CN86104221A - 组合电收尘器 - Google Patents

Abstract

组合电收尘器是工业烟尘净化装置。它既是数台管式电收尘的同轴组合，又是单区和双区电收尘器的串联组合，它还把电场和旋风收尘进行电旋组合，而其本身又可作为单元进行多元并、串联组合。其内、外管上端由汇风筒隔开，下端靠灰斗贯通。烟气由汇风筒切向进入内管电场形成电旋风第一次收尘，再在灰斗中由沉降和电力进行每二次收尘，外管为双区电收尘，粉尘在电离区再次荷电，在收尘区的均匀强电场中完成烟气的净化处理；最后由汇风筒排出。

Description

组合电收尘器是一种新型管式电收尘器，可作为建材、电力、冶金、化工和食品等工业设备烟尘及散源扬尘的净化装置。

和组合电收尘器相关的现有技术主要有美国《国际环境》（Environment    Interational）1981年第6期第239～244页的“管式双区电收尘器”（tubular    Electrostic    Precipitaors    of    Two-stage    Design）和美国专利US3，970，437号的“电气粉尘分离器”（Electric    Dust    Separator）以及苏联专利SU446313号的“电旋风除尘器”（Электроциклон）。

“管式双区电收尘器”阐述管式电收尘器是由接地的收尘极管和位于其轴线的针状放电极组成。当放电极通以高压直流电源时就产生电晕而使粉尘荷电，由于库仑力的作用，荷电粉尘被收尘极管捕集。在不均匀电场中，粉尘荷电和粉尘捕集同时同区进行的，叫单区（singlestage）管式电收尘器。由于粉尘饱和荷电仅需0.01秒，同时均匀电场中收尘效率最高。因此，可把荷电区（又称电离区）和收尘区分开。据此而设计出很短的不均匀电场作电离区、较长的均匀电场作收尘区，这就是“双区”（two-stage）管式电收尘器。

US3，970，437号专利的实质是加了一个凝聚电场的可旋转的旋风除尘器。其内、外旋风管间有一分离空间，内管是铝制件，外管是绝缘体，外管内侧周布许多电极，为了避免电晕放电而在电极表面覆以缘绝材料。内、外筒间电场是由内向外增强，最后局部凝聚于电极。其内筒上电力线均布。当烟气切向流入旋转的分离空间就形成旋流，粉尘同时在电场中极化凝聚成粗大粒子，这样就在电场力和离心力共同作用下进行收尘。SU446，313号专利是在一台旋风除尘器的芯管上布满针形放电极，再以一只三同轴绝缘管使放电极芯管和外管绝缘。当气流切向进入内、外管间的电场时，离心力和库仑力就共同对烟气除尘。两份专利的实质都保持了现有旋风收尘器气流状态，在内、外管间加一电场。所不同的是US3，970，437号专利电极置于外管且不产生电晕，而SU446，313号专利把内管当作放电极。

显然，现有的管式电收器和上述两份专利都是仅有一个电场的电收尘器。其次，在内芯管至灰斗的轴向界面内有一高速向上的“内旋风”像“龙卷风”那样不仅携带未净粉尘，还会卷走灰斗中的积灰;同时从入风口沿上盖至芯管有一“上灰环”，环中粉尘既轻又细，难以捕集。此外，还存在流场风速与电场风速以及处理烟气的时间难以协调。至于US3，970，437号专利的旋转体显然既复杂又难以密封。

本发明的任务是提供一种新型的组合电收尘器：把管式电收尘器单一的电场设计成多电场运行;并在多电场中把单区和双区电收尘加以组合运用;还要把电场和旋风组合成新型的电旋风收尘器;为了适应不同的工况，其本体又可作为单元进行多元并、串联组合运行。

据此，本发明的特征是：

1.具有多电场的管式电收尘器，即在管式电收尘器外层同轴地套列一至几个管式电收尘器。内外管上端由汇风筒使其相互隔开，下端由灰斗使其贯通。烟气流向是由内管经灰斗至外管，也可由外管经灰斗至内管。这样，内外管电收尘器就串联起来，形成二个或几个电场，构成了多电场管式电收尘器。

2.一般情况下，内管采用单区电收尘器，外管采用双区电收尘器。也可外管为单区，内管为双区电收尘器。在特定条件下，也可同时采用双区或单区电收尘器。

3.内、外管电场通常分别由不同电源单独供电，也可由同一电源供电，同一电源供电时最好加隔离电阻以减少各个电场的相互影响。

4.内管电场烟气采用下斜式切向进风，且进口风速为10至20米/秒，以形成电旋风。该电旋风收尘器无排气芯管，烟气流向外管;同时灰斗截面积几倍于内管，故而烟气在灰斗中根据“旋转矩”不变原理，速度大为降低，从而克服了“内旋气流”和“上灰环”等缺点。

5.采用特有的筒形放电极，其一端或两端可设置成针筒形、或锯筒形，或垛筒形，或齿筒形，这样就具有双区管式电收尘器的功能。

6.在灰斗中设置障灰环，防止二次飞灰。

7.为使外管气流均布，在内管下端和障灰环上端酌情设置配风环，（小风量时可免）。

8.在汇风筒顶部和灰斗台面分别设置清灰振动电机进行纵向振动清灰。

9.组合电收尘器本体既可单元运行也可采用多元并、串联运行。

本发明的技术解决方案进一步用附图加以说明：

图1是组合电收尘器的结构图。

图2是内管切向进风形成旋风示意图;

图3是图1的A-A剖面;

图4是针筒形放电极;

图5是锯筒形放电极;

图6是垛筒形放电极;

图7是齿筒形放电极;

图8是四单元长阵并联组合运行主视图;

图9是图8的俯视图。

图10是四单元方阵并联组合运行主视图;

图11是图10的俯视图。

图1是本发明的最佳实施方案。

图1中内管〔17〕和位于其轴线的放电极〔7〕组成内管电场;同时内管〔17〕还和外管〔16〕及其同轴的外放电极〔9〕组成外管电场。外放电极〔9〕与内管〔16〕和外管〔17〕的距离大致相等;其几何形状如图4、图5、图6、图7、所示，酌情选用其中一种。内、外管的上端由汇风筒盖板〔1〕使其彼此隔离，下端在灰斗〔11〕处彼此贯通。烟气从汇风筒进风口〔19〕经过进风管〔18〕下斜切向流入内管〔17〕，再经灰斗〔11〕和外管〔16〕排出。内、外放电极〔7〕和〔9〕分别由内、外导电杆〔2〕和〔4〕引接高压直流电源，〔21〕、〔3〕和〔5〕作为绝缘支承。采用重锤〔10〕将〔7〕定位，也可用绝缘支承把〔7〕和〔12〕绝缘联接取代〔10〕。〔8〕是外电极〔9〕的连接吊杆，〔15〕是内管〔17〕的支承架。障灰环〔12〕固定于灰斗中，灰斗〔11〕下端开有排灰口〔13〕。灰斗中侧开有检查门〔14〕。清灰振动电机〔20〕安装在汇风筒盖板〔1〕上。

组合电收尘器烟尘净化机理如下：

从图1和图2可以看出，烟气由进风口〔19〕经进风管〔18〕高速下斜地切向流入内管电场，其入口风速为10至20米/秒。在管电场中气流由直线运动变为园周运动，在电场中以螺旋状流向灰斗〔11〕，此时粉尘一方面受离心力而趋向内管壁，另一方面由于内放电极〔7〕具有高电压而产生电晕放电，电离气体离子附着在粉尘上而使粉尘荷电，荷电粉尘在〔7〕和〔17〕组成的电场中又受库仑力作用而被内管〔17〕吸附。正是库仑力和离心力共同作用，对烟气进行电旋风第一次收尘。

螺旋向下的烟气到达灰斗〔11〕时，由于灰斗〔11〕截面积几倍于内管，根据“旋转矩”不变原理其径向风速大大降低，其轴向风速不仅大减，还要由方向向下经过零速折而向上。因为外管电扬取代了现有电旋风的排气芯管，故而这种电旋风既不存在“龙卷风”似的“内旋气流”问题，也不存在“上灰环”问题，从而成为高效可靠的电旋风。

烟气在灰斗的换向过程中，在零速界面内，粉尘因惯性力，重力和和静电力（因为粉尘在内管电场中业已荷电，且极性和灰斗部件相反）对粉尘进行第二次捕集。

为了防止二次飞灰，在飞灰斗〔11〕下部设置了障灰环〔12〕。

经过二次收尘的烟气进入外管双区电扬时含尘浓度大为降低，且粉尘粒度轻细，粉尘在双区电收尘器中的电离区再次荷电，紧接着进入均匀电场的收尘区。当采用负电晕时，正离子粉尘被放电极吸附，负离子粉尘被作为收尘极的内、外管吸附。其余粉尘在均匀强电场中极化、碰撞而凝聚成粗大的极化粒子，这就是“极化凝聚”或“空间凝聚”。在外管电场中经过几次反复处理就会把烟气完全净化。此管式双区电收尘器具有下列特点：1.内外管均是收尘极，收尘表面积大;2.电离区很小，既节电又减少火花故障的可能性;3.放电极表面积很大不易发生“电晕封闭”;4.均匀电场的极化凝聚和分段双区重复电离和收尘，均有利于收尘;5.双区电收尘的放电极选用针筒形或锯筒形或垛筒形成齿筒形电极，易于制作。

净化的烟气由汇风筒出口〔6〕排出。

极板上捕集的粉尘由振动电机〔20〕清灰。

本发明在图1的基础上可同轴套列几只管式电收尘器，烟气流向既可由内管至外管也可由外管至内管。烟气既可切向进风也可径向进风。既可采用干法也可采用湿法管式电收尘。

本发明的电场电源电压范围为直流±20千伏至±160千伏。一般采用负电晕。本发明的内、外电场一般各自单独供电，也可共用同一电源，此时，内、外电场间最好加隔离电阻以减少各电场的相互影响。在特殊场合，内、外电场可切除某一电场电源，极个别情况可完全协除电源变成特殊的旋风收尘器。

组合电收尘器作为单元可进行多元并联或串联或混联运行。

图8和图9为4支组合电收尘器长阵并联组合运行的示意图。其处理烟气流量约为单体的4倍。烟气由进风口〔31〕进入变径管〔32〕对四支组合电收尘器〔34〕初步配风后，再经调风阀〔41〕调节大致等量地进入每支组合电收尘器的进风管〔40〕，烟气在组合电收尘器〔34〕中完成净化处理后由其出风管〔39〕排出，经接管〔38〕汇入汇风管〔37〕最后由出风口〔33〕排出。每支组合电收尘器本体捕集的粉尘由其灰斗径分格轮卸料器〔35〕排至螺旋输送机〔36〕，由〔36〕输送至指定的地点。

组合电收尘器四单元方阵并联组合运行可参见图10和图11。其处理烟量也为单个组合电收尘器的4倍。烟气异形进风管〔51〕配风至4只组合电收尘器〔52〕的入风管〔53〕，烟气在每只组合电收尘器内净化后，由各自的出风管〔54〕排至汇风管〔57〕，然后由出风管〔55〕排出。各个组合电收尘单体的集灰由分格轮卸料器〔56〕卸出。

不论长阵组合还是方阵组合，其组合单元的数量可多可少，由现场工况选定。

鉴于上述，本发明之组合电收尘器，同现有技术相比具有以下特征：

1.组合电收尘器是多电场管式电收尘，可对粉尘进行多次收尘;它又是把单区和双区，库仑力和离心力以及惯性力和重力进行综合收尘的烟气净化装置，其结果是高效可靠。

2.其内管电旋风收尘器既无高速向上的“内旋气流”又无”上灰环”存在，结构新颖，简单可靠。

3.双区管式电收尘收尘极表面积大，同时放电极表面积也很大，又有极化凝聚效应必然增加收尘效果而不会产生电晕封闭。

4.双区电收尘器的电离区很小，既节约电晕功率又减少火花故障。

5.组合电收尘器既可单独运行又可作为单元进行灵活多变的多元并、串联及混联组合。

6.结构简单、紧凑，节约钢材，便于制造、运输、安装、和检修。

Claims (7)

1、具有多电场的组合电收尘，在管式电收尘器外层同轴地套列一个或几个管式电收尘器。其内管(17)和内放电极(7)组成内管电场。内管和外管(16)及外放电极(9)组成外管电场。内管(17)和外管(16)上端由汇风筒盖板(1)使其彼此隔离，下端在灰斗(11)彼此贯通。烟气从汇风筒的进风口(19)经进风管(18)切向进入内管(17)，在内管电场中形成电旋风，再经灰斗(11)至外管(16)由汇风筒出口(6)排出。内放电极(7)和外放电极(9)分别由内导电杆(2)和外导电杆(4)接高压直流电源。绝缘子(21)、(3)和(5)支承内放电极(7)和外放电极(9)，内放电极(7)用重锤(10)定位，也可用绝缘支承。外放电极(9)由几个针筒形电极或齿筒形电极组成双区电收尘，用连接吊杆(8)连接。内管(17)由支承架(15)支承。在灰斗(11)中设置障灰环(12)，灰斗下端有排灰口(13)，中侧有检查门(14)。汇风筒盖板(1)上设有振动清灰电动机(20)。

本发明的特征是：由内管(17)和内放电极(7)组成内管电场，由内管(17)、外管(16)、外放电极(9)组成外管电场。内、外管上端由汇风筒盖板(1)使其彼此隔，下端在灰斗(11)处彼此贯通，使内管电场和外管电场串联起来，烟气从汇风筒进口(19)经内管(17)、灰斗(11)到外管(16)由汇风筒出口(6)排出。烟气流向也可反过来进行。

2、根据权利要求1，本发明的特征是内管电场切向进风形成电旋风，该电旋风无内部排气芯管，灰斗（11）截面几倍于内管（17）的尺寸，灰斗（11）内的风速大大低于内管（17）中的风速，在灰斗（11）中烟气流向由螺旋向下变成外斜向上。若采用径向进风就构成普通内管电收尘器。

3、根据权利要求1，本发明的特征是：外管电场由内管（17）和外管（16）作用收尘极，外放电极（9）和内管、外管同轴且与内、外管的距离大致相等。构成一个管式电收尘器。

4、根据权利要求1、2和3，本发明的特征是：内、外电极做成针筒形或锯筒形或垛筒形或齿筒形放电极时，构成双区电收尘器。内、外电极做成普通放电极时，构成单区电收尘器。内、外管电场既可为单区电收尘器和双区电收尘器串联也可都做成单区电收尘器或双区电收尘器。

5、根据权利要求1、至4、本发明的特征是：两个或几个内、外管同轴的电场，各个电场可分别供给高压直流电源，也可共用同一高压直流电源，直流电源电压为±20KV至±160KV，采用负电晕，也可采用正电晕或正、负交错。

6、根据权利要求1、至5、本发明的特征是：在灰斗（11）中设有障灰环（12），防止二次飞灰。

7、根据权利要求1、至6、本发明的特征是：组合电收尘器可单个运行，也可多元并联或串联、或混联运行。

Images