CN112933800A - 一种菱形滤筒除尘器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种菱形滤筒除尘器，其特征在于，所述除尘器包括支架，支架的上部设有除尘室，除尘室内横向设置有菱形滤筒，除尘室的一侧设有与机架连接的洁净气室，除尘室与洁净气室之间设有隔板，除尘室的下方设有与机架连接的灰斗，在除尘室的一侧设有进风口，在洁净气室的一侧设有排风口，在洁净气室的一侧还设有脉冲反吹部件；菱形滤筒包括内支撑网、外支撑网，在内支撑网与外支撑网之间设有呈波浪形折叠的滤材层，在内支撑网与外支撑网的两端设有固定安装环，在波浪形折叠滤材层的表面附着有纳米纤维纺丝层。该菱形滤筒除尘器具有结构简单、对气体过滤效率高、使用寿命长，可明显增加有效过滤面积等特点。
Description
技术领域
本发明涉及空气除尘技术领域，具体涉及一种菱形滤筒除尘器。
背景技术
将工业用粉尘从烟气中分离出来的设备叫工业除尘器或工业除尘设备。除尘器的性能用可处理的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。常用的工业除尘设备包括布袋除尘器、滤筒除尘器、静电除尘器和旋风除尘器等。工业除尘器广泛应用于冶金、矿山、建材、铸造、化工、烟草、电子、沥青、水泥、机械、粮食、机械加工、锅炉、等行业中的车间粉尘净化体和含尘气体的回收再利用。现有的圆筒结构的滤筒式除尘器，滤筒收集的粉尘在滤芯上部堆积面积较大，一般灰尘在滤芯上部堆积的面积占率同整体面积的25％左右，使用一段时间后，对滤芯进行反吹时，堆积的粉尘不易脱落，也就是说滤筒使用一段时间后的有效过滤面积只有75％左右，因此还会影响滤筒的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、对气体过滤效率高、使用寿命长，可明显增加有效过滤面积的一种菱形滤筒除尘器。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种菱形滤筒除尘器，所述除尘器包括支架，支架的上部设有除尘室，除尘室内横向设置有菱形滤筒，除尘室的一侧设有与机架连接的洁净气室，除尘室与洁净气室之间设有隔板，除尘室的下方设有与机架连接的灰斗，在除尘室的一侧设有进风口，在洁净气室的一侧设有排风口，在洁净气室的一侧还设有脉冲反吹部件；菱形滤筒包括内支撑网、外支撑网，在内支撑网与外支撑网之间设有呈波浪形折叠的滤材层，在内支撑网与外支撑网的两端设有固定安装环，在波浪形折叠滤材层的表面附着有纳米纤维纺丝层。
为了更好地减少灰尘在滤筒顶部的堆积面积，提高被处理气体流过滤筒表面的流动顺畅形，优选的技术方案是，所述菱形滤筒包括有菱形的长轴和菱形的短轴，在除尘室内菱形滤筒的长轴呈竖向设置，短轴城横向设置，形的长轴与菱形的短轴比值为1:0.3～0.8。
为了避免经过滤处理后的气体与未经过滤处理气体之间的混合，降低排风端一侧风机的功耗，进一步优选的技术方案是，在所述除尘室的一侧设有菱形滤筒的密封端盖。
为了便于将沉积在滤筒外表面上的灰尘通过反吹除尘法，将灰尘排入到会都内，然后在集中回收处理，进一步优选的技术方案还有，所述脉冲反吹部件包括依次连接气包、脉冲电磁阀和吹气管，气包的一端与脉冲电磁阀的一端连接，气包的另一端与压缩空气气源连接，脉冲电磁阀的另一端与吹气管一端连接，吹气管与脉冲电磁阀连接的一端，通过吹气管支架固定在洁净气室的外部，吹气管的另一端穿过洁净气室壁进入洁净气室内，并延伸至菱形滤筒内芯，且在于菱形滤筒内芯对应段的管壁上均布有若干个径向孔。
为了使得吹风管内吹出的气流方向与菱形滤筒的内壁结构相适应，从而进一步地提高反吹的效率，进一步优选的技术方案还有，所述吹气管的横截面也成菱形结构。
为了进一步提高菱形滤筒对细小颗粒的拦截效率，同时也为了提高滤材的透气效率，优选的技术方案还有，所述纳米纤维层是通过静电纺丝法沉积在滤材层外表面上的鸟巢镂空结构层。
为了确保纳米层具有较高的透气率和较好的强度及耐用性能，进一步优选的技术方案是，所述静电纺丝的直径为50nm～80nm，纳米纤维过滤纸的平均厚度为0.1mm～0.3mm。
为了便于使得纳米纺丝之间相互粘接在一起构成鸟巢镂空结构体，使其具有良好的透气性能，同时又可使得镂空透气孔的间隙足够小，以便将微米级以上的微粒全部阻挡在滤筒的外面，还能使得纳米纤维过滤层与基材层粘接成整体结构，进一步优选的技术方案还有，在所述纺丝液聚合物中添加有5％～8％的热熔胶，热熔胶包括乙烯-醋酸乙烯共聚型、聚酰胺型、聚酯型和聚氨酯型中的一种。
为了便于纳米纺丝的加工制作，同时为了确保纳米纺丝具有一定的强度和耐用性能，还为了便于控制纳米纺丝的加工制作成本，进一步优选的技术方案还有，在所述纺丝液中还添加有含0.01wt％～1wt％的四丁基高氯酸铵导电助剂。
为了进一步提高过滤纸的结构强度与耐用性能，进一步优选的技术方案还有，所述波浪形折叠滤材层中的滤材包括滤纸基材、熔喷无纺布基材或针刺/水刺过滤毡基材，滤纸基材的重量为20gsm～140gsm，熔喷无纺布基材、针刺/水刺过滤毡基材的重量为20gsm～250gsm，滤纸基材为木浆纤维通过湿法抄纸技术抄造制备出的滤纸基材。
本发明的优点和有益效果在于，该菱形滤筒除尘器具有结构简单、对气体过滤效率高、使用寿命长，可明显增加有效过滤面积等特点。该菱形滤筒除尘器具中的每个滤筒的有效面积可由原来的75％提高到95％左右，除尘器的整体使用寿命也可提高30％以上。而且该菱形滤筒除尘器还可拦截空气中99.99％(即大于微米级以上)的灰尘颗粒、耐反吹风压大、次数多。
另外，由于该菱形滤筒除尘器在滤材的表面附着有纳米纺丝纤维层，且纳米纺丝纤维的直径都为纳米级的细纤维，即使纤维纺丝与纤维纺丝之间的间距为纤维纺丝的数倍，那么其间隙之间间距也为纳米级。然而由于纤维纺丝与纤维纺丝之间的间距为纤维纺丝的数倍，因此就可以大大地提高滤材的透气率，同时又可将微米级以上的灰尘颗粒阻挡在滤筒的外部。由于在纳米纺丝液中添加了增强纤维还可以进一步提高滤材的结构强度好耐用性能，及耐反吹性能。同时在纳米纺丝液中添加了热熔胶成分，在加热后可将纺丝之间相互粘接成整体鸟巢镂空结构，而且还能与支撑网粘接在一起。
附图说明
图1是本发明菱形滤筒除尘器中菱形滤筒的横截面结构示意图；
图2是本发明菱形滤筒除尘器的主视结构示意图；
图3是本发明菱形滤筒除尘器的侧视结构示意图；
图4是图3中A-A剖视结构示意图；
图5是本发明菱形滤筒除尘器中菱形滤筒的纳米纤维过滤层的SEM电镜图。
图中：1、支架；2、除尘室；3、菱形滤筒；3.1、内支撑网；3.2、外支撑网；3.3、滤材层；3.31、纳米纤维层；3.4、固定安装环；3.5、密封端盖；4、洁净气室；5、隔板；6、灰斗；7、进风口；8、排风口；9、气包；10、脉冲电磁阀；11、吹气管；12、吹气管支架；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1～5所示，本发明是一种菱形滤筒除尘器，所述除尘器包括支架1，支架1的上部设有除尘室2，除尘室2内横向设置有菱形滤筒3，除尘室2的一侧设有与机架1连接的洁净气室4，除尘室3与洁净气室4之间设有隔板5，除尘室3的下方设有与机架1连接的灰斗6，在除尘室2的一侧设有进风口7，在洁净气室4的一侧设有排风口8，在洁净气室4的一侧还设有脉冲反吹部件；菱形滤筒3包括内支撑网3.1、外支撑网3.2，在内支撑网3.1与外支撑网3.2之间设有呈波浪形折叠的滤材层3.3，在内支撑网3.1与外支撑网3.2的两端设有固定安装环3.4，在波浪形折叠滤材层3.3的表面附着有纳米纤维纺丝层3.31。
为了更好地减少灰尘在滤筒顶部的堆积面积，提高被处理气体流过滤筒表面的流动顺畅形，本发明优选的实施方案是，所述菱形滤筒包括有菱形的长轴和菱形的短轴，在除尘室内菱形滤筒的长轴呈竖向设置，短轴城横向设置，形的长轴与菱形的短轴比值为1:0.3。
为了避免经过滤处理后的气体与未经过滤处理气体之间的混合，降低排风口一侧风机的功耗，本发明进一步优选的实施方案是，在所述除尘室2的一侧设有菱形滤筒3的密封端盖3.5。
为了便于将沉积在滤筒外表面上的灰尘通过反吹除尘法，将灰尘排入到会都内，然后在集中回收处理，本发明进一步优选的实施方案还有，所述脉冲反吹部件包括依次连接气包9、脉冲电磁阀10和吹气管11，气包9的一端与脉冲电磁阀10的一端连接，气包9的另一端与压缩空气气源连接，脉冲电磁阀10的另一端与吹气管11一端连接，吹气管11与脉冲电磁阀10连接的一端通过吹气管支架12固定在洁净气室4的外部，吹气管的11另一端穿过洁净气室4壁进入洁净气室4内，并延伸至菱形滤筒3内芯，且在于菱形滤筒3内芯对应段的管壁上均布有若干个径向孔。
为了使得吹风管11内吹出的气流方向与菱形滤筒3的内壁结构相适应，从而进一步地提高反吹的效率，本发明进一步优选的实施方案还有，所述吹气管11的横截面也成菱形结构。
为了进一步提高菱形滤筒3对细小颗粒的拦截效率，同时也为了提高滤材的透气效率，本发明优选的实施方案还有，所述纳米纤维层3.31是通过静电纺丝法沉积在滤材层外表面上的鸟巢镂空结构层。
为了确保纳米层具有较高的透气率和较好的强度及耐用性能，本发明进一步优选的实施方案是，所述静电纺丝的直径为50nm，纳米纤维过滤纸的平均厚度为0.3mm。
为了便于使得纳米纺丝之间相互粘接在一起构成鸟巢镂空结构体，使其具有良好的透气性能，同时又可使得镂空透气孔的间隙足够小，以便将微米级以上的微粒全部阻挡在滤筒的外面，还能使得纳米纤维过滤层与基材层粘接成整体结构，本发明进一步优选的实施方案还有，在所述纺丝液聚合物中添加有5％的热熔胶，热熔胶为乙烯-醋酸乙烯共聚型。
为了便于纳米纺丝的加工制作，同时为了确保纳米纺丝具有一定的强度和耐用性能，还为了便于控制纳米纺丝的加工制作成本，本发明进一步优选的实施方案还有，在所述纺丝液中还添加有含0.01wt％的四丁基高氯酸铵导电助剂。
为了进一步提高过滤纸的结构强度与耐用性能，本发明进一步优选的实施方案还有，所述波浪形折叠滤材层中的滤材包括滤纸基材、滤纸基材的重量为20gsm，滤纸基材为木浆纤维通过湿法抄纸技术抄造制备出的滤纸基材。
实施例2
如图1～5所示，本发明是一种菱形滤筒除尘器，所述除尘器包括支架1，支架1的上部设有除尘室2，除尘室2内横向设置有菱形滤筒3，除尘室2的一侧设有与机架1连接的洁净气室4，除尘室3与洁净气室4之间设有隔板5，除尘室3的下方设有与机架1连接的灰斗6，在除尘室2的一侧设有进风口7，在洁净气室4的一侧设有排风口8，在洁净气室4的一侧还设有脉冲反吹部件；菱形滤筒3包括内支撑网3.1、外支撑网3.2，在内支撑网3.1与外支撑网3.2之间设有呈波浪形折叠的滤材层3.3，在内支撑网3.1与外支撑网3.2的两端设有固定安装环3.4，在波浪形折叠滤材层3.3的表面附着有纳米纤维纺丝层3.31。
为了更好地减少灰尘在滤筒顶部的堆积面积，提高被处理气体流过滤筒表面的流动顺畅形，本发明优选的实施方案是，所述菱形滤筒包括有菱形的长轴和菱形的短轴，在除尘室内菱形滤筒的长轴呈竖向设置，短轴城横向设置，形的长轴与菱形的短轴比值为1:0.5。
为了避免经过滤处理后的气体与未经过滤处理气体之间的混合，降低排风端一侧风机的功耗，本发明进一步优选的实施方案是，在所述除尘室2的一侧设有菱形滤筒3的密封端盖3.5。
为了便于将沉积在滤筒外表面上的灰尘通过反吹除尘法，将灰尘排入到会都内，然后在集中回收处理，本发明进一步优选的实施方案还有，所述脉冲反吹部件包括依次连接气包9、脉冲电磁阀10和吹气管11，气包9的一端与脉冲电磁阀10的一端连接，气包9的另一端与压缩空气气源连接，脉冲电磁阀10的另一端与吹气管11一端连接，吹气管11与冲电磁阀10连接的一端，通过吹气管支架12固定在洁净气室4的外部，吹气管11的另一端穿过洁净气室4壁进入洁净气室4内，并延伸至菱形滤筒3内芯，且在于菱形滤筒3内芯对应段的管壁上均布有若干个径向孔。
为了使得吹风管11内吹出的气流方向与菱形滤筒3的内壁结构相适应，从而进一步地提高反吹的效率，本发明进一步优选的实施方案还有，所述吹气管11的横截面也成菱形结构。
为了进一步提高菱形滤筒3对细小颗粒的拦截效率，同时也为了提高滤材的透气效率，本发明优选的实施方案还有，所述纳米纤维层3.31是通过静电纺丝法沉积在滤材层外表面上的鸟巢镂空结构层。
为了确保纳米层具有较高的透气率和较好的强度及耐用性能，本发明进一步优选的实施方案是，所述静电纺丝的直径为65nm，纳米纤维过滤纸的平均厚度为0.2mm。
为了便于使得纳米纺丝之间相互粘接在一起构成鸟巢镂空结构体，使其具有良好的透气性能，同时又可使得镂空透气孔的间隙足够小，以便将微米级以上的微粒全部阻挡在滤筒的外面，还能使得纳米纤维过滤层与基材层粘接成整体结构，本发明进一步优选的实施方案还有，在所述纺丝液聚合物中添加有6.5％的热熔胶，热熔胶为聚酰胺型。
为了便于纳米纺丝的加工制作，同时为了确保纳米纺丝具有一定的强度和耐用性能，还为了便于控制纳米纺丝的加工制作成本，本发明进一步优选的实施方案还有，在所述纺丝液中还添加有含0.5wt％的四丁基高氯酸铵导电助剂。
为了进一步提高过滤纸的结构强度与耐用性能，进一步优选的技术方案还有，所述波浪形折叠滤材层中的滤材为熔喷无纺布基材，熔喷无纺布基材的重量为20gsm。
实施例3
如图1～5所示，本发明是一种菱形滤筒除尘器，所述除尘器包括支架1，支架1的上部设有除尘室2，除尘室2内横向设置有菱形滤筒3，除尘室2的一侧设有与机架1连接的洁净气室4，除尘室3与洁净气室4之间设有隔板5，除尘室3的下方设有与机架1连接的灰斗6，在除尘室2的一侧设有进风口7，在洁净气室4的一侧设有排风口8，在洁净气室4的一侧还设有脉冲反吹部件；菱形滤筒3包括内支撑网3.1、外支撑网3.2，在内支撑网3.1与外支撑网3.2之间设有呈波浪形折叠的滤材层3.3，在内支撑网3.1与外支撑网3.2的两端设有固定安装环3.4，在波浪形折叠滤材层3.3的表面附着有纳米纤维纺丝层3.31。
为了更好地减少灰尘在滤筒顶部的堆积面积，提高被处理气体流过滤筒表面的流动顺畅形，本发明优选的实施方案是，所述菱形滤筒3包括有菱形的长轴和菱形的短轴，在除尘室2内菱形滤筒3的长轴呈竖向设置，短轴城横向设置，形的长轴与菱形的短轴比值为0.8。
为了避免经过滤处理后的气体与未经过滤处理气体之间的混合，降低排风端一侧风机的功耗，本发明进一步优选的实施方案是，在所述除尘室2的一侧设有菱形滤筒3的密封端盖3.5。
为了便于将沉积在滤筒外表面上的灰尘通过反吹除尘法，将灰尘排入到会都内，然后在集中回收处理，本发明进一步优选的实施方案还有，所述脉冲反吹部件包括依次连接气包9、脉冲电磁阀10和吹气管11，气包9的一端与脉冲电磁阀10的一端连接，气包9的另一端与压缩空气气源连接，脉冲电磁阀10的另一端与吹气管11一端连接，吹气管11与冲电磁阀10连接的一端，通过吹气管支架12固定在洁净气室4的外部，吹气管11的另一端穿过洁净气室4壁进入洁净气室4内，并延伸至菱形滤筒3内芯，且在于菱形滤筒3内芯对应段的管壁上均布有若干个径向孔。
为了使得吹风管11内吹出的气流方向与菱形滤筒的内壁结构相适应，从而进一步地提高反吹的效率，本发明进一步优选的实施方案还有，所述吹气管11的横截面也成菱形结构。
为了进一步提高菱形滤筒3对细小颗粒的拦截效率，同时也为了提高滤材的透气效率，本发明优选的实施方案还有，所述纳米纤维层3.31是通过静电纺丝法沉积在滤材层3.3外表面上的鸟巢镂空结构层。
为了确保纳米层3.31具有较高的透气率和较好的强度及耐用性能，本发明进一步优选的实施方案是，所述静电纺丝的直径为80nm，纳米纤维过滤纸的平均厚度为0.1mm。
为了便于使得纳米纺丝之间相互粘接在一起构成鸟巢镂空结构体，使其具有良好的透气性能，同时又可使得镂空透气孔的间隙足够小，以便将微米级以上的微粒全部阻挡在滤筒的外面，还能使得纳米纤维过滤层与基材层粘接成整体结构，本发明进一步优选的实施方案还有，在所述纺丝液聚合物中添加有8％的热熔胶，热熔胶为聚氨酯型。
为了便于纳米纺丝的加工制作，同时为了确保纳米纺丝具有一定的强度和耐用性能，还为了便于控制纳米纺丝的加工制作成本，本发明进一步优选的实施方案还有，在所述纺丝液中还添加有含1wt％的四丁基高氯酸铵导电助剂。
为了进一步提高过滤纸的结构强度与耐用性能，本发明进一步优选的实施方案还有，所述波浪形折叠滤材层中的滤材为针刺/水刺过滤毡基材，针刺/水刺过滤毡基材的重量为20gsm。
本发明中纳米纤维过滤层的制作方法是采用，按上述纺丝溶液中的各种所需要的成分配置成纺丝液，将配置好的纺丝液添加到静电纺丝装置中，所述静电纺丝装置包括推注系统、纺丝溶液注射器、静电高压提供系统、旋转接收系统，纺丝参数的电压为20kV，纺丝溶液注射器的针头到旋转接收系统的接收板的距离为15cm，喷丝头直径为0.5mm，纺丝速度为2ml/h，环境温度为20℃，环境湿度为55％，通过纺丝时间控制纤维膜厚度，纺丝得到纳米纤维过滤纸。
将纺丝得到的纳米纤维过滤纸浸渍在质量分数为80％的水合肼中3h，然后在80℃下真空干燥，得到电纳米纤维过滤纸，平均纤维直径为50nm-80nm，孔隙率为90％。
施加电压100～400V，测试其过滤效率和压降，其中过滤装置加电压于导电纳米纤维过滤纸，随着电压增加，效率先快速增加，后缓慢增加，在电压为400V时过滤效率达99.2％，压降为15Pa。
本发明提供的导电纳米纤维过滤层的孔隙率≥85％，纸的方块电阻为63～248Ω/sq，此过滤纸具有较宽的纤维直径分布，高的孔隙率和良好的导电性。对导电纳米纤维过滤纸施加100～400V外电压后，对≥0.3μm颗粒的过滤效率为95％～99.95％，卸除外电压后，对导电纳米纤维过滤膜进行反向吹扫后可循环使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种菱形滤筒除尘器，其特征在于，所述除尘器包括支架，支架的上部设有除尘室，除尘室内横向设置有菱形滤筒，除尘室的一侧设有与机架连接的洁净气室，除尘室与洁净气室之间设有隔板，除尘室的下方设有与机架连接的灰斗，在除尘室的一侧设有进风口，在洁净气室的一侧设有排风口，在洁净气室的一侧还设有脉冲反吹部件；菱形滤筒包括内支撑网、外支撑网，在内支撑网与外支撑网之间设有呈波浪形折叠的滤材层，在内支撑网与外支撑网的两端设有固定安装环，在波浪形折叠滤材层的表面附着有纳米纤维纺丝层。
2.根据权利要求1所述菱形滤筒除尘器，其特征在于，所述菱形滤筒包括有菱形的长轴和菱形的短轴，在除尘室内菱形滤筒的长轴呈竖向设置，短轴城横向设置，形的长轴与菱形的短轴比值为1:0.3～0.8。
3.根据权利要求2所述菱形滤筒除尘器，其特征在于，在所述除尘室的一侧设有菱形滤筒的密封端盖。
4.根据权利要求1所述菱形滤筒除尘器，其特征在于，所述脉冲反吹部件包括依次连接气包、脉冲电磁阀和吹气管，气包的一端与脉冲电磁阀的一端连接，气包的另一端与压缩空气气源连接，脉冲电磁阀的另一端与吹气管一端连接，吹气管与脉冲电磁阀连接的一端，通过吹气管支架固定在洁净气室的外部，吹气管的另一端穿过洁净气室壁进入洁净气室内，并延伸至菱形滤筒内芯，且在于菱形滤筒内芯对应段的管壁上均布有若干个径向孔。
5.根据权利要求4所述菱形滤筒除尘器，其特征在于，所述吹气管的横截面也成菱形结构。
6.根据权利要求1所述菱形滤筒除尘器，其特征在于，所述纳米纤维层是通过静电纺丝法沉积在滤材层外表面上的鸟巢镂空结构层。
7.根据权利要求6所述菱形滤筒除尘器，其特征在于，所述静电纺丝的直径为50nm～80nm，纳米纤维过滤纸的平均厚度为0.1mm～0.3mm。
8.根据权利要求7所述菱形滤筒除尘器，其特征在于，在所述纺丝液聚合物中添加有5％～8％的热熔胶，热熔胶包括乙烯-醋酸乙烯共聚型、聚酰胺型、聚酯型和聚氨酯型中的一种。
9.根据权利要求8所述菱形滤筒除尘器，其特征在于，在所述纺丝液中还添加有含0.01wt％～1wt％的四丁基高氯酸铵导电助剂。
10.根据权利要求8所述菱形滤筒除尘器，其特征在于，所述波浪形折叠滤材层中的滤材包括滤纸基材、熔喷无纺布基材或针刺/水刺过滤毡基材，滤纸基材的重量为20gsm～140gsm，熔喷无纺布基材、针刺/水刺过滤毡基材的重量为20gsm～250gsm，滤纸基材为木浆纤维通过湿法抄纸技术抄造制备出的滤纸基材。
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