CN218590813U - 一种用于电除尘器的鱼骨线和电除尘器的电极配置 - Google Patents

Abstract

本实用提出了一种用于电除尘器的鱼骨线和电除尘器的电极配置；鱼骨线包括纵杆和放电针；放电针设置在纵杆上；放电针为一端开口的U型结构，而且相邻放电针的开口方向相反。其电极配置特征形式为收尘极板采用双效阳极板，鱼骨线与双效阳极板的电极配置形式较普通圆线电极配置形式显著提高了双效阳极电除尘器收尘区域30％的电场强度，提升线电流密度60％，使得颗粒物荷电量增加，对5μm以下的细小颗粒捕集效率提升30％，具有良好收尘效果，满足环保要求。

Description

一种用于电除尘器的鱼骨线和电除尘器的电极配置

技术领域

本实用涉及一种放电极和电极配置，具体涉及一种用于除尘器的放电极和电极配置，属于冶金行业或非冶金行业除尘技术领域。

背景技术

电除尘器作为工业烟气净化的主要设备之一，由于其总除尘效率高、本体阻力低、处理烟气量大、耐高温强腐蚀性气体以及运行维护费用低等优点，广泛应用在电力、冶金、建材等工业领域。电除尘器是利用电力将气体中的悬浮颗粒分离出来的装置，尽管在实际应用中有各种不同类型和结构的电除尘器，但是都是基于相同的工作原理。电除尘器的除尘过程可分为四个阶段，即气体的电离、悬浮粒子的荷电、荷电粒子的迁移与沉降、清灰。电极配置作为电除尘器捕集烟气中颗粒物的核心构件，其结构形式对电除尘器整体电场性能、运行工况起至关重要的作用。在实际工业应用中，电除尘器对0.1μm～1μm的颗粒物捕集效率往往并不理想，致使出口烟气排放浓度较高。面对更加严格的超低排放标准，电除尘器无论在冶金行业或非冶金行业都亟需进一步提高对微细颗粒物的捕集效率。

实用新型内容

针对传统电除尘器对微细粒子捕集能力的不足，本实用的目的在于提供适用于冶金行业或非冶金行业除尘用的用于电除尘器的电晕线和电极配置。基于电场性能优化增大收尘极板表面平均电场强度，提高双效阳极电除尘器对0.1μm～1μm的颗粒物捕集效率，本实用提出了一种用于电除尘器的鱼骨线，包括纵杆和放电针；放电针设置在纵杆上；放电针为一端开口的U型结构，而且相邻放电针的开口方向相反。本实用提出了一种电除尘器的电极配置，其电极配置特征形式为收尘极板采用双效阳极板，电晕线采用鱼骨线。鱼骨线与双效阳极板的电极配置形式较普通圆线电极配置形式显著提高了双效阳极电除尘器收尘区域30％的电场强度，由于此电极配置较圆线电极配置提升线电流密度60％，使得颗粒物荷电量增加，对5μm以下的细小颗粒捕集效率提升30％，具有良好收尘效果，满足环保要求。

一种用于电除尘器的鱼骨线，所述鱼骨线包括纵杆和放电针。放电针设置在纵杆上。放电针为一端开口的U型结构，而且相邻放电针的开口方向相反。

在本实用中，所述鱼骨线包括n根纵杆，n根所述纵杆平行设置。

在本实用中，所述鱼骨线包括m个放电针，m个所述放电针平行设置在n根纵杆上。

在本实用中，n≥2，m≥3。

作为优选，同一根鱼骨线上，相邻放电针之间的距离为30mm～300mm，优选为50mm～200mm，更优选为80mm～150mm。

在本实用中，所述放电针的直径为0.1mm～20mm，优选为0.5mm～15mm，更优选为1mm～10mm。

根据本实用提供的第二种实施方案，提供一种电除尘器的电极配置。

一种电除尘器的电极配置，该电极配置包括阳极系统和阴极系统；阳极系统包括双效阳极板；阴极系统包括鱼骨线；阴极系统设置在阳极系统之间。所述鱼骨线包括纵杆和放电针。放电针设置在纵杆上。放电针为一端开口的U型结构，而且相邻放电针的开口方向相反。

在本实用中，阳极系统还包括悬吊梁、加强杆、阳极振打杆。加强杆的顶端与悬吊梁连接。加强杆的底端与阳极振打杆连接。双效阳极板设置在加强杆上，并位于悬吊梁和阳极振打杆之间。

在本实用中，阴极系统还包括阴极框架、重锤、阴极振打杆。鱼骨线竖直设置在阴极框架上。鱼骨线的末端与重锤连接。阴极振打杆水平设置在阴极框架的中部。

作为优选，阴极振打杆的两端分别设有振打砧。

在本实用中，所述电极配置包括p个阳极系统，相邻两块所述阳极系统之间设有阴极系统。

在本实用中，相邻阳极系统之间的间距为100mm～1000mm，优选为200mm～800mm，更优选为300mm～500mm。

在本实用中，p≥2。

在本实用中，每一个阴极系统内设有q根鱼骨线，q根鱼骨线平行设置在阴极框架内。

在本实用中，每一根鱼骨线包括n根纵杆，n根所述纵杆平行设置。

在本实用中，所述鱼骨线包括m个放电针，m个所述放电针平行设置在n根纵杆上。

在本实用中，q≥2，n≥2，m≥3。

作为优选，相邻鱼骨线之间的间距为50mm～500mm，优选为100mm～400mm，更优选为200mm～300mm。

作为优选，同一根鱼骨线上，相邻放电针之间的距离为30mm～300mm，优选为50mm～200mm，更优选为80mm～150mm。

作为优选，相邻鱼骨线上放电针之间的间距为10mm～100mm，优选为20mm～80mm，更优选为40mm～60mm。

作为优选，放电针的开口方向朝向双效阳极板。

作为优选，所述放电针的直径为0.1mm～20mm，优选为0.5mm～15mm，更优选为1mm～10mm。

在本实用中，所述电除尘器的电极配置的外接电压取值为45-72kV。

在本实用中，设有电除尘器的电极配置的电除尘器用于除尘，电场风速取值为0.6-1.2m/s。

本实用新型提供的电除尘器电极配置由鱼骨线与双效阳极板构成，双效阳极板与阳极振打装置相连接，双效阳极收尘极板接地，电势为零；鱼骨线与阴极振打装置相连接，多根鱼骨线放电极布置于双效阳极收尘极板之间，鱼骨线放电极与外接电源连接，施加外接电压。本实用适用于冶金行业或非冶金行业双效阳极电除尘器内部的电极配置，显著提高了双效阳极电除尘器收尘区域30％的电场强度，同时提升线电流密度60％，使得颗粒物荷电量增加，对5μm以下的细小颗粒捕集效率提升30％，具有良好收尘效果，满足环保要求。

在本实用新型中，鱼骨线上的放电针设计为一端开口的U型结构，而且相邻放电针的开口方向相反。放电针的开口方向朝向双效阳极板。通过该特殊设计，提高了放电针的放电效率，增强了阴极系统和阳极系统的工作效率，将该特殊结构的鱼骨线用于电除尘器，提升了电除尘器中阳极和阴极之间的电流密度，增强了电除尘器内收尘区域的电场强度，从而提升了电除尘器的捕集效率；针对小粒径粉尘，具有突出的捕集效果，进而提升了电除尘器的除尘效率。

在本实用新型中，鱼骨线包括2根或多根(2根以上)的纵杆平行设置，纵杆用于固定放电针，以及用于放电针的通电。

在本实用新型中，每一根鱼骨线上包括多个放电针，根据除尘器的规格大小、除尘强度需要，设置放电针的数量。放电针布置越密集，除尘器内的电场强度分布越均匀，越有利于提升除尘效果。

在本实用新型中，鱼骨线上的放电针数量、放电针之间的间距可以根据除尘器的规格、使用场景、除尘效率要求等设定。

在本实用新型中，电除尘器的电极配置可以包括2个或多个(2个以上)阳极系统，相邻两个阳极系统之间设置一个阴极系统。阳极系统平行设置在电除尘器内；阴极系统的表面与阳极系统平行设置。阳极系统的数量、阳极系统之间的间距可以根据除尘器的规格、使用场景、除尘效率要求等设定。

在本实用新型中，阴极系统内可以包括2根或多根(2根以上)鱼骨线，2根或多根鱼骨线的轴线方向相互平行，而且均匀分布在阴极框架内。鱼骨线的表面与双效阳极板的表面平行设置。鱼骨线上的数量、相邻鱼骨线之间的间距可以根据除尘器的规格、使用场景、除尘效率要求等设定。

在本实用新型中，相邻鱼骨线之间的间距是指相邻鱼骨线轴线之间的距离。相邻放电针之间的距离是指相邻放电针之间的最小距离。同一根鱼骨线上，相邻放电针之间的距离是指：在竖直方向上，上下两根鱼骨线之间的最小距离。相邻鱼骨线上放电针之间的间距是指：在水平方向上，左右两根鱼骨线之间的最小距离。

与现有技术相比较，本实用的技术方案具有如下技术效果：

1、本实用的技术方案适用于冶金行业或非冶金行业双效阳极电除尘器内部的电极配置，对电场性能进行分析，采用鱼骨线与双效阳极板的电极配置形式较普通圆线电极配置提升收尘区域电场强度30％，在收尘区域内，荷电颗粒受电场力的作用向收尘极板运动，最终被捕集，电极配置可从根本上提高颗粒物的捕集效率。

2、颗粒荷电过程与电场性能分析相对应，采用本实用的鱼骨线与双效阳极板的电极配置形式，可提升线电流密度60％，使得颗粒物总荷电量增加，粒径处于5μm～1μm的粒子总荷电量提升40.89％，粒径处于1μm～0.01μm的粒子总荷电量提升20.84％，颗粒物总荷电量的增加可提升粒子所受电场力的大小，利于颗粒物的捕集。

3、荷电后的颗粒物在电场力的作用下向收尘极板移动，采用本实用的鱼骨线与双效阳极板的电极配置形式，可提高颗粒物的捕集效率，粒径处于5μm～1μm粒子的捕集效率提升24.87％，粒径处于1μm～0.01μm粒子的捕集效率提升43.85％，电极配置形式可从根本上降低双效阳极电除尘器出口粉尘浓度。

附图说明

图1为本实用用于电除尘器的鱼骨线的三维示意图；

图2为本实用电除尘器的电极配置的阳极系统主视图；

图3为本实用电除尘器的电极配置的阴极系统主视图；

图4为本实用电除尘器的电极配置的三维结构立体示意图；

图5为本实用电除尘器的电极配置的侧视图；

图6为本实用电除尘器的电极配置的二维布置示意图；

图7为本实用实施例中的场强分布图；

图8为本实用实施例中的流线图；

图9为本实用实施例中的颗粒轨迹图。

附图标记：

1：鱼骨线；101：纵杆；102：放电针；2：双效阳极板；3：悬吊梁；4：加强杆；5：阳极振打杆；6：阴极框架；7：重锤；8：阴极振打杆；9：振打砧。

具体实施方式

下面对本实用新型的技术方案进行举例说明，本实用新型请求保护的范围包括但不限于以下实施例。

实施例1

如图1所示，一种用于电除尘器的鱼骨线，所述鱼骨线1包括纵杆101和放电针102。放电针102设置在纵杆101上。放电针102为一端开口的U型结构，而且相邻放电针102的开口方向相反。

实施例2

如图1所示，一种用于电除尘器的鱼骨线，所述鱼骨线1包括纵杆101和放电针102。放电针102设置在纵杆101上。放电针102为一端开口的U型结构，而且相邻放电针102的开口方向相反。

所述鱼骨线1包括2根纵杆101，2根所述纵杆101平行设置。所述鱼骨线1包括5个放电针102，5个所述放电针102平行设置在2根纵杆101上。

实施例3

重复实施例2，只是同一根鱼骨线1上，相邻放电针102之间的距离为100mm。所述放电针102的直径为5mm。

实施例4

重复实施例2，只是同一根鱼骨线1上，相邻放电针102之间的距离为180mm。所述放电针102的直径为10mm。

实施例5

如图4所示，一种电除尘器的电极配置，该电极配置包括阳极系统和阴极系统；阳极系统包括双效阳极板2；阴极系统包括鱼骨线1；阴极系统设置在阳极系统之间。所述鱼骨线1包括纵杆101和放电针102。放电针102设置在纵杆101上。放电针102为一端开口的U型结构，而且相邻放电针102的开口方向相反。

实施例6

如图4和图2所示，重复实施例5，只是阳极系统还包括悬吊梁3、加强杆4、阳极振打杆5。加强杆4的顶端与悬吊梁3连接。加强杆4的底端与阳极振打杆5连接。双效阳极板2设置在加强杆4上，并位于悬吊梁3和阳极振打杆5之间。

实施例7

如图2-4所示，重复实施例6，只是阴极系统还包括阴极框架6、重锤7、阴极振打杆8。鱼骨线1竖直设置在阴极框架6上。鱼骨线1的末端与重锤7连接。阴极振打杆8水平设置在阴极框架6的中部。

实施例8

重复实施例7，只是阴极振打杆8的两端分别设有振打砧9。

实施例9

如图5所示，重复实施例7，只是所述电极配置包括3个阳极系统，相邻两块1个阳极系统之间设有阴极系统。

实施例10

重复实施例9，只是相邻阳极系统之间的间距为400mm。

实施例11

重复实施例9，只是相邻阳极系统之间的间距为600mm。

实施例12

重复实施例9，只是每一个阴极系统内设有6根鱼骨线1，6根鱼骨线1平行设置在阴极框架6内。每一根鱼骨线1包括2根纵杆101，2根所述纵杆101平行设置。所述鱼骨线1包括20个放电针102，20个所述放电针102平行设置在2根纵杆101上。

实施例13

重复实施例12，只是相邻鱼骨线1之间的间距为250mm。同一根鱼骨线1上，相邻放电针102之间的距离为100mm。相邻鱼骨线1上放电针102之间的间距为50mm。

实施例14

重复实施例12，只是相邻鱼骨线1之间的间距为300mm。同一根鱼骨线1上，相邻放电针102之间的距离为120mm。相邻鱼骨线1上放电针102之间的间距为60mm。

实施例15

重复实施例13，只是放电针102的开口方向朝向双效阳极板2。所述放电针102的直径为5mm。

应用实施例1

一种电除尘器内部的电极配置，包括双效阳极板2、鱼骨线1，加强杆4与单块双效阳极板2内部连接固定，加强杆4上端与悬吊梁3下端连接固定，加强杆4下端与阳极振打杆5上端连接固定，鱼骨线1布置于两块双效阳极板2中间，鱼骨线1上端、下端与阴极框架6连接，鱼骨线1下端与重锤7连接固定，阴极振打杆8水平连接固定于阴极框架6中部，振打砧9固定于阴极振打杆8两端，放电针102垂直分布在鱼骨线1上。其中双效阳极板间距为400mm，鱼骨线间距为240mm，双效阳极板厚度为50mm，圆孔孔径为30mm，孔间距为20mm，外接电压为60kV(平均场强3.0kV/cm)，电场风速为0.6m/s，同一水平高度鱼骨线放电针间距60mm，垂直高度相邻鱼骨线放电针间距为100mm，鱼骨线放电针直径为2.5mm。

颗粒物从电场进口端随气流进入，以0.6m/s的流速在双效阳极板与鱼骨线之间的电场通道内流动，鱼骨线与外加电压相接其表面电势为外接电压值60kV，双效阳极板接地，其表面电势为零，电场通道内产生电场，平均场强3.00kV/cm。鱼骨线表面放电针高强度电场使气体电离，产生大量自由电子及负离子，进入电场内的颗粒物与自由电子及负离子结合，使颗粒物荷电，在电场力的作用下被双效阳极板吸附捕集，净化后洁净烟气从电场通道出口排出。通过阴阳极清灰振打装置控制由振打杆所连接的鱼骨线与双效阳极板，将鱼骨线与双效阳极板上所捕集的颗粒物去除。

为了验证本实施例双效阳极电除尘器中的电极配置对颗粒物的捕集能力，并分析除尘器内电场与流场特性，在不影响计算精度的前提下，由于电场通道内荷电颗粒所受重力影响可忽略，简化双效阳极电除尘器电场区域为二维数值模型。鱼骨线与双效阳极板布置方式详见图6，电场区域总长度为1680mm，双效阳极板总长度为1400mm，单块双效阳极板为280mm，相邻两板间距为20mm，双效阳极板厚度50mm，孔径为d＝30mm，孔间距为20mm，开孔率为35.4％，鱼骨线放电针直径2.5mm，单电场通道内布置6根，线间距240mm。

利用有限元数值仿真软件Comsol Multiphysics对双效阳极电除尘器电极配置进行求解，模拟电极配置下双效阳极电除尘器电场通道内的电场特性、流场特性和颗粒物捕集效率。电场的控制方程选用泊松方程与电流连续方程，电场求解结果详见图7；流场控制方程采用时均Navier-Stokes方程和雷诺应力标准湍流模型进行有效的求解，流场求解结果详见图8；粒子使用Lawless模型模拟粒子荷电过程，描述颗粒运动的方法采用拉格朗日运动模型，粒子运动轨迹详见图9，鱼骨线与双效阳极板对不同粒径粒子模拟结果如下：

粒径5μm以上，进口释放5000颗粒，出口逃逸0，捕集效率100％，捕集效率提升0％，颗粒荷电量9.74^-16C，荷电量提升27.32％。

粒径1μm以上，进口释放5000颗粒，出口逃逸1396，捕集效率72.08％，捕集效率提升52.52％，颗粒荷电量4.10^-17C，荷电量提升49.09％。

粒径0.5μm以上，进口释放5000颗粒，出口逃逸2456，捕集效率50.88％，捕集效率提升50.27％，颗粒荷电量1.12^-17C，荷电量提升32.23％。

粒径0.1μm以上，进口释放5000颗粒，出口逃逸3676，捕集效率26.48％，捕集效率提升41.15％，颗粒荷电量1.02^-18C，荷电量提升11.11％。

粒径0.05μm以上，进口释放5000颗粒，出口逃逸3937，捕集效率21.26％，捕集效率提升38.23％，颗粒荷电量4.20^-19C，荷电量提升9.38％。

粒径0.01μm以上，进口释放5000颗粒，出口逃逸4333，捕集效率13.34％，捕集效率提升34.75％，颗粒荷电量5.50^-20C，荷电量提升9.13％。

参照上述结果可知，双效阳极板与鱼骨线的电极配置形式对5μm以下小粒径颗粒物的捕集能力大幅提升。

参照图7，表明本实施例的双效阳极电除尘器采用电极配置后，整体电场分布适宜，有利于颗粒物的荷电与捕集。

参照图8，表明本实施例的双效阳极电除尘器采用电极配置后，内部流场均匀，没有明显涡漩产生。

参照图9，表明本实施例的双效阳极电除尘器采用电极配置后，荷电颗粒物在电场力作用下沉降规律。

采用本实用用于双效阳极电除尘器的电极配置可以有效的提高双效阳极电除尘器对5μm以下的颗粒捕集效率，解决现有设备颗粒物捕集过程中存在的问题和原传统电除尘器捕集效率不足的问题。本实用的设备可广泛应用于多种行业，例如煤电、钢铁等行业，可处理不同粒径分布的颗粒物，制造简单，本体阻力小，市场前景广阔。

Claims (21)

1.一种用于电除尘器的鱼骨线，所述鱼骨线(1)包括纵杆(101)和放电针(102)；放电针(102)设置在纵杆(101)上；其特征在于：放电针(102)为一端开口的U型结构，而且相邻放电针(102)的开口方向相反。

2.根据权利要求1所述的用于电除尘器的鱼骨线，其特征在于：所述鱼骨线(1)包括n根纵杆(101)，n根所述纵杆(101)平行设置；所述鱼骨线(1)包括m个放电针(102)，m个所述放电针(102)平行设置在n根纵杆(101)上；

其中：n≥2，m≥3。

3.根据权利要求2所述的用于电除尘器的鱼骨线，其特征在于：同一根鱼骨线(1)上，相邻放电针(102)之间的距离为30mm～300mm。

4.根据权利要求3所述的用于电除尘器的鱼骨线，其特征在于：同一根鱼骨线(1)上，相邻放电针(102)之间的距离为50mm～200mm。

5.根据权利要求2所述的用于电除尘器的鱼骨线，其特征在于：同一根鱼骨线(1)上，相邻放电针(102)之间的距离为80mm～150mm。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于电除尘器的鱼骨线，其特征在于：所述放电针(102)的直径为0.1mm～20mm。

7.根据权利要求6所述的用于电除尘器的鱼骨线，其特征在于：所述放电针(102)的直径为0.5mm～15mm。

8.根据权利要求7所述的用于电除尘器的鱼骨线，其特征在于：所述放电针(102)的直径为1mm～10mm。

9.一种电除尘器的电极配置，该电极配置包括阳极系统和阴极系统；阳极系统包括双效阳极板(2)；阴极系统包括鱼骨线(1)；阴极系统设置在阳极系统之间，其特征在于：所述鱼骨线(1)包括纵杆(101)和放电针(102)；放电针(102)设置在纵杆(101)上；放电针(102)为一端开口的U型结构，而且相邻放电针(102)的开口方向相反。

10.根据权利要求9所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：阳极系统还包括悬吊梁(3)、加强杆(4)、阳极振打杆(5)；加强杆(4)的顶端与悬吊梁(3)连接；加强杆(4)的底端与阳极振打杆(5)连接；双效阳极板(2)设置在加强杆(4)上，并位于悬吊梁(3)和阳极振打杆(5)之间；

阴极系统还包括阴极框架(6)、重锤(7)、阴极振打杆(8)；鱼骨线(1)竖直设置在阴极框架(6)上，鱼骨线(1)的末端与重锤(7)连接；阴极振打杆(8)水平设置在阴极框架(6)的中部。

11.根据权利要求10所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：阴极振打杆(8)的两端分别设有振打砧(9)。

12.根据权利要求10所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：所述电极配置包括p个阳极系统，相邻两块所述阳极系统之间设有阴极系统；相邻阳极系统之间的间距为100mm～1000mm；

其中：p≥2。

13.根据权利要求12所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：相邻阳极系统之间的间距为200mm～800mm。

14.根据权利要求13所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：相邻阳极系统之间的间距为300mm～500mm。

15.根据权利要求12所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：每一个阴极系统内设有q根鱼骨线(1)，q根鱼骨线(1)平行设置在阴极框架(6)内；每一根鱼骨线(1)包括n根纵杆(101)，n根所述纵杆(101)平行设置；所述鱼骨线(1)包括m个放电针(102)，m个所述放电针(102)平行设置在n根纵杆(101)上；

其中：q≥2，n≥2，m≥3。

16.根据权利要求15所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：相邻鱼骨线(1)之间的间距为50mm～500mm；

同一根鱼骨线(1)上，相邻放电针(102)之间的距离为30mm～300mm；

相邻鱼骨线(1)上放电针(102)之间的间距为10mm～100mm。

17.根据权利要求16所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：相邻鱼骨线(1)之间的间距为100mm～400mm；

同一根鱼骨线(1)上，相邻放电针(102)之间的距离为50mm～200mm；

相邻鱼骨线(1)上放电针(102)之间的间距为20mm～80mm。

18.根据权利要求17所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：相邻鱼骨线(1)之间的间距为200mm～300mm；

同一根鱼骨线(1)上，相邻放电针(102)之间的距离为80mm～150mm；

相邻鱼骨线(1)上放电针(102)之间的间距为40mm～60mm。

19.根据权利要求9-18中任一项所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：放电针(102) 的开口方向朝向双效阳极板(2)；

所述放电针(102)的直径为0.1mm～20mm。

20.根据权利要求19所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：所述放电针(102)的直径为0.5mm～15mm。

21.根据权利要求20所述的电除尘器的电极配置，其特征在于：所述放电针(102)的直径为1mm～10mm。

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