專利名稱：一種微分電除塵器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉塵治理設(shè)備，具體是一種微分電除塵器。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化程度的不斷提高，世界范圍內(nèi)的環(huán)境污染日益加劇，對環(huán)境的整治與 保護(hù)越來越受到各界人士的重視。為此，中國不斷提高煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)，從最初的80mg/m3逐 漸下降到30-50mg/m3甚至以下，電力、建材、鋼鐵、有色冶煉等各行業(yè)的除塵系統(tǒng)面臨著一 次前所未有的考驗(yàn)，分別出現(xiàn)了以下幾種情況1、電力行業(yè)由于煤資源逐年減少，鍋爐用煤質(zhì)量也隨之下降，帶來煙塵含量大 增，煙氣的比電阻也隨之增高，已在運(yùn)行的電除塵器都不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，用戶們都想通過 增加電場、電袋復(fù)合或改袋的方法來達(dá)標(biāo)，對于新建的爐子選擇四個(gè)至五個(gè)電場電除塵器 或改用袋除塵器。2、建材行業(yè)隨著大型干法生產(chǎn)的發(fā)展，回轉(zhuǎn)窯窯尾除塵器的達(dá)標(biāo)問題日益突出， 用可控硅高壓電源供電的電除塵器不能達(dá)標(biāo)，用袋除塵器成本高，運(yùn)行費(fèi)用高，維修工作量 大，能耗高，還帶來濾袋處理的二次污染。3、鋼鐵行業(yè)特別是燒結(jié)機(jī)的機(jī)尾除塵，因煙氣特殊，(1)溫差大，低到60-70度， 高到300多度；(2)濕度大，含有大量水份。袋除塵器不能適應(yīng)工況，用可控硅供電的電除 塵器，收塵效果不明顯、不達(dá)標(biāo)。4、有色行業(yè)用各種爐窯來冶煉，煙氣狀況與干法水泥生產(chǎn)的窯和鋼鐵廠的燒結(jié) 機(jī)煙氣相仿，用袋式收塵器成本高，運(yùn)行費(fèi)用高，維修工作量大，能耗高，用電除塵器效果 差，目前都采用四電場、五電場，但效果不好。歸納起來，目前在粉塵治理領(lǐng)域應(yīng)用的除塵設(shè)備主要有兩種，一種是布袋除塵器， 但是布袋除塵器不耐高溫和酸堿，二次維修成本高，且維修更換的棄袋會帶來二次污染。另 一種是靜電除塵器，但是目前的靜電除塵器均為平板式電除塵器，其中采用的都是平行排 列的標(biāo)準(zhǔn)480C極板，陽極系統(tǒng)與陰極系統(tǒng)在電場中都是平行于氣流方向交錯(cuò)布置，煙氣在 電場中流動(dòng)路徑是在陽極板和陰極排之間平行直線前進(jìn)的。若是同極距為400mm，則塵粒與 陽極之間的平均距離r = 200mm，可見粉塵幾乎是遠(yuǎn)離極板運(yùn)動(dòng)，粉塵的平均遷移距大，同 時(shí)不能克服高比電阻粉塵沉積引起的反電暈現(xiàn)象，振打強(qiáng)度傳遞衰減快，易產(chǎn)生二次飛揚(yáng)。 常規(guī)電除塵器已不能滿足不斷提高的國家排放標(biāo)準(zhǔn)(30-50mg/m3)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種微分電除塵器，該電除塵器增加了比集塵 面積，徹底解決了常規(guī)電除塵器的二次飛揚(yáng)問題的，對高比電阻的粉塵有良好的捕捉效果。本發(fā)明所述的一種微分電除塵器，其包括殼體、灰斗、進(jìn)口封頭、出口封頭、陰極系 統(tǒng)、陽極系統(tǒng)，所述灰斗與殼體一體并位于殼體下方，進(jìn)口封頭和出口封頭分別位于殼體兩 側(cè)，陰極系統(tǒng)和陽極系統(tǒng)設(shè)在殼體內(nèi)部，在進(jìn)口封頭后端裝有輔助放電系統(tǒng)；陽極系統(tǒng)為若干塊使煙氣從中橫向穿過的通透型陽極排，每兩塊通透型陽極排之間由進(jìn)口封頭側(cè)向出口 封頭側(cè)形成楔形，在進(jìn)口封頭側(cè)的通透型陽極排接點(diǎn)處用V型導(dǎo)流板連接；陰極系統(tǒng)由若 干陰極小框架組成，各小框架獨(dú)立絕緣懸掛并置于陽極系統(tǒng)與陽極輔助放電系統(tǒng)之間形成 的三角空間內(nèi)。上述輔助放電系統(tǒng)距工作時(shí)產(chǎn)生電場的水平距離為200mm 250mm。
上述通透型陽極排包括安裝在殼體上部的承拉框架及下部的承壓框架，承拉框架 下部連接拉伸彈簧，承壓框架上部連接壓縮彈簧，若干塊平行設(shè)置的陽極板通過陽極板框 架支承在拉伸彈簧和壓縮彈簧之間，陽極板法向與陽極排法相垂直，各陽極板之間形成使 煙氣可以橫向通過的微分通道。各陽極板間距在40mm 60mm之間。上述陰極小框架為三角立體框架結(jié)構(gòu)，在框架的前、中、后部分分別采用芒刺線、 鋸齒線和螺旋線。作為本發(fā)明的改進(jìn)，在灰斗上口設(shè)有阻流系統(tǒng)，該系統(tǒng)為若干個(gè)三角型柵板，三角 型柵板的一側(cè)與一塊陽極板框架焊接，另一側(cè)與另一塊陽極板活動(dòng)連接。本發(fā)明對煙氣在電場中的流經(jīng)工藝進(jìn)行了突破，常規(guī)電除塵的煙氣在電場中流動(dòng) 方向是與陽極板和陰極排平行直線前進(jìn)的。若是同極距為400mm，則塵粒與陽極之間的平均 距離r = 200mm，可見塵粒幾乎遠(yuǎn)離陽極板運(yùn)動(dòng)，而煙氣在本發(fā)明中的流經(jīng)工藝則是我們 將陽極排互相形成一定的角度安裝，陽極排之間形成若干楔型通道，形如水平放置的若干 “W”形，陽極排為若干微分陽極板組裝而成，陽極板法向與陽極排法相垂直，形成若干微分 通道，煙氣即從楔型通道中進(jìn)入，由于楔型通道末端為封閉點(diǎn)，煙氣必從微分通道經(jīng)過，氣 流呈突然擴(kuò)散進(jìn)入隔壁楔型通道再流出電場末端(見圖2)。由于微分陽極板的微分通道總 面積比常規(guī)電除塵器的通流面積要大的多(3 6倍)，因此，煙氣在微分通道中速度極低， 趨向靜態(tài)，呈現(xiàn)清灰處于離線場景，此時(shí)被振打而飄落的粉塵不可能再逆向飄回到進(jìn)來的 主通道中即二次揚(yáng)塵等于零，同時(shí)也因出口通道中也有電暈線在放電，電力線同樣起到壓 塵的作用或二次收塵的作用，使粉塵也難以進(jìn)入到出口通道中，故此有效克服了二次揚(yáng)塵。本發(fā)明的微分除塵器縮小了極板間距，降低了粉塵經(jīng)過極板時(shí)的流速，增加了比 集塵面積，徹底解決了常規(guī)電除塵器的二次飛揚(yáng)問題，對高比電阻的粉塵有良好的捕捉效 果，同時(shí)配用新型振打方式-氣動(dòng)振打器加速度在250g范圍內(nèi)可調(diào)，有效克服了因振打不 力而導(dǎo)致的反電暈現(xiàn)象，保證出口煙塵排放在50mg/m3以下，從而保證了環(huán)保部門對各行業(yè) 最新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)。


圖1是微分除塵器的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是微分除塵器的電場布置圖。圖3是微分除塵器的輔助放電系統(tǒng)示意圖。圖4是微分除塵器的通透型陽極排結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是微分除塵器的導(dǎo)流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是微分除塵器的陰極系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明所述的微分電除塵器，主要包括進(jìn)口封頭1、氣流均布裝置2、 陽極輔助放電系統(tǒng)3、陰極系統(tǒng)4、高壓引入絕緣吊掛5、絕緣吊掛6、陽極系統(tǒng)7、殼體8、出 口迷宮板9、出口封頭10、導(dǎo)流系統(tǒng)11、灰斗 12，其中灰斗12與殼體8 一體并位于殼體8下方，進(jìn)口封頭1和出口封頭10分別位于殼 體8兩側(cè)，在進(jìn)口封頭1后端裝有輔助放電系統(tǒng)3 (圖3)，輔助放電系統(tǒng)包括與殼體8連接 的兩根平行框架25，在平行框架25之間架設(shè)輔助放電限位管26，輔助放電限位管26下平 行布設(shè)多根輔助放電線27，并在輔助放電線27下端設(shè)置重錘28。輔助放電系統(tǒng)距工作時(shí) 產(chǎn)生電場的水平距離為200mm 250mm。陽極系統(tǒng)7為若干塊使煙氣從中橫向穿過的通透型陽極排，每兩塊通透型陽極排 之間由進(jìn)口封頭側(cè)向出口封頭側(cè)形成楔形，在進(jìn)口封頭側(cè)的通透型陽極排接點(diǎn)處用V型導(dǎo) 流板24連接。如圖4，通透型陽極排包括安裝在殼體上部的承拉框架13及下部的承壓框架 14，承拉框架13下部連接拉伸彈簧15，承壓框架上部連接壓縮彈簧16，若干塊平行設(shè)置的 陽極板17通過陽極板框架18支承在拉伸彈簧和壓縮彈簧之間，各陽極板17之間形成使煙 氣可以橫向通過的通道。各陽極板17間距在40mm 60mm之間。如圖6，陰極系統(tǒng)7由若干陰極小框架組成，各小框架通過高壓引入絕緣吊掛5和絕 緣吊掛6懸掛并置于陽極系統(tǒng)與陽極輔助放電系統(tǒng)之間形成的三角空間內(nèi)。陰極小框架為三 角立體框架結(jié)構(gòu)19，在框架的前、中、后部分分別采用芒刺線20、鋸齒線21和螺旋線22。如圖5，導(dǎo)流系統(tǒng)為若干個(gè)三角型柵板23，三角型柵板23的一側(cè)與一塊承壓框架 14焊接，另一側(cè)與另一塊承壓框架14活動(dòng)連接。本發(fā)明采用了微分電除塵原理，微分電除塵是在靜電學(xué)基礎(chǔ)理論上進(jìn)行了一次 重大的突破。我們知道，靜電除塵的基礎(chǔ)理論為庫侖定律=&，，電場中的靜電力F 的大小與靜電場中二個(gè)正負(fù)電量Q1與％的乘積成正比，而與二個(gè)電荷之間的距離平方 成反比，即Q1與q2正負(fù)電荷距離r越小庫侖力就越大。按照傳統(tǒng)電除塵器的同極距為 400mm，假設(shè)風(fēng)道中心一塵粒帶電量qi，與陽極板q2 二個(gè)電量因子之間的距離r = 200，則
<formula>formula see original document page 0</formula>但該塵粒經(jīng)過微分電場時(shí)，由于我們微分極板的間距只有 40mm，則<formula>formula see original document page 0</formula>
則整個(gè)靜電場的力F在理論上就將會增大100倍，可
見微分電場的潛在能量是多么巨大！若微分電場設(shè)計(jì)理念能夠?qū)嵤┑诫姵龎m器結(jié)構(gòu)中，將 會帶來電除塵技術(shù)一場革命性的變革。為此我們把這一機(jī)理通過具體試驗(yàn)來實(shí)施，試圖通 過在電場結(jié)構(gòu)的改變而使得二個(gè)電量Q1與q2之間的距離趨近于無限小。歷經(jīng)了無數(shù)次的 試驗(yàn)終于獲得了比較理想的成果，我們?yōu)榇嗽O(shè)計(jì)了一臺通流面積為4m2，電場長為3m的電除 塵器，使用了比電阻較高、清灰難度大的燒結(jié)機(jī)粉塵和石灰窯粉塵作為煙氣粉塵載體，當(dāng)入 口濃度為35g/m3，平均流速為0. 95m/s的情況下，出口排放達(dá)到了 6. 7mg/m3,核算其效率為 η = 99. 98% .當(dāng)粉塵被清除的時(shí)候，微分通道中煙氣流速極低，實(shí)測平均在0. 1 0.25m/s之 間。我們知道造成振打清灰時(shí)二次揚(yáng)塵的主要原因是電場煙氣流速大。根據(jù)粉塵的性質(zhì)，只 有當(dāng)電場煙氣流速< 0. 4m/s時(shí)，煙氣中的塵埃才能自由沉降，而當(dāng)煙氣從楔形通道進(jìn)入煙 氣流過面積數(shù)倍于(3 6)倍除塵器理論通流面積的微分通道中時(shí)，風(fēng)速迅速降低至0. 4m/S以下，從而保證了粉塵自由沉降場景的實(shí)現(xiàn)。煙氣進(jìn)入楔形通道后便流向左右微分通道， 所以當(dāng)振打清灰時(shí)微分極板上飄落的粉塵決不會逆向飄回到楔形通道中去，因?yàn)殡妶隽?風(fēng)力已疊加在一起，塵粒不可能逆向倒流。另一方面，振打時(shí)粉塵幾乎是在靜態(tài)情況下飄落 到灰斗中，即使有微量的塵粒在飄揚(yáng)，也會重新被捕集到微分極板上，又因?yàn)槌隹谕ǖ乐幸?有陰極線在放電，產(chǎn)生的電力線可以抑制飄溢的粉塵，故塵粒幾乎無法溢出電場，所以微分 電場結(jié)構(gòu)有效解決了常規(guī)電除塵器振打時(shí)粉塵二次飛揚(yáng)的重大難題。微分電除塵器對粉塵比電阻敏感性大大降低。當(dāng)比電阻值大于10"Ω · cm時(shí)，塵粒的趨極性能便會有一個(gè)質(zhì)的下降。而微分陽極板單元巧妙地克服了因高比電阻粉塵形成 的反電暈場景，因?yàn)槌Ｒ?guī)平板式陽極板上高比電阻粉塵沉積到一定厚度時(shí)，粉塵層會產(chǎn)生 對抗電暈線的反電場，會使電場效率大幅下降，而本發(fā)明的微分極板與電暈線之間放電，從 宏觀上是線對面，但在微觀上卻是線對線或是點(diǎn)對線放電，故對粉塵層的穿透力極強(qiáng)。而且 微分極板本身結(jié)構(gòu)已不是平板而是小塊狀，分割了粉塵層，使高比電阻粉塵層無法形成，況 且微分極板的振打效果極佳，粉塵層也沉積不了，這些機(jī)理保證微分電除塵的高效率。微分電除塵器的發(fā)明不但大幅“減排”，而且大幅“節(jié)能”，以上所述微分電除塵一 個(gè)電場可頂上4 6個(gè)電場，而且這一個(gè)電場也只要用常規(guī)電場的一半電量。常規(guī)平行電場 中風(fēng)力與電場力形成大于90度的夾角，這在一定程度上削弱了使粉塵趨向極板的靜電力， 阻礙了電場收塵，也是造成二次飛揚(yáng)的主因?，F(xiàn)在微分電場中煙塵運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)力與電場 靜電力矢量方向一致，二者合成了數(shù)值上等于兩者數(shù)值之和的合力，加速了粉塵向極板趨 近，可見假若沒有電能，塵粒也會隨風(fēng)力被帶到陽極板上去。在微分通道中，即使荷電量很 小的粉塵顆粒也能被牢牢吸附。我們也可以對過去老舊的電除塵器用微分電場結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，可以達(dá)到很好的除 塵效果。過去環(huán)保部門對煙氣的排放標(biāo)準(zhǔn)只要求150mg/m3左右，所以一般電除塵設(shè)備只需 三個(gè)電場就能滿足要求。但現(xiàn)在煙塵標(biāo)準(zhǔn)提高了，于是就出現(xiàn)了增加電場，電袋組合等改造 方案，而增加電場對場地要求大，電袋組合又需更換風(fēng)機(jī)，投資巨大，還要停產(chǎn)很長時(shí)間，給 各生產(chǎn)企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。而我們用微分技術(shù)進(jìn)行改造，不用改變原來外殼結(jié)構(gòu)和 電源等設(shè)施，只要對原電場的陰陽極系統(tǒng)進(jìn)行必要的更改即可使煙塵排放達(dá)到50mg/m3以 下，用戶將會非常高興，這個(gè)市場何其之大。
權(quán)利要求
一種微分電除塵器，其包括殼體(8)、灰斗(12)、進(jìn)口封頭(1)、出口封頭(10)、陰極系統(tǒng)(4)、陽極系統(tǒng)(7)，所述灰斗(12)與殼體(8)一體并位于殼體(8)下方，進(jìn)口封頭(1)和出口封頭(10)分別位于殼體(8)兩側(cè)，陰極系統(tǒng)(7)和陽極系統(tǒng)(4)設(shè)在殼體(8)內(nèi)部，其特征在于在進(jìn)口封頭(1)后端裝有輔助放電系統(tǒng)(3)；陽極系統(tǒng)(7)為若干塊使煙氣從中橫向穿過的通透型陽極排，每兩塊通透型陽極排之間由進(jìn)口封頭側(cè)向出口封頭側(cè)形成楔形，在進(jìn)口封頭側(cè)的通透型陽極排接點(diǎn)處用V型導(dǎo)流板(24)連接；陰極系統(tǒng)(7)由若干陰極小框架組成，各小框架獨(dú)立絕緣懸掛并置于陽極系統(tǒng)(7)與陽極輔助放電系統(tǒng)(3)之間形成的三角空間內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微分電除塵器，其特征在于輔助放電系統(tǒng)距工作時(shí)產(chǎn)生電 場的水平距離為200mm 250mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微分電除塵器，其特征在于所述通透型陽極排包括安 裝在殼體上部的承拉框架(13)及下部的承壓框架(14)，承拉框架(13)下部連接拉伸彈簧 (15)，承壓框架上部連接壓縮彈簧(16)，若干塊平行設(shè)置的陽極板(17)通過陽極板框架 (18)支承在拉伸彈簧和壓縮彈簧之間，陽極板(17)法向與陽極排法相垂直，各陽極板(17) 之間形成使煙氣可以橫向通過的微分通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微分電除塵器，其特征在于各陽極板(17)間距在40mm 60mm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微分電除塵器，其特征在于陰極小框架為三角立體框 架結(jié)構(gòu)(19)，在框架的前、中、后部分分別采用芒刺線(20)、鋸齒線(21)和螺旋線(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微分電除塵器，其特征在于在灰斗(12)上口設(shè)有阻流 系統(tǒng)(11)，該系統(tǒng)為若干個(gè)三角型柵板(23)，三角型柵板(23)的一側(cè)與一塊承壓框架(14) 焊接，另一側(cè)與另一塊承壓框架(14)活動(dòng)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微分電除塵器，其包括殼體、灰斗、進(jìn)口封頭、出口封頭、陰極系統(tǒng)、陽極系統(tǒng)，所述灰斗通過底梁與殼體連接并位于殼體下方，進(jìn)口封頭和出口封頭分別位于殼體兩側(cè)，陰極系統(tǒng)和陽極系統(tǒng)設(shè)在殼體內(nèi)部，在進(jìn)口封頭后端裝有輔助放電系統(tǒng)；陽極系統(tǒng)為若干塊使煙氣從中橫向穿過的通透型陽極排，每兩塊通透型陽極排之間由進(jìn)口封頭側(cè)向出口封頭側(cè)形成楔形，在進(jìn)口封頭側(cè)的通透型陽極排接點(diǎn)處用V型導(dǎo)流板連接；陰極系統(tǒng)由若干陰極小框架組成，各小框架獨(dú)立絕緣懸掛并置于陽極系統(tǒng)與陽極輔助放電系統(tǒng)之間形成的三角空間內(nèi)。本發(fā)明減小粉塵與陽極板的平均距離。克服高比電阻粉塵引起的反電暈場景。提高了清灰效果，克服了二次揚(yáng)塵。
文檔編號B03C3/04GK101804383SQ20101013203
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者馮浩, 李煥勇, 江保祥, 雷統(tǒng)淼 申請人:江蘇力潔達(dá)環(huán)保設(shè)備工程有限公司