CN207385713U - 一种高风速耐高温高效静电除尘器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高风速耐高温高效静电除尘器，它在壳体内设有初级除尘电场、二级除尘电场、凝并电场、深度除尘电场，初级除尘电场、二级除尘电场和深度除尘电场内垂直于烟气流方向依次交替布置有多组放电极框架和集尘极框架，放电极框架与集尘极框架相互平行且数量相等，凝并电场内部垂直于烟气流方向依次交替布置多组结构相同的凝并正极框架和凝并负极框架，所述放电极框架分别由对应的直流高频高压电源供电，凝并电场的放电极框架和集尘极框架由交流高压电源供电。本实用新型采用多级电场串联的方式，中部设置凝并电场，末端设有深度除尘电场，具有除尘效率高、二次扬尘少、高温热变形小、电场风速高、除尘器体积小、热损失小、投运成本低等优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及高温烟气除尘处理领域，具体是一种高风速耐高温高效静电除尘器。
背景技术
运行温度在300℃以下的常规电除尘器作为一种先进而成熟的烟气除尘设备在火电、玻璃、水泥、钢铁、化工等工业领域得到广泛应用。但随着工业技术的不断发展，在化工及能源等领域中，很多工业炉窑的尾气温度波动很大，常常会遇到正常工况下温度高达350℃～500℃的烟气，为了满足达标排放要求或出于某些特殊工艺的需要，须对这些高温烟气进行除尘处理。如：玻璃行业粉尘碱金属含量高且黏度大，为保证后续脱硝设施的稳定运行，需在脱硝系统前端380～450℃的条件下进行烟气除尘；水泥窑电除尘器的工作温度大都在200～250℃，且时常有异常工况发生，入口烟气温度达到400～450℃甚至更高，对电除尘最高耐受温度提出更高的要求；在煤的热电气焦油多联产项目中，为了提高焦油品质，必须在400℃以上的烟气温度下除尘。
目前，高温除尘设备主要有高温陶瓷除尘器、高温旋风除尘器、高温静电除尘器等。高温陶瓷除尘器因陶瓷材料具有稳定的热力学性质及化学性质，能够在高温高压以及腐烛性气氛条件下工作，但在长期运行过程中存在压损大、过滤管破裂、清灰效率下降、管板和器壁的连接及脉冲阀的长期稳定性差等问题。高温旋风除尘器结构简单、价格便宜、使用方便，但其除尘效率受到粉尘粒径的制约，一般只作为预除尘器设备，在二次除尘前先去除烟气中的部分大颗粒粉尘。高温静电除尘器因具有除尘效率高、烟气处理量大、压损小等优势，是一种极具应用前景的高温气体净化技术。
常规电除尘器普遍采用芒刺形放电极，同一根放电极两侧的放电尖端一般布置在一个平面内，工作时仅在放电尖端所在的平面周围产生电子，影响粉尘的荷电效果。而且，由于设备结构不耐高温的局限性，很难在350～500℃的高温条件下稳定运行，在高温下运行一段时间之后就会发生极板弯曲变形导致极间距变小，电场电压还没有升到除尘器的工作电压时就因极间距过小，空气击穿放电造成电气控制系统不能正常工作，从而导致除尘效率大幅下降。分析常规电除尘器在高温环境下发生的各种故障发现，电除尘器内部电极结构能否承受高温的影响和破坏，是保证电除尘器在高温环境下保持稳定高效运行的关键所在。另外，相比于常规低温烟气，高温条件下烟气密度降低、烟气的体积增加，且常规电除尘器电极板框架与烟气流向平行布置，为防止荷电粉尘脱离收尘集的捕获、保证除尘效率及防止二次扬尘，需保持除尘器内部较低的烟气流速(一般为0.6～0.7m/s)，因而高温电除尘体积庞大，热损失严重，从而降低了高温电除尘器运行的经济性。
随着城市化进程的不断加快，工业化生产日渐增多，高温除尘技术的发展尚不够成熟，难以满足越来越严格的大气颗粒物排放标准。因此，需对现有的电除尘内部电极结构进行优化改进，使其满足高温条件下高效稳定运行的同时减小除尘器体积，降低热损失，提高高温静电除尘器的经济性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高风速耐高温高效静电除尘器，该高风速耐高温高效静电除尘器可在350～500℃的高温条件下高效稳定运行，在保证出口粉尘浓度达标排放的同时，能够克服现有技术电除尘器运行风速低、体积庞大、热损失严重及投运成本高等缺点。
本实用新型采用如下技术方案解决上述技术问题：
本实用新型高风速耐高温高效静电除尘器，包括壳体，所述壳体的一端为烟气进口，另一端为烟气出口，壳体内由进口至出口方向依次设置有初级除尘电场、二级除尘电场、凝并电场、深度除尘电场，初级除尘电场、二级除尘电场和深度除尘电场的内部垂直于烟气流方向分别按照一定的间距依次交替布置有多组放电极框架和集尘极框架，放电极框架与集尘极框架相互平行且数量相等，凝并电场内部垂直于烟气流方向按照一定的间距依次交替布置多组结构相同的凝并正极框架和凝并负极框架，所述放电极框架分别由对应的直流高频高压电源供电，凝并电场的放电极框架和集尘极框架由交流高压电源供电。
所述初级除尘电场和二级除尘电场的结构相同；初级除尘电场内的放电极框架由一组放电极和多组辅助电极按照一定的间距交替固定于放电极外框内，采用的放电极为管针形放电极，采用的辅助电极为光圆不锈钢管；电场内的集尘极框架由多组收尘管按照一定的间距固定在集尘极外框内，收尘管采用光圆不锈钢管；放电极框架与直流高频高压电源输出端相连，并由支撑绝缘子吊挂在电场内，集尘极框架吊挂在支撑梁上，支撑梁与壳体相连并接地。
所述凝并电场内部的凝并正极框架和凝并负极框架的结构是：均由一组放电极和多组辅助电极按照一定的间距交替固定于相应的电极外框内；放电极为管针形放电极，辅助电极为光圆不锈钢管，放电极和辅助电极的结构大小均与初级除尘电场的放电极和辅助电极相同；凝并正极框架和凝并负极框架的总数量小于或等于初级除尘电场内放电极框架和集尘极框架的总数量，凝并正极极框架和凝并负极框架分别与交流高压电源的正负两极输出端相连，并由支撑绝缘子吊挂在电场内。
所述深度除尘电场的中部沿着烟气进气方向设有隔离板，将深度除尘电场分割成两个结构相同但是相对独立的净化区域，每个净化区域入口处设有独立的挡板门；每个净化区域内部均依次交替设置放电极框架和集尘极框架，放电极框架与凝并电场的放电极框架结构相同，放电极框架与直流高频高压电源输出端相连，并由支撑绝缘子吊挂在电场内；集尘极框架的结构与初级除尘电场的集尘极框架结构相同，集尘极框架吊挂在支撑梁上，支撑梁与壳体相连并接地。
所述管针形放电极由不锈钢圆管和端头磨尖的不锈钢针组成，不锈钢针按照一定的间距点焊固定在不锈钢圆管上，上下相邻的不锈钢针相互错位形成一定的角度，角度的大小为90°或45°。
本实用新型高风速耐高温高效静电除尘器具有如下有益效果：
1、本实用新型采用多级不同功能的电场串联的方式，初级电场和二级电场将绝大部分粉尘捕集，剩余的微细粉尘经凝并电场荷电凝并成大颗粒粉尘，最后流经深度除尘电场进行深度除尘，保证除尘效率。
2、本实用新型将深度除尘电场分隔成相互独立的净化区域，保证清灰和除尘过程相互独立，减少二次扬尘的生成，进而维持出口粉尘浓度稳定达标。
3、本实用新型采用管针型放电极，相邻放电钢针相互垂直，能够有效提高电场强度及电子、离子密度，从而增强粉尘荷电效率；辅助电极及集尘极为不锈钢圆管型，具有集尘面积大、高温条件下热变形小、耐高温腐蚀等优势，有效保障高温电除尘器温稳定运行。
4、本实用新型将放电极框架及集尘极框架与烟气流向相互垂直排布，粉尘经放电极荷电后随气流流经后续的集尘极时被捕获，能够有效提高电场内荷电粉尘的有效驱进速度，从而可以提高高温电除尘器内部的烟气流速至2～3m/s左右(为常规高温电除尘器的4倍左右)，进而可以极大地减小除尘器体积，降低热损失，减少设备的投资运行成本。
附图说明
图1是本实用新型俯视方向的放电极框架和集尘极框架分布示意图；
图2是本实用新型采用的管针形放电极结构示意图；
图3是初级除尘电场内的放电极框架结构示意图；
图4是图3中A部位局部放大示意图；
图5是初级除尘电场内的集尘极框架结构示意图；
图6是图5中B部位局部放大示意图；
图7是图1中凝并电场的放电极框架结构示意图；
图8是图7中C部位局部放大示意图；
图9是图1中深度除尘电场的放电极框架结构示意图；
图10是图9中D部位局部放大示意图；
图11是本实用新型主视方向的结构示意图；
图12是图1中A-A方向视图；
图13是图1中B-B方向视图；
图14是图1中C-C方向视图。
图中：初级除尘电场1、初级除尘电场放电极框架1-1、初级除尘电场放电极1-1-1、初级除尘电场辅助电极1-1-2、初级除尘电场放电极外框1-1-3、初级除尘电场集尘极框架1-2、初级除尘电场收尘管1-2-1、初级除尘电场集尘极外框1-2-2、二级除尘电场2、二级除尘电场放电极框架2-1、二级除尘电场集尘极框架2-2、凝并电场3、凝并正极框架3-1、凝并放电极3-1-1、凝并辅助电极3-1-2、凝并电极外框3-1-3、凝并负极框架3-2、深度除尘电场4、净化区域4a、净化区域放电极框架4a-1、净化区域放电极4a-1-1、净化区域辅助电极4a-1-2、净化区域放电极外框4a-1-3、净化区域集尘极框架4a-2、净化区域4b、净化区域放电极框架4b-1、净化区域集尘极框架4b-2、隔离板4-1、挡板门4-2、挡板门4-3、支撑绝缘子5、不锈钢圆管a、不锈钢针b。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的阐述。为使附图简洁，图中仅示意性的表示出与本实用新型相关的部分，而且图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性的标示出了其中的一个。
如图1至图14所示，本实用新型高风速耐高温高效静电除尘器包括壳体，壳体的左侧为烟气进口，右侧为烟气出口，壳体内部由烟气进口至烟气出口方向(即烟气流方向)依次设置有初级除尘电场1、二级除尘电场2、凝并电场3及深度除尘电场4。
本实用新型采用的初级除尘电场1内部垂直于烟气流方向按照一定的间距依次交替布置多组初级除尘电场放电极框架1-1和初级除尘电场集尘极框架1-2，初级除尘电场放电极框架1-1与初级除尘电场集尘极框架1-2相互平行且数量相等。初级除尘电场放电极框架1-1由一组放电极1-1-1和多组辅助电极1-1-2按照一定的间距交替固定于放电极外框1-1-3内构成，其采用的放电极1-1-1为管针形放电极，辅助电极1-1-2为光圆不锈钢管；初级除尘电场集尘极框架1-2由多组收尘管1-2-1按照一定的间距固定在集尘极外框1-2-2内，收尘管1-2-1的结构与辅助电极相同，即为光圆不锈钢管；初级除尘电场放电极框架1-1与直流高频高压电源输出端相连，并由支撑绝缘子5吊挂在电场内，初级除尘电场集尘极框架1-2吊挂在支撑梁上，支撑梁与壳体相连并接地。
本实用新型采用的二级除尘电场2与初级除尘电场1结构相同，其内部垂直于烟气流方向按照一定的间距依次交替布置多组二级除尘电场放电极框架2-1和二级除尘电场集尘极框架2-2，放电极框架2-1与集尘极框架2-2相互平行且数量相等；二级电场放电极框架2-1与直流高频高压电源输出端相连，并由支撑绝缘子5吊挂在电场内，二级电场集尘极框架2-2吊挂在支撑梁上，支撑梁与壳体相连并接地。
本实用新型采用的凝并电场3内部垂直于烟气流方向按照一定的间距依次交替布置多组凝并正极框架3-1和凝并负极框架3-2，凝并正极框架3-1与凝并负极框架3-2结构相同，均由一组凝并放电极3-1-1和多组凝并辅助电极3-1-2按照一定的间距交替固定于凝并电极外框3-1-3内；凝并放电极3-1-1为管针形放电极，凝并辅助电极3-1-2为光圆不锈钢管，结构大小均与初级除尘电场放电极1-1-1和初级除尘电场辅助电极1-1-2相同；凝并电场3内部的凝并正极框架3-1和凝并负极框架3-2的总数量小于或等于初级除尘电场1内放电极框架1-1和集尘极框架1-2的总数量，凝并正极框架3-1和凝并负极框架3-2分别与交流高压电源的正负两极输出端相连，并由支撑绝缘子5吊挂在电场内。
所述深度除尘电场4的中部，沿着烟气进气方向设有隔离板4-1，将深度除尘电场分割成两个结构相同但是相对独立的净化区域4a和净化区域4b，净化区域4a入口处设有独立的挡板门4-2，净化区域4b入口处设有独立的挡板门4-3；净化区域4a内部垂直于烟气流向按照一定的间距依次交替设置净化区域放电极框架4a-1和净化区域集尘极框架4a-2，净化区域放电极框架4a-1与凝并电场的放电极框架3-1结构相同，即采用的净化区域放电极4a-1-1为针管形放电极，采用的净化区域辅助电极4a-1-2为光圆不锈钢管，净化区域放电极4a-1-1和净化区域辅助电极4a-1-2固定在净化区域放电极外框架4a-1-3内构成净化区域放电极框架4a-1；净化区域放电极框架4a-1与直流高频高压电源输出端相连，并由支撑绝缘子5吊挂在电场内，净化区域集尘极框架4a-2结构与初级除尘电场内的集尘极框架1-2结构相同，净化区域集尘极框架4a-2吊挂在支撑梁上，支撑梁与壳体相连并接地。净化区域内部垂直于烟气流方向按照一定的间距依次交替设置净化区域放电极框架4b-1和净化区域集尘极框架4b-2，净化区域放电极框架4b-1与净化区域放电极框架4a-1结构相同，净化区域放电极框架4b-1与直流高频高压电源输出端相连，并由支撑绝缘子5吊挂在电场内，净化区域集尘极框架4b-2结构与净化区域集尘极框架4a-2结构相同，净化区域集尘极框架4b-2吊挂在支撑梁上，支撑梁与壳体相连并接地。
本实用新型采用的管针形放电极由不锈钢圆管a和端头磨尖的不锈钢针b组成，不锈钢针b按照一定的间距点焊固定在不锈钢圆管a上，上下相邻的不锈钢针相互错位形成一定的角度，角度的大小可为90°或45°或其它角度。
本实用新型高风速耐高温高效静电除尘器工作时，含尘高温烟气从烟气进口经气流分布板布风均匀后依次流经初级除尘电场1、二级除尘电场2、凝并电场3及深度除尘电场4，在初级除尘电场1和二级除尘电场2内部电场力的作用下，将绝大部分荷电粉尘捕获，通过定期进行振打清灰，将捕集的粉尘从灰斗处排出除尘器。烟气中剩余的微细粉尘流经凝并电场3时，经凝并正极框架3-1与凝并负极框架3-2同时放电，使携带相反电荷的微细粉尘相互吸引，进而凝并成较大颗粒粉尘，凝并后的粉尘流入深度除尘电场4进行深度除尘，深度除尘电场4内部被隔离板4-1分隔成结构相同但是相互独立的净化区域4a和净化区域4b，两个净化区域运行时除尘和清灰过程相互错开，从而减少气流中二次扬尘的生成。当烟气流经净化区域4a时，挡板门4-2完全打开，挡板门4-3完全关闭，此时净化区域4b进行极板清灰；当烟气流经净化区域4b时，挡板门4-3完全打开，挡板门4-2完全关闭，此时净化区域4a进行极板清灰。经深度电场除尘后的烟气输送至下一道烟气净化设备或者直接通过烟囱达标排放。
以上所述之实施例只是本实用新型的较佳实施方式而己，并非用来限制本实用新型的实施范围，如权利要求书所记载的内容，在不脱离本实用新型主要思想情况下进行的各种变更，均应包括于本实用新型申请专利范围内。
Claims (5)
1.一种高风速耐高温高效静电除尘器，包括壳体，其特征在于：所述壳体的一端为烟气进口，另一端为烟气出口，壳体内由进口至出口方向依次设置有初级除尘电场、二级除尘电场、凝并电场、深度除尘电场，初级除尘电场、二级除尘电场和深度除尘电场的内部垂直于烟气流方向分别按照一定的间距依次交替布置有多组放电极框架和集尘极框架，放电极框架与集尘极框架相互平行且数量相等，凝并电场内部垂直于烟气流方向按照一定的间距依次交替布置多组结构相同的凝并正极框架和凝并负极框架，所述放电极框架分别由对应的直流高频高压电源供电，凝并电场的放电极框架和集尘极框架由交流高压电源供电。
2.根据权利要求1所述高风速耐高温高效静电除尘器，其特征在于：所述初级除尘电场和二级除尘电场的结构相同；初级除尘电场内的放电极框架由一组放电极和多组辅助电极按照一定的间距交替固定于放电极外框内，采用的放电极为管针形放电极，采用的辅助电极为光圆不锈钢管；电场内的集尘极框架由多组收尘管按照一定的间距固定在集尘极外框内，收尘管采用光圆不锈钢管；放电极框架与直流高频高压电源输出端相连，并由支撑绝缘子吊挂在电场内，集尘极框架吊挂在支撑梁上，支撑梁与壳体相连并接地。
3.根据权利要求1所述高风速耐高温高效静电除尘器，其特征在于：所述凝并电场内部的凝并正极框架和凝并负极框架的结构是：均由一组放电极和多组辅助电极按照一定的间距交替固定于相应的电极外框内；放电极为管针形放电极，辅助电极为光圆不锈钢管，放电极和辅助电极的结构大小均与初级除尘电场的放电极和辅助电极相同；凝并正极框架和凝并负极框架的总数量小于或等于初级除尘电场内放电极框架和集尘极框架的总数量，凝并正极极框架和凝并负极框架分别与交流高压电源的正负两极输出端相连，并由支撑绝缘子吊挂在电场内。
4.根据权利要求1所述高风速耐高温高效静电除尘器，其特征在于：所述深度除尘电场的中部沿着烟气进气方向设有隔离板，将深度除尘电场分割成两个结构相同但是相对独立的净化区域，每个净化区域入口处设有独立的挡板门；每个净化区域内部均依次交替设置放电极框架和集尘极框架，放电极框架与凝并电场的放电极框架结构相同，放电极框架与直流高频高压电源输出端相连，并由支撑绝缘子吊挂在电场内；集尘极框架的结构与初级除尘电场的集尘极框架结构相同，集尘极框架吊挂在支撑梁上，支撑梁与壳体相连并接地。
5.根据权利要求2或3所述高风速耐高温高效静电除尘器，其特征在于：所述管针形放电极由不锈钢圆管和端头磨尖的不锈钢针组成，不锈钢针按照一定的间距点焊固定在不锈钢圆管上，上下相邻的不锈钢针相互错位形成一定的角度，角度的大小为90°或45°。
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| CN201721262682.9U Active CN207385713U (zh) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 一种高风速耐高温高效静电除尘器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2020083218A1 (zh) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | 上海必修福企业管理有限公司 | 排气处理系统及方法 |
| CN111420807A (zh) * | 2019-08-06 | 2020-07-17 | 王波 | 静电除尘器快速保护系统控制方法 |
| CN112844846A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-05-28 | 上海丸西空环保科技有限公司 | 一种多种频次脉冲放电高温烟气集尘装置及集尘方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Intersection of Dongcheng Avenue and Dongcheng Road in Heli Park, Ningguo Economic and Technological Development Zone, Ningguo City, Xuancheng City, Anhui Province Patentee after: Anhui Boshike Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 530007 12 Kexing Road, hi tech Zone, Nanning, the Guangxi Zhuang Autonomous Region Patentee before: GUANGXI BOSSCO ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240530 Address after: 530000 No. 101, Gao'an Road, high tech Zone, Nanning, Guangxi Zhuang Autonomous Region Patentee after: Guangxi Boshike Environmental Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Patentee after: Anhui Boshike Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Address before: Intersection of Dongcheng Avenue and Dongcheng Road in Heli Park, Ningguo Economic and Technological Development Zone, Ningguo City, Xuancheng City, Anhui Province Patentee before: Anhui Boshike Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| TR01 | Transfer of patent right |