CN115722344A - 一种双极荷电电凝聚增强袋式除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双极荷电电凝聚增强袋式除尘器，包括，由净气烟道和含尘烟道组成的中部烟道箱体与每个袋室之间被一个凝聚室隔开，各所述凝聚室底部与其下方的中部灰斗与含尘烟道连通，含尘烟道底部还设有向各中部灰斗下方延伸的副烟道，凝聚室上部连通袋室的上部，所述凝聚室是由针状芒刺高压极板和针状芒刺接地极板组成的竖向烟气通道。本发明装置有效提升袋式除尘器净化性能，利用多种除尘机理协同作用有效提高细颗粒物的除尘效率，可显著降低粉尘层阻力，并有效避免二次扬尘，实现高效节能，提升滤袋的使用寿命，具有良好的应用前景。

Description

一种双极荷电电凝聚增强袋式除尘器

技术领域

本发明涉及各类型工业生产时所产生含尘烟气的高效除尘装置具体涉及双极荷电电凝聚增强袋式除尘器，广泛用于工业企业的含尘烟气除尘，回收粉状物料，减少大气污染物的排放。

背景技术

袋式除尘器具有除尘效率高，处理风量的范围广，结构简单，维护操作方便，对粉尘的特性不敏感等诸多优点，在除尘领域被广泛应用。传统的袋式除尘器的中部烟道箱体中净气烟道和含尘烟道被大斜板隔开，含尘烟道位于净气烟道上方，含尘烟道还与烟囱连通，烟道箱体两侧安装袋室，袋室下部为灰斗，袋室上部为净气室，净气室和袋室被花板隔开，滤袋布置在袋室内且上端悬挂在花板的各花孔上，净气室与净气烟道通过提升阀下端的阀盘间隙性隔离，净气室内安装低压喷吹管，对准每一个滤袋的上端，低压喷吹管连通脉冲喷吹清灰装置，含尘烟道与袋室通过相分支烟道连通，分支烟道一般不设风量调节阀，分支烟道仅是净气烟道两侧与袋室的隔板上开设的一个通孔，该通孔面向袋室一侧布置有挡板，挡板用于阻挡含尘烟气直接吹动滤袋，将含尘烟气分散到挡板的四周沿袋室壁面进入袋室，若需要分支烟道具有调节风量的功能，则不在净气烟道与袋室的隔板上开孔，另外从烟道箱体底部引出分支烟道，在分支烟道内布置风量调节阀，这样含尘烟气从分支烟道进入灰斗上部，再进入袋室。

但目前袋式除尘器存在着很多不足之处，主要表现在：传统的袋式除尘器在处理细颗粒物时阻力过大，效率不高；传统的袋式除尘处理粉尘浓度高的烟气时会出现因清灰周期短、频繁清灰所造成滤袋使用寿命短的问题；另外传统的袋式除尘多采用灰斗进气方式，易存在二次扬尘的问题，影响净化效率和滤袋使用寿命。因此，提升袋式除尘器对细颗粒物和高浓度烟尘的净化效果，实现节能和超低排放，成为当务之急。

发明内容

对于上述背景技术中所陈述的袋式除尘器的缺点不足，本发明提出了一种双极荷电电凝聚增强袋式除尘器，在保证甚至是提高除尘效率的情况之下还能够使得进入袋室的气流均匀，本发明有效提升袋式除尘器净化性能，多方式协同作用净化粉尘细颗粒物，显著降低粉尘层阻力，实现高效节能，提升滤袋的使用寿命，有效避免二次扬尘，具有大型化可行性，具有良好的应用前景。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种双极荷电电凝聚增强袋式除尘器，包括袋式除尘器，由净气烟道和含尘烟道组成的中部烟道箱体与每个袋室之间被一个凝聚室隔开，各所述凝聚室底部与其下方的中部灰斗与含尘烟道连通，含尘烟道底部还设有向各中部灰斗下方延伸的副烟道，凝聚室上部连通袋室的上部，所述凝聚室是由针状芒刺高压极板和针状芒刺接地极板围成的竖向烟气通道。

进一步地，所述副烟道下端安装有风量调节阀，风量调节阀由驱动装置驱动改变副烟道下端的烟气流量。

进一步地，所述针状芒刺高压极板与负高压电源电连接，针状芒刺高压极板产生负电晕放电，使得部分粉尘荷负电，所述针状芒刺接地极板产生正电晕放电，使得部分粉尘荷正电，在凝聚室内放电时形成的离子风和电场力的相互作用下使粉尘静电凝聚。

进一步地，所述风量调节阀由阀板和驱动装置组成，驱动装置安装在中部灰斗侧壁上，阀板与副烟道下端通过铰链联接，阀板与驱动装置亦通过铰链连接，所述驱动装置用来调节阀板的开度。

进一步地，所述针状芒刺高压极板夹于两块针状芒刺接地极板中间，针状芒刺无规则分布在针状芒刺高压极板和针状芒刺接地极板之上，且针状芒刺接地极板和针状芒刺高压极板上的芒刺交错分布。

针状芒刺的规格不应过大，且需要保证尖端光滑，所选材料导电性优良。

进一步地，所述凝聚室具有显著的凝聚效果，细小颗粒物大多以粉尘团的状态附着在一起，粉尘团的直径可达100μm。粉尘团大多是以粒径较大的颗粒物为凝并核，是大量细小颗粒物粘附在其表面而形成的，粉尘团中单个粉尘颗粒的粒径一般处于1μm～10μm，凝聚室对细小颗粒物的凝聚作用，能效提升滤袋的过滤效率。

本发明提出的双极荷电电凝聚增强袋式除尘器的工作原理是：含尘气流从含尘烟道进入除尘器，在惯性分离的作用下大粉尘颗粒沉降到中部灰斗，实现预除尘；同时，含尘气流经过风量调节阀部分，通过控制阀板驱动装置调节阀板的开度，对流过含尘气流的风量进行调节；进入凝聚室后，针状芒刺高压极板接负高压电源高压端，针状芒刺开始放电产生电场，含尘气流中的粉尘颗粒一部分荷正电，一部分荷负电，离子风和电场双重作用下开始互相吸附凝聚形成粉尘大颗粒；然后含尘气流进入袋室进行滤袋过滤，此时含尘气流通过处于袋室上部的凝聚室出口，流动方式和粉尘下落方向一致，一方面在重力作用下减轻阻力带来的影响，避免了二次扬尘，另一方面每个袋室分配气流量相同，克服了传统袋式除尘器气流分布不均匀、滤袋单元之间分配的气流量差异大的缺点；粉尘附着在滤袋的外表面，含尘气流经过滤袋时，粉尘被捕集在滤袋的外表面，而除尘后气流通过滤料进入滤袋内部。经滤袋过滤后的净气通过花板上的孔汇集到净气室，最后通过净气室上的提升阀通道由净气烟道排出。清灰后吹出滤袋表面的粉尘沉降，避免二次扬尘。

本发明凝聚颗粒沉降速度相关计算：

设在气体密度为0.75kg/m³，颗粒物密度3000kg/m³，粘度2.6*10^-5pa·s 条件下：

1μm：

层流区

u_t=d²(ρ_s-ρ）g/18μ=6.29*10^-4m/s=3.77*10^-2m/ min

10μm：

层流区

u_t=d²(ρ_s-ρ）g/18μ=6.29*10^-2m/s=3.77 m/min

100μm：

2.62＜K＜69.1 过渡区

本发明的有益效果在于：

本发明能高效去除工业中产生含尘烟气中的细颗粒物，利用一台负高压电源接于凝聚室的针状芒刺高压极板上，针状芒刺接地极板接地，通过针状芒刺放电，在含尘气流经过凝聚室时同时实现部分粉尘颗粒荷正电，部分粉尘颗粒荷负电，同时利用电场作用和离子风提升粉尘细颗粒物凝聚效率，细小颗粒物几近全部凝聚，有效提升袋式除尘装置的净化效率。

本发明在中部灰斗两侧壁上安装有风量调节阀，通过控制驱动装置调节阀板的开度，同时实现气流流量调节、通道的开闭以及粉尘的惯性分离，使进入凝聚室以及袋室的气流更加均匀，并且有效降低进入袋室的粉尘浓度，减缓滤袋的磨损程度，延长清灰周期，提高滤袋的使用寿命。

本发明中凝聚室结构为一个含尘气流垂直上升的通道，粉尘凝聚后，含尘气流从位于袋室上部的凝聚室出口进入袋室，含尘气流进入袋室后流动方向和粉尘沉降方向相一致，可有效避免二次除尘，从而提高除尘效率，并有效提高滤袋的使用寿命。

因此，本发明装置有效提升袋式除尘器净化性能，利用多种除尘机理协同作用有效提高细颗粒物的除尘效率，可显著降低粉尘层阻力，并有效避免二次扬尘，实现高效节能，提升滤袋的使用寿命，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是双极荷电电凝聚增强袋式除尘器结构示意图;

图2是双极荷电电凝聚增强袋式除尘器平面图;

图中：1.灰斗、2.滤袋、3.袋室、4.脉冲喷吹清灰管、5.净气室、6.净气烟道、7.含尘烟道、8.提升阀、9.花板、10.凝聚室、11.大斜板、12.风量调节阀、13.中部灰斗、14.针状芒刺高压极板、15.针状芒刺接地极板。

具体实施方式

下面对袋式除尘器的专业术语进行解释，并结合附图对本发明做进一步说明。

过滤风速是指烟气通过滤袋表面的平均速度，v=Q/F，Q为通过滤袋的烟气流量，F为滤袋总面积。采用压缩空气喷吹清灰的脉冲袋式除尘器，现有技术中其过滤风速最高也只是在3.0m/min左右。

如图1~图2所示，一种双极荷电电凝聚增强袋式除尘器，包括袋式除尘器，袋式除尘器具有灰斗1、滤袋2、袋室3、脉冲喷吹清灰装置4、净气室5、净气烟道6、含尘烟道7、提升阀8、花板9、凝聚室10、大斜板11、风量调节阀12，净气烟道6和含尘烟道7在中部烟道箱体内被大斜板11隔开，中部烟道箱体与两侧的每个袋室3之间被一个凝聚室10隔开，每个袋室3下方安装灰斗1，每个袋室3上方设置有净气室5，袋室3与净气室5由花板9隔开；在净气烟道6上方安装提升阀8，滤袋2垂直安装在花板9上，在净气室5内安装脉冲喷吹清灰管4，脉冲喷吹清灰管4与脉冲喷吹清灰装置连通；中部烟道箱体两侧每两组相互正对的凝聚室10组成一组，其下方安装有中部灰斗13，中部烟道箱体的含尘烟道7下部通过中部灰斗13连通两侧的凝聚室10下部连通，含尘烟道7底部还设有向各中部灰斗13下方延伸的副烟道，中部灰斗13内的副烟道下端安装有风量调节阀12，风量调节阀12是由阀板和驱动装置组成，驱动装置安装在中部灰斗13侧壁上，阀板与副烟道下端通过铰链联接，阀板与驱动装置亦通过铰链连接，所述驱动装置用来调节阀板的开度。

同时凝聚室10是由两块分别靠近中部烟道箱体和袋室的针状芒刺接地极板15以及一块夹于中间的针状芒刺高压极板14组成的含尘气流的垂直上升通道；光滑的针状芒刺无规则焊点在各极板之上，且针状芒刺接地极板15和针状芒刺高压极板14上的芒刺交错分布。

本发明工作时含尘气流首先通过含尘烟道7经中部灰斗1两侧的通道口进入凝聚室10，在通道口处利用惯性分离作用将大颗粒粉尘分离并收集于中部灰斗1，实现预除尘；同时利用通道口处的风量调节阀12调节进入凝聚室10的烟气流量，以保证进入各凝聚室的流量均匀一致。然后预除尘后的含尘气流进入凝聚室10，凝聚室10中针状芒刺高压极板与负高压电源高压端连接，针状芒刺接地极接地，针状芒刺高压极板产生负电晕放电，针状芒刺接地极板产生正电晕放电，使部分粉尘荷负电、部分粉尘荷正电，荷电粉尘在电场力及离子风的共同作用实现静电凝聚，粉尘颗粒变大，从粒径为1μm左右的未荷电粉尘凝聚成粒径超过10μm荷电粉尘。接着含荷电粉尘的含尘气流通过凝聚室10上部出口进入袋室3，在袋室3中，含尘气流流动方向和荷电粉尘沉降方向一致，荷电粉尘的沉积 速度略大于滤袋的过滤速度，荷电粉尘在沉降过程中受滤袋的吸力作用边沉降，边被吸附滤袋表面，沉降过程中未被滤袋及时吸附的荷电粉尘沉降到袋室3正下方的灰斗1中，可有效避免二次扬尘；经过滤袋2过滤后的净气进入净气室5，并通过提升阀8进入净气烟道6，并由净气烟道6排出。吸附在滤袋2表面的荷电粉尘的粒径进一步增大，压缩空气喷吹对滤袋2清灰时，滤袋2表面的粉尘沉降，且由于粉尘粒径进一步增大到接近100μm，其沉降速度远大于滤袋的过滤速度，故难以被滤袋再次吸附到滤袋表面。

而现有的袋式除尘器中由于未设置凝聚室10，未使用静电凝聚使粉尘颗粒变大，且现有技术中记载的袋式除尘器主要过滤拦截粒径为0.5μm以上的粉尘，由于0.5μm~10μm的粉尘的沉降速度低于滤袋的过滤速度，故0.5μm~10μm的粉尘未及沉降就吸附在滤袋表面，滤袋2表面的粉尘沉降未因为电荷作用进一步增大粒径，在压缩空气喷吹对滤袋2清灰时，粉尘再次沉降，且沉降速度低于滤袋的过滤速度，未及沉降就吸附在滤袋表面。故现有的袋式除尘器的滤袋更容易达到积尘的上限厚度。当以测量到的袋室3的阻力为条件启动到压缩空气喷吹对滤袋2清灰时，现有的袋式除尘器的清灰频率也更高。

而本发明由于滤袋积尘并达到积尘的上限厚度的时间更久，且清灰时，难以形成二次扬尘，故当以测量到的袋室3的阻力为条件启动到压缩空气喷吹对滤袋2清灰时，本发明的双极荷电电凝聚增强袋式除尘器的清灰频率也更低，故能延长滤袋的使用时间。其次由于静电凝聚作用使粉尘粒径增加到10μm，现有技术记载了清洁滤袋对该粒径的粉尘的过滤效率也超过90%，故本发明的双极荷电电凝聚增强袋式除尘器能在滤袋清洁、收尘和清灰条件下一直保持极高的过滤效率，比现有的袋式除尘器过滤效率更能保持长时间高效稳定除尘。

作为一种优化改进方案，袋室3的外壁布置有泄爆膜16，安装泄爆膜16是一种最直接有效且简单的防爆措施。对泄爆膜16进行安装的过程中，必须先要计算好装置所需的泄爆面积，过小的泄爆面积使得泄爆膜无法充分发挥防爆能力，而泄爆面积过大又会增加成本投入。目前主要有KST诺摸图法和St诺摸图法两种方法对泄爆面积进行计算。本装置泄爆膜16的安装位置需要尽可能接近爆炸容易发生的位置，主要是为了保证良好的泄爆效果，直接排出室外。

Claims (5)

1.一种双极荷电电凝聚增强袋式除尘器，包括袋式除尘器，其特征在于，由净气烟道（6）和含尘烟道（7）组成的中部烟道箱体与每个袋室（3）之间被一个凝聚室（10）隔开，各所述凝聚室（10）底部与其下方的中部灰斗（1）与含尘烟道（7）连通，含尘烟道（7）底部还设有向各中部灰斗（13）下方延伸的副烟道，凝聚室（10）上部连通袋室（3）的上部，所述凝聚室（10）是由针状芒刺高压极板（14）和针状芒刺接地极板（15）围成的竖向烟气通道。

2.根据权利要求1所述的双极荷电电凝聚增强袋式除尘器，其特征在于，所述副烟道下端安装有风量调节阀，风量调节阀由驱动装置驱动改变副烟道下端的烟气流量。

3.根据权利要求1所述的双极荷电电凝聚增强袋式除尘器，其特征在于：所述针状芒刺高压极板（14）与负高压电源电连接，针状芒刺高压极板（14）产生负电晕放电，使得部分粉尘荷负电，所述针状芒刺接地极板（15）产生正电晕放电，使得部分粉尘荷正电，在凝聚室（10）内放电时形成的离子风和电场力的相互作用下使粉尘静电凝聚。

4.根据权利要求2所述的双极荷电电凝聚增强袋式除尘器，其特征在于：所述风量调节阀（12）由阀板和驱动装置组成，驱动装置安装在中部灰斗（13）侧壁上，阀板与副烟道下端通过铰链联接，阀板与驱动装置亦通过铰链连接，所述驱动装置用来调节阀板的开度。

5.根据权利要求3所述的双极荷电电凝聚增强袋式除尘器，其特征在于：所述针状芒刺高压极板（14）夹于两块针状芒刺接地极板（15）中间，针状芒刺无规则分布在针状芒刺高压极板（14）和针状芒刺接地极板（15）之上，且针状芒刺接地极板（14）和针状芒刺高压极板（15）上的芒刺交错分布。

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