專利名稱：帶有雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的電除塵設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煙氣除塵技術領域，尤其涉及一種通過電暈放電使煙塵凝并后再通過電除塵器凈化的設備。
背景技術：
煙氣中含有大量微米及亞微米的粉塵或煙塵，這些微細塵粒能夠直接進入人的呼吸系統(tǒng)，嚴重影響人的身體健康。對這種微米及亞微米的粉塵或煙塵，一般的電除塵器的凈化效率很低，難以達到國家有關PM2.5的微粒排放標準。
目前為提高對微細煙塵的收集能力，主要采用凝并技術對煙氣進行預處理。目前所報道的凝并技術有化學凝并及物理凝并二大類。物理凝并主要是利用外加電場，磁場，聲場，重力場或離心力場等將細小的煙塵凝并，使平均粒徑增大，再利用電除塵收集；化學凝并則引入化學物質，促使煙塵凝并。由于這些凝并技術成本高，運行復雜，事實上很少有工廠采用凝并技術對電廠亞微末煙塵進行治理。
澳大利亞INDIGO公司在公開號為CN1390157A的發(fā)明專利申請中公開了一種凝聚粒子的方法和裝置，該方法采用了一種雙極性預荷電煙塵凝并技術，采用正負二臺高壓電源，將煙氣分成正負荷電交叉的荷電器，再混合荷電后的煙氣于一凝并室，使煙氣中亞微米的粉塵凝并，在后續(xù)的電除塵器中收集。雖然凝并效果明顯，但設備投資大，凝并室同荷電室分開使整體體積增大。由于正負荷電通道采用接地板電極將煙氣分成二部分，大部分放電電流直接流入接地板電極，效率低下，能耗較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種高效率低能耗的帶有雙極性電暈放電煙塵凝并電除塵設備，對煙氣中的微米及亞微米的粉塵或煙塵進行處理后再通過電除塵進行凈化，裝置成本低，除塵效率高。
一種帶有雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的電除塵設備，包括煙道和電除塵器，煙道入口與鍋爐煙氣出口連通，煙道出口與電除塵器入口連通，煙道內部裝配至少一組正電暈放電電極和至少一組負電暈放電電極，正負放電電極分別與高壓電源的輸出高壓端和輸出低壓端相連。
所述的雙極電暈放電電源為正或負極性的單極性高壓電源，正或負電暈放電電極中的一組電極同高壓電源的輸出端連接，另一組電極接地。
所述的雙極電暈放電電源為正負極性共有的雙極性高壓電源，正負電暈電極分別同雙極性電源的二個輸出端相連。
所述的高壓電源的電源結構采用半波整流雙極性電源、單相全波整流雙極性電源、三相全波整流雙極性電源、高頻高壓直流電源或高壓脈沖電源。
所述的正電暈放電電極和負電暈放電電極的電極結構為圓形線、針刺線、角鋼芒刺線、鋸齒線、星形線、扭麻花星形線或R-S線中的任意一種。
所述的煙道的外形為圓形或方形。
所述的正或負電暈放電電極安裝在煙道中心，接地電極安裝在煙道四周并接地。
所述的接地電極分別安裝煙道中心和煙道四周，正或負電暈放電電極安裝在二組接地電極之間。
所述的正電暈放電電極和負電暈放電電極將煙道分成若干個六角形小區(qū)，兩組電極分別位于每個六角形的頂點和中心，并與煙氣流動方向平行或垂直。
含塵煙氣在煙道中先經(jīng)過正負電暈放電區(qū)，利用雙極電暈放電設備產(chǎn)生的正負電暈放電使煙氣中的塵埃微粒帶電，帶不同電性的微塵由于靜電作用相互凝并聚集成為較大顆粒，再輸入電除塵器進行電除塵。
鍋爐排除的含塵煙氣經(jīng)過雙極性電暈放電煙塵凝并裝置時正負電暈放電同時產(chǎn)生，煙塵經(jīng)過正負電暈處理后，部分煙塵荷正電，部分煙塵荷負電，在靜電力的作用下，正負荷電的煙塵凝并，增大粒徑，煙氣中的微塵帶電凝并聚集之后在電除塵器中被分離出來，從電除塵器灰斗排出，凈化后的氣體從煙囪排出。經(jīng)過煙塵凝并處理有利于后續(xù)靜電除塵，提高了除塵效率。
正電暈放電電極和負電暈放電電極的形狀可以相同，也可以分別采用不同的形狀以提高放電能力和效率。同時正電暈放電電極和負電暈放電電極的通過不同的位置設置，以使在煙氣流速過大的情況下能提高荷電凝并效率。
本實用新型采用的雙極性電暈放電凝并裝置，使用單臺高壓電源，正負電暈放電同時產(chǎn)生，煙氣不需分道，荷電凝并在同一室進行，且無接地板地電極，裝置成本低并且荷電效率高。


圖1為采用本實用新型裝置的鍋爐煙氣凈化流程示意圖；圖2為采用單極性電源時，雙極性電暈放電凝并裝置示意圖；圖3為采用雙極性電源時，雙極性電暈放電凝并裝置示意圖；圖4為采用正極性電源時，雙極性電暈放電示意圖；圖5為采用負極性電源時，雙極性電暈放電示意圖；圖6為采用半波整流雙極性電源時，雙極性電暈放電凝并裝置示意圖；圖7為采用單相全波整流雙極性電源時，雙極性電暈放電凝并裝置示意圖；圖8為采用三相全波整流雙極性電源時，雙極性電暈放電凝并裝置示意圖；圖9為采用單極性電源時，圓形煙道中正負電暈放電電極的結構設置示意圖；圖10為采用單極性電源時，圓形煙道中正負電暈放電電極的另一種結構設置示意圖；圖11為采用單極性電源時，圓形煙道中正負電暈放電電極的又一種結構設置示意圖；圖12為放電電極與煙氣平行排布時結構設置示意圖。
其中，1-鍋爐，2-雙極性電暈放電煙塵凝并裝置，3-高壓電源，4-電除塵器，5-電除塵器供電電源，6-電除塵器灰斗，7-排煙煙囪，8-雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的高壓輸入端，9-單極性電源供電，或雙極性電源供電時接高壓端的電暈放電電極，10-單極性電源供電時接接地端的電暈放電電極，11-雙極性電暈放電電源，12-負極性電暈放電電極，13-正極性電暈放電電極，14-單相高壓變壓器，15-整流二極管，16-RL緩沖器，17-全橋整流器，18-三相全橋整流器，19-三相高壓變壓器，20-三相電抗器，21-三相半導體開關器件組，22-煙氣流動方向具體實施方式
如圖1所示，雙極性電暈放電煙塵凝并裝置2安裝在電除塵器4前方的煙道中，鍋爐1排除的含塵煙氣經(jīng)過設在煙道上的雙極性電暈放電煙塵凝并裝置2，煙氣中的微塵在高壓電暈作用下帶電，部份煙塵荷正電，而另一部份荷負電，由于煙氣風速一般在10-20m/s之間，在雙極性電暈放電煙塵凝并裝置2中煙塵由于靜電作用進行凝并，使細塵粒子數(shù)減小，煙塵粒徑增大，但在裝置2中不需收集，所有的煙塵在后續(xù)的電除塵器中收集，煙塵的預荷電提高了后續(xù)電除塵器的除塵效率。在電除塵器4中被分離出來從電除塵器灰斗6排出，凈化后的廢氣從煙囪7排出。其中，雙極性電暈放電煙塵凝并裝置2由高壓電源3供電，電除塵器4由電除塵器供電電源5供電。
電除塵器4可為干式電除塵器，也可為濕式電除塵器。
如圖2所示，當高壓電源3為單極性單臺電源時，放電電極9通過荷電器高壓輸入端8與高壓電源3相連，接地電極10接地。隨著供電電源3所加電壓的升高，放電電極9與接地電極10間的電場強度增大，當表面場強達到約30kv/cm時，產(chǎn)生電暈放電。當所加的電壓使二電極表面處場強大于30kv/cm時，正負電暈放電同時產(chǎn)生，放電電極9產(chǎn)生正電暈放電，接地電極10產(chǎn)生負電暈放電。同組電極間的距離一般在20mm-200mm之間，異極電極間的距離在50mm-300mm之間，電壓一般在±20-±150kV之間。
如圖3所示，當高壓電源3為單臺雙極性電源時，所有的放電電極9分為二組，一組接正高壓，另一組接負高壓輸出，當所加電壓使二組電極表面的場強達到約30kv/cm時，正負電暈放電同時產(chǎn)生，此時正負二極輸出相同的放電電流。正負電壓可相同，也可不同。
當高壓電源3為單臺正極性電源時，電暈放電示意圖如圖4所示，正極性電暈放電電極13接供電電源3的正高壓輸出端，負極性電暈放電電極12接地。正極性電暈放電電極13產(chǎn)生正電暈放電，負極性電暈放電電極12產(chǎn)生負電暈放電。正電暈放電為流光放電，負電暈放電為輝光放電。
當高壓電源3為單臺負極性電源時，電暈放電示意圖如圖5所示，負極性電暈放電電極12接供電電源3的負高壓輸出端，正極性電暈放電電極13接地。正極性電暈放電電極13產(chǎn)生正電暈放電，負極性電暈放電電極12產(chǎn)生負電暈放電。
如圖6所示，高壓電源3的電源結構采用單相半波整流結構時，單向高壓變壓器14的次級正高壓輸出端通過整流二極管15和RL緩沖器16與正極性電暈放電電極13相連；單向高壓變壓器14的次級負高壓輸出端通過整流二極管15和RL緩沖器16與負極性電暈放電電極12相連。變壓器14可用帶半導體開關器件的各種開關電源供電，并可以根據(jù)輸出電流電壓的特性來控制優(yōu)化。
如圖7所示，高壓電源3的電源結構采用單相全波整流結構時，單向高壓變壓器14的次級同二組全橋整流器17連接，產(chǎn)生正負高壓輸出，并分別通過整流二極管15和RL緩沖器16與正極性電暈放電電極13和負極性電暈放電電極12連接。高壓變壓器14的次級也可只采用一組全橋整流同時輸出正負高壓。
如圖8所示，高壓電源3的電源結構采用三相半導體開關結構時，開關電源通過三相半導體開關器件組21和三相電抗器20與三相高壓變壓器19連接，變壓器19的次級與三相全橋整流器18連接，產(chǎn)生正負高壓輸出，并通過RL緩沖器16分別與正極性電暈放電電極13和負極性電暈放電電極12連接。
雙極性電暈放電煙塵凝并裝置2的外部煙道的外形可為圓形，也可為方形。
如圖9所示，高壓電源3采用單極性高壓電源時，放電電極在圓形煙道中的一種安裝方式。正或負電暈放電高壓電極9安裝在煙道中心，煙道四周裝有接地電極10。當采用正高壓電源時，煙道中心的電極9為正電暈放電，接地電極10為負電暈放電，當采用負高壓電源時，煙道中心的電極9為負電暈放電，接地電極10為正電暈放電。
圖10為高壓電源3采用單極性高壓電源時，放電電極在圓形煙道中的另一種安裝方式。此時煙道中心為接地電極10，煙道上也裝有接地電極10，正或負電暈放電高壓電極9裝在二接地電極之間，可采用正高壓電源，也可采用負高壓電源。
當煙氣通過量較大時，可用電極將園形煙道分成若干六角形小區(qū)，如圖11所示，放電電極被分為兩組，分別位于六角形的頂點和中心，一組電極連通后接地。
雙極性電暈放電煙塵凝并裝置2中的電極設置可與煙氣方向平行設置或垂直設置。
如圖12所示，雙極性電暈放電煙塵凝并裝置2的煙道為方形，放電電極9與煙氣流動方向22呈平行排布，高壓電源3采用雙極性電暈放電電源11，高壓輸入端8與放電電極9連接。
權利要求1.一種帶有雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的電除塵設備，包括煙道和電除塵器，煙道入口與鍋爐煙氣出口連通，煙道出口與電除塵器入口連通，其特征在于煙道內部裝配至少一組正電暈放電電極和至少一組負電暈放電電極，正負電暈放電電極分別與高壓電源的輸出高壓端和輸出低壓端相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶有雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的電除塵設備，其特征在于所述的雙極電暈放電電源為正或負極性的單極性高壓電源，正或負電暈放電電極中的一組電極同高壓電源的輸出端連接，另一組電極接地。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶有雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的電除塵設備，其特征在于所述的雙極電暈放電電源為正負極性共有的雙極性高壓電源，正負電暈電極分別同雙極性電源的二個輸出端相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的帶有雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的電除塵設備，其特征在于所述的高壓電源的電源結構采用半波整流雙極性電源、單相全波整流雙極性電源、三相全波整流雙極性電源、高頻高壓直流電源或高壓脈沖電源。
5.根據(jù)權利要求1所述的帶有雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的電除塵設備，其特征在于所述的電暈線的結構為圓形線、針刺線、角鋼芒刺線、鋸齒線、星形線、扭麻花星形線或R-S線中的任意一種。
6.根據(jù)權利要求1所述的帶有雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的電除塵設備，其特征在于所述的煙道的外形為圓形或方形。
7.根據(jù)權利要求2所述的帶有雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的電除塵設備，其特征在于所述的正或負電暈放電電極安裝在煙道中心，接地電極安裝在煙道四周并接地。
8.根據(jù)權利要求2所述的帶有雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的電除塵設備，其特征在于所述的接地電極分別安裝煙道中心和煙道四周，正或負電暈放電電極安裝在二組接地電極之間。
9.根據(jù)權利要求2或3所述的帶有雙極性電暈放電煙塵凝并裝置的電除塵設備，其特征在于所述的正電暈放電電極和負電暈放電電極將煙道分成若干個六角形小區(qū)，兩組電極分別位于每個六角形的頂點和中心，并與煙氣流動方向平行或垂直。
專利摘要本實用新型公開了用于煙氣除塵技術領域的一種帶雙極性電暈放電煙塵凝并電除塵設備，包括煙道和電除塵器，煙道設于電除塵器前部，內部裝配至少一組正電暈放電電極和至少一組負電暈放電電極，正負放電電極分別與高壓電源的輸出高壓端和輸出低壓端相連。本實用新型裝置中含塵煙氣在煙道中先經(jīng)過正負電暈放電區(qū)，使煙氣中的塵埃微粒帶上正負電荷后相互凝并聚集成為較大顆粒，再輸入電除塵器進行電除塵，提高了除塵效率。雙極性電暈放電煙塵凝并裝置使用單臺高壓電源，正負電暈放電同時產(chǎn)生，荷電凝并在同一室進行，成本低、荷電效率高。
文檔編號B03C3/04GK2740295SQ200420090788
公開日2005年11月16日 申請日期2004年10月9日 優(yōu)先權日2004年10月9日
發(fā)明者閆克平, 王榮華 申請人:金華市中荷環(huán)?？萍加邢薰?br>