘装置内部电场强度分布图；
图5是灰尘依次电荷收集过程示意图；
图6是二次扬尘收集路线示意图；
图7是含尘气流路线图。
附图标记说明如下：
图中：100、进风口，200、烟气除尘装置，300、出风口，210、阳极排，220、阴极排，230、辅助收尘装置，240、第一支撑结构，211、阴极放电针，212、第三辅助电极，221、阳极管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
申请概述
电除尘器原理是通过对内部电池的阴极施加负高压，使电场空气电离产生电荷，烟尘通过电场时与电荷碰撞实现荷电，阳极和阴极之间的静电场力将荷电烟尘收集到阳极排和阴极上，负电粉尘往阳极驱动，正电粉尘往阴极驱动，达到静电收尘的目的。
电除尘器一般采用振打方式清灰，振打对电除尘器除尘效率影响极大。振打周期对除尘效率的影响在于清灰时能否使脱落的尘块直接落入灰斗。振打时粉尘会分散成碎粉落下，引起较大的二次扬尘，即沉积在电除尘器阳极排与阴极排上的粉尘再次被气流带出，尤其是末极电场的二次扬尘会大大降低电除尘器的效率。此外在高比电阻的工况例如高灰尘、水泥厂、窑炉等除尘环境下，粉尘荷电困难或不能够荷电，往往不能被有效捕集，收到振打后会很快转化为二次扬尘。
此外，目前的电除尘器运行情况的理论模型是依据滑石粉理论平均粒径和变压器电流和电仪工况静态情况下得出的，这就造成了灰尘在各个平行通道之间，因为含尘颗粒距离极排的距离不一样，距离极排近的颗粒受力大，距离极排远的颗粒相对受力小。气体流向理论上是在每一个各自通道中与收尘极排平行直线前进的，尘粒几乎远离极排运动，与库仑定律要求的距离很远，而且通道中心层的尘粒一般在1m/s左右的流速场中迅速冲向电场末端，对高比电阻粉尘尤为严重，与电力线和电风趋极方向形成90°左右的分力，无疑会消耗大量电场电晕功率，自然相对降低了除尘效果。
针对上述技术问题，本申请的构思是提出一种适用于高比电阻工况的电除尘器，将带电粉尘及带电气溶胶颗粒运动路线及速度的有效理论和实际相结合，通过在阴极排阴极放电针之间设置第三辅助电极，弱化相邻阴极放电针之间电场的电场强度。如图4-图7所示，电除尘器是直流电电场，通过尖端放电，图中电力线为等压线，线的密度代表电场强度。电力线密度越大，代表电场强度越大。收尘极（对应阳极板，接地极）由480C板结构组成，阴极放电极（对应阴极放电针，接负高压）由芒刺线及螺旋线组成，收尘极与阴极放电极之间生成第一电场，第一电场是个反复交替的双区电场，当外加支流电压到一定值时，阴极放电极针尖开始起晕放电，第一电场内的气体介质被电离，当电压提高到工作值时，已电离的电子及正离子被加速而碰撞其它的中性气体分子，从而产生所谓的“雪崩”反应。此时，负离子流向收尘极迁移，正离子流则在放电针尖附近及第三辅助电极表面被中和，针尖附近产生了强烈的离子风，粉尘进入电场后，电场内运动的离子与尘埃碰撞使尘粒负荷电。
在阳极排的末端增加辅助收尘装置，辅助收尘装置与阴极放电针之间形成第三电场。在常规电除尘器中粉尘的荷电与收尘是在同一空间进行的。然而就荷电而言，电晕电流越大越好，而对收尘来讲，却不易采用较大的电晕电流，而需要高而均匀的电场强度，尤其在第三电场区域，粉尘比电阻呈二极分化，使荷电收尘在电晕电流方面的矛盾更加突出，但是采用辅助收尘装置生成的第三电场，它增强了阴极排末端的电场强度，离子流弱，这样就有利于收集比电阻较高的粉尘和较细的粉尘，同时也利于推迟反电晕现象的发生，这样就增大了电除尘器对粉尘比电阻的适用范围。烟气会按照风速和电场强度进行等距排列，使得风速能够等距进行跨越烟气达到烟气混流扰动漩涡区域的目的。气流进入阳极排和阴极排之间的主通道后即被分流，流向辅助收尘装置，使收尘面周围的气体趋向静态，实现清灰处于离线模式，使尘粒趋极处于几乎无阻力状态，此时被振打而产生的二次扬尘不可能再逆向飘回到进来的主通道中，并使原常规电场中尘粒流的贯性运动形成的紊流状态不复存在。
在介绍了本申请的基本原理之后，下面将参照附图具体介绍本申请的各种非限制性实施例。
示例性装置
一种电除尘器，如图1-图3所示，包括箱体，箱体的两端分别设置进风口100和出风口300，箱体内部设置有烟气除尘装置200，由进风口100流入的烟气经过烟气除尘装置200对烟气进行吸附和清理，将经过处理后的干净烟气从出风口300排出。烟气除尘装置可以是沿气流方向并排设置的两组，每个烟气除尘装置包括阴极排220、阳极排210、振打装置、辅助收尘装置230以及集灰袋，集灰袋设置在除尘装置的下方，用于收集灰尘。振打装置用于振打阴极排和阳极排，将附着在阴极排和阳极排上的灰尘振落，落入集灰袋中。
阴极排、阳极排均沿气流方向平行设置，阴极排与阳极排交错平行，也即每个阳极排设置在相邻两个阴极排的中间，或者每个阴极排设置在相邻两个阳极排的中间。每个所述阴极排上设置有多个阴极放电针，相邻阴极放电针之间设有第三辅助电极。第三辅助电极的数量可根据烟气流经的通道进行差别设置，位于通道前段的烟气较多，可多设置几个第三辅助电极，例如相邻阴极放电针之间可设置三个第三辅助电极，流经通道后端的烟气较少，可少设置几个，例如相邻阴极放电针之间可设置两个或一个第三辅助电极。
阳极排包括第二框架和设置在第二框架内的、等距排列的一系列阳极管，阳极排与阴极放电针之间生成第一电场，相邻阴极放电针的间距大于相邻阳极管的间距。在第二框架的延长线上，也就是阳极排的末端延伸处设置有辅助收尘装置，阳极排与辅助收尘装置通过第一支撑结构连接，第一支撑结构可以选择和第二框架相同的框体结构。辅助收尘装置设置为一边敞口的框架式结构，敞口朝向所述阳极排，辅助收尘装置本体上设有多个透气孔。从侧面来看，类似于一个竖直放置的梯形槽，左边开口大，右边开口小，烟气经过辅助收尘装置时，从左边开口进入，从本体上的透气孔流出。辅助收尘装置自大向小的物理结构特性，使粉尘难以进入到出口通道中，起到压尘（二次收尘）的作用，可以有效克服二次扬尘。
通过对拥有此结构样品的小型化和半工业化，结合计算机bently仿真模拟电场中带电粉尘及带电气溶胶颗粒运动路线及速度的模拟数据，得出结论，辅助收尘装置能提高混流区域的混流效果达到60％以上，提高阳极排二次扬尘的再捕集收尘效果70％以上，特别是针对不同振打幅度及频率下，阳极排二次扬尘的适应性的宽广度更大。
辅助收尘装置通过第一支撑结构与阳极排末端连接，这里第一支撑结构的最佳长度是和每个主通道的宽度相接近，如果设置的太短，会对气流产生阻力，如果设置的太短，会减弱气流阻力但也会导致收尘效果的减弱，。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.一种适用于高比电阻工况的电除尘器，包括箱体，箱体两端设有进风口和出风口，箱体内部设有烟气除尘装置，其特征在于，所述烟气除尘装置包括：阴极排，沿气流方向平行设置，每个所述阴极排上设置有多个阴极放电针；阳极排，与所述阴极排交错平行设置；所述阳极排与阴极放电针之间生成第一电场；以及辅助收尘装置，设置在每个所述阳极排末端，用于收集振打产生的二次扬尘；所述辅助收尘装置与所述阴极排之间生成第三电场。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高比电阻工况的电除尘器，其特征在于，相邻所述阴极放电针之间设有第三辅助电极。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于高比电阻工况的电除尘器，其特征在于，所述辅助收尘装置为一边敞口的框架式结构，敞口朝向所述阳极排，辅助收尘装置本体上设有多个透气孔。
4.根据权利要求3所述的一种适用于高比电阻工况的电除尘器，其特征在于，所述辅助收尘装置相对所述阳极排左右对称设置。
5.根据权利要求3所述的一种适用于高比电阻工况的电除尘器，其特征在于，相邻所述辅助收尘装置之间留有间隙。
6.根据权利要求2所述的一种适用于高比电阻工况的电除尘器，其特征在于，所述辅助收尘装置通过第一支撑结构与所述阳极排末端连接，所述第一支撑结构与相邻阴极排、阳极排之间的距离相一致。
7.根据权利要求1所述的一种适用于高比电阻工况的电除尘器，其特征在于，所述阳极排包括第二框架和并排设置在第二框架内的多个阳极管，所述多个阳极管等距排列。
8.根据权利要求2所述的一种适用于高比电阻工况的电除尘器，其特征在于，所述烟气除尘装置还包括振打装置，设置在所述阴极排和阳极排上，用于振打所述阴极排和阳极排，清理附着在所述阴极排和阳极排的粉尘。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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