CN1444510A - 静电除尘器 - Google Patents

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Abstract

一种用于水平方向气流的静电除尘器(8)，它具有一个关于其中心轴线(3)基本旋转对称的外壳(2)，具有在单个的圆锥形部分(10)张开的管状入口(1)，其圆锥形部分(10)达到外壳直径(D)的80至95％，剩余外壳直径(D)的5至20％的加宽部分采用一个基本垂直于外壳轴线(3)并关于该轴线径向对称的台阶(5)，在圆锥形部分(10)至少有两个基本垂直于外壳轴线(3)的配气带孔盘(6，6’，6”)。

Description

静电除尘器
本发明涉及一种用于水平直流气体的静电除尘器，该除尘器具有关于中心轴线旋转对称的外壳。
这种静电过滤器从现有技术中已知，通常具有平行于外壳主轴线并等间距排列的垂直方向的片状沉积电极。这样，这些沉积电极平行于外壳主轴线等间距排列，外壳主轴线基本上在相应于圆周的各弦长可达到的全部高度上延伸。在沉积电极之间有夹紧在框架中的放电电极。此外，为了去除外壳内壁的沉淀尘埃，可设置刮擦机构，例如，可绕外壳轴线在壳壁较低的、有尘埃排出口的部位旋转的刮擦机构。
这种型号的除尘器从EP 0 252 371 A1已知。这种除尘器有管状的入口和出口，它们分别由3种不同圆锥形部分所构成，圆锥形部分的大小和高度比例与除尘器的外壳直径相匹配。在中心的圆锥形部分上布置了三个配气带孔盘。
这种设计类型的除尘器用于干式去除有用或无用的工业气体中的粉尘，特别是涉及到永久性或周期性的爆炸气体混合物。例如，从正压力为1.5至2.5巴下工作的锅炉中去除高炉煤气的粉尘，以便能够在对涡轮内的能量恢复没有腐蚀作用危险的情况下允许压力降到40至80毫巴，其中粉尘含量必须预先降到5至20毫克每立方米。考虑到有用的压力降应尽可能高，为此只考虑具有1至2毫巴压力损失的静电过滤器，因为具有同等分离性能的高性能涤气器有200至400毫巴的压力损失。
这种型号除尘器的另一个应用领域是煤炭研磨工厂，那里的废气由于煤炭粉尘含量而具有一定程度上的爆炸性。无论如何，在这里必须避免由漩涡上升的煤炭粉尘沉淀物或次级空气渗透而导致的气体成分的无控制转换。
从钢铁转炉的废气中除尘也特别危险，因为由于不连续的操作方式除尘器要交替经历可燃性气体气流和混有少量粉尘和气体的周围空气。在除尘之后，这些可燃性气体被收集到容器中和输送到气体供给系统，与此同时在转炉外实际送风状态而间断产生的气体在除尘后通过烟道排入大气中。实现这一目的的是除尘器的一个顺流转换器，它是根据时间被控制或是依赖于气体组成。气流中的压力波可能由转换器、转炉或除尘器的逆流爆燃情况所引起，然后导致除尘器内或逆流输送管道系统的粉尘堆积在气流中被分离和形成漩涡。这种“粉尘波”一方面破坏了除尘器的分离性能，而且另一方面增加了爆燃过程的危险。
然而，由于现在越来越严格的环境法规，不再充分使用仅仅将粉尘波危险和爆燃情况都减少到最小程度的除尘器。从现有技术已知的相关静电过滤器，尤其是从EP 0 252 371 A1可知，它很难再满足现有的关于清洁气体中的粉尘含量的法律规定。EP 0 252 371 A1公开的静电过滤器的另一个不利方面是管状入口和出口的三个圆锥形部分在技术上难以实现且需要很高花费。
因此本发明的任务是提供一种分离效率与现有技术相比有所提高而且造价较低的静电除尘器，虽然从现有技术中已知的低爆燃趋势依然存在。
本发明通过结合以下特征目前已实现了这个任务：静电除尘器在达到80至95％外壳直径的单个的圆锥形部分上开有一个管状入口，其中剩余外壳直径的5至20％的加宽部分采取了台阶的形式，让其直接垂直于外壳轴线并关于该轴线径向对称，在圆锥形部分上至少排列两个直接垂直于外壳轴线的配气带孔盘。
与现有除尘器技术相比，这些特征的结合惊人地成功保持了不经受爆燃过程的趋势，并提高了分离效率。这里分离效率的提高基于通过除尘器横截面的、基本是均匀的气体速度曲线，因此停留时间分布也同样均匀。虽然这些因素影响了静电过滤器的运行，但由于本发明的除尘器只有一个单个圆锥和一个台阶的简单结构，使更简单更低成本的产品成为可能。另外也可以对现有除尘器迅速地经济地改装成本发明的除尘器。
依据进一步优化气体速度曲线的优选实施例，在圆锥形部分和台阶状加宽部分之间提供一个圆柱形部分，圆柱形部分的高度(h1)为外壳直径D的5至15％，最好约为10％。
为确保最佳的气体分布，有利的做汝是圆锥形部分的高度h2与外壳直径尺寸比例一定。圆锥形部分的高度h2是外壳直径的20至40％，在这里被证明是特别有利的。
也被证明有利的是，如果在管状入口的圆锥形部分提供至少三个，最好是精确的三个配气带孔盘，其沿气流方向的透气性从51-47％增加/减少至48-44％，然后至45-41％。
此外，配气带孔盘的位置x1至x3遵从以下关系，x1至x3要沿着外壳轴线测量，具体说从台阶形截止的横截面，即从台阶/圆锥过渡或台阶/圆柱过渡，计算到气流的方向：
x1，2，3＝ξ1，2，3×h2+h1
其中
ξ1＝0.18至0.28
ξ2＝0.45至0.60
ξ3＝0.76至0.92。
依据另一个优选实施例，在外壳的气体出口侧后接一个80至95％外壳直径的台阶形收缩面，这个收缩面直接垂直于外壳轴线并关于该轴线径向对称。
如果台阶形收缩面后接一个单个的尖端变细的锥形部分，圆锥形部分至少有一个配气带孔盘，它基本垂直于外壳轴线，并且圆锥部分的高度(h4)为外壳直径D的20至40％。这样也是有利的。
这样根据本发明圆锥部分和台阶形收缩面一起组成了除尘器的管状出口。
这里，最好在台阶形收缩面和管状出口之间设置一个圆柱部分，圆柱部分的高度(h3)为外壳直径D的5至15％。
优选的是，在管状出口的圆锥形部分提供三个配气带孔盘，其中沿气流方向的透气性从41-45％增加/减少至44-48％，然后至47-51％。
根据本发明除尘器的最佳实施方案中，管状的入口和出口是一样的，只是镜像对称的结构。
这里对管状入口和出口尤其有利的是在圆锥形部分和台阶形加宽面之间各有一个圆柱形部分，而且在各圆锥形部分中都布置有三个配气带孔盘。
事实上，使管状的入口和出口成为类似并镜像对称的形状是从现有技术公知的，但根据本发明的圆锥、台阶形加宽和配气带孔盘的组合则不是。
鉴于至今静电过滤器的分离性能在管状出口的最后部分急剧下降，根据本发明，管状出口的结构成功地使在这一区域通过横截面的气流速度分布也更加均匀，从而成功地实现了除尘器的整个长度内的不变的分离性能。
下面借助附图1和2所示实施例对本发明的除尘器详细描述。
图1显示带有配气带孔盘的管状入口，
图2显示根据本发明的除尘器。
图1所示为根据本发明除尘器的管状入口1，以及基本圆柱形外壳2和外壳中心轴线3。管状入口1在单个的圆锥形部分10张开，大约为除尘器外壳2直径D的90％，圆锥形部分10的高度(h2)大约为外壳直径D的35％。圆锥形部分10后接一个圆柱形部分4，其高度h1大约为外壳直径D的5％。剩余10％的直径加宽到外壳直径D采取了一个台阶形、径向对称截止面5的形式。在圆锥形部分10上，配气带孔盘6，6′，6′′以间隔x1到x3分布，间隔x1到x3是从台阶形截止面5开始测量的。气流方向如箭头7所示。
图2所示为本发明的除尘器8，它具有一个管状入口1，一个外壳2和一个管状出口9，箭头7依然表示气流方向。
外壳2的内部装置，例如沉积和放电电极、刮擦机构等没有在图中表示出，因为它们不是本发明的实质。
在图2中管状入口1和管状出口9结构相同，所以h1＝h3，h2＝h4。而且，管状入口和出口各个尺寸x1到x3也是相同的。

Claims (10)

1.用于水平气流的静电除尘器(8)，具有一个关于外壳中心轴线(3)基本旋转对称的外壳(2)，其特征在于以下特征的结合：具有一个在单个的圆锥形部分(10)内张开的管状入口(1)，其圆锥形部分达到外壳直径(D)的80至95％，剩余外壳直径(D)的5至20％的加宽部分采用一个基本垂直于外壳轴线(3)并关于该轴线径向对称的台阶(5)，在圆锥形部分(10)中至少有两个基本垂直于外壳轴线(3)的配气带孔盘(6，6’，6”)。
2.根据权利要求1所述的静电除尘器(8)，其特征在于在圆锥形部分(10)和台阶形加宽部分(5)之间设有一个圆柱形部分。
3.根据权利要求2所述的静电除尘器(8)，其特征在于圆柱形部分(4)的高度(h1)为外壳直径(D)的5至15％，最好约为10％。
4.根据权利要求1至3之一所述的静电除尘器(8)，其特征在于圆锥形部分(10)的高度(h2)为外壳直径(D)的20至40％。
5.根据权利要求1至4之一所述的静电除尘器(8)，其特征在于在圆锥形部分(10)中设置至少三个配气带孔盘。
6.根据权利要求1至5之一所述的静电除尘器(8)，其特征在于在管状入口(1)的圆锥形部分(10)提供了三个配气带孔盘(6，6’，6”)，其沿气流方向(7)的透气性从5-47％增加/减少至48-44％，然后至45-41％。
7.根据权利要求1至6之一所述的静电除尘器(8)，其特征在于在外壳(2)的气体出口侧后接一个大小为外壳直径80至95％的台阶形收缩面，该收缩面基本垂直于外壳轴线(3)并关于该轴线径向对称。
8.根据权利要求7所述的静电除尘器(8)，其特征在于台阶形收缩面后接一个单个的尖端变细的圆锥形部分，在圆锥形部分中设有至少两个基本垂直于外壳轴线的配气带孔盘，圆锥形部分的高度(h4)为外壳直径D的20至40％。
9.根据权利要求8所述的静电除尘器(8)，其特征在于在台阶形收缩面和管状出口之间设置一个圆柱形部分，圆柱形部分5的高度(h3)为外壳直径D的5至15％。
10.根据权利要求7至9之一所述的静电除尘器(8)，其特点在于在管状出口的圆锥形部分设有三个配气带孔盘，其沿气流方向的透气性从41-45％增加/减少至44-48％，然后至47-51％。
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