專利名稱：循環(huán)流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風(fēng)氣固分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣固分離裝置，具體是一種應(yīng)用于循環(huán)流化床鍋爐中800°c以上高溫場合或相似應(yīng)用場合下煙氣氣固分離的分體式分離裝置。
背景技術(shù)：
在循環(huán)流化床鍋爐800°C以上高溫物料分離場合里，已見采用一體化的電力 旋風(fēng)組合的分離器。它主要依靠材料電子熱發(fā)射機(jī)制，促使粉塵荷電，再被低電壓電場驅(qū)向收塵極捕集的無電暈式新型電力除塵技術(shù)，與傳統(tǒng)的依靠旋轉(zhuǎn)離心力實(shí)現(xiàn)氣固分離的旋風(fēng)分離器技術(shù)串行連接，形成組合技術(shù)；并可將之應(yīng)用于工作環(huán)境溫度高于800°C、粉塵濃度極高的、且需要?dú)夤谭蛛x的場合，譬如循環(huán)流化床鍋爐高溫?zé)煔鈿夤谭蛛x工藝(也可推廣應(yīng)用到類似的工業(yè)高溫除塵工藝中)。由于這種新型的電力分離器主要是依靠逸出功極低的電極材料在高溫?zé)煔猸h(huán)境中汲取熱量作為發(fā)射能量，所以僅須輔以極低的發(fā)射電壓(2500伏)就可釋放出大量自由電子而促使粉塵荷電，由此我們謂之為環(huán)境“自激式”。同時，為了避免在循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器內(nèi)固體濃度太高，極易對電場作用產(chǎn)生屏蔽的問題，我們改變了目前流行的電場作用力與旋轉(zhuǎn)離心力在煙氣流程上并行施加式電旋風(fēng)除塵器技術(shù)的已有組合方式。本發(fā)明采用先以旋轉(zhuǎn)離心力分離高濃度粉塵后，再在分離器末端 旋風(fēng)分離器出口粉塵濃度大大降低的區(qū)域搭接入電力強(qiáng)化作用，以使電場力作用集中施加在細(xì)微粉塵的捕集上；既突顯靜電除塵技術(shù)的優(yōu)勢，又可彌補(bǔ)旋風(fēng)除塵技術(shù)對細(xì)微顆粒分級捕集效率低下的缺陷。因此，從這兩種技術(shù)之間的無縫式連接的作用方式上又可謂之為“串行式”。因而我們稱謂由這兩種技術(shù)組合而成，用于實(shí)現(xiàn)煙氣氣固分離的裝置為“自激串行電力-旋風(fēng)氣固分離裝置(或除塵裝置)”
這種高溫氣固分離器具有設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，但是也存在著一些不足之處。譬如其陰極布置在旋風(fēng)分離器中心筒里，布置場地較小，陰極發(fā)射功率受到限制，影響該技術(shù)的大型化應(yīng)用。又如其靜電分離空間曲面結(jié)構(gòu)較多，致使其電場性能較低。再者其制造工藝復(fù)雜，制造、維護(hù)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種陰極發(fā)射功率不受限制、電場穩(wěn)定的分體式自激串行電力-旋風(fēng)氣固分離裝置，同時還具有制造、安裝簡單及維護(hù)方便的特點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種循環(huán)流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風(fēng)分離裝置，其特征在于包括旋風(fēng)分離器以及電力氣固分離器，所述的旋風(fēng)分離器的上部設(shè)置有煙氣排出筒，在旋風(fēng)分離器的下端為飛灰返料管，所述的電力氣固分離器包括殼體、發(fā)射極板以及收塵極板，所述的殼體設(shè)置有煙氣進(jìn)口、煙氣出口以及落灰出口，所述的發(fā)射極板設(shè)置在所述的煙氣進(jìn)口內(nèi)部，所述的收塵極板設(shè)置在所述的落灰出口上端；所述的煙氣進(jìn)口與所述的煙氣排出筒連接。
所述的收塵極板為平面板。所述的落灰出口連接至所述的飛灰返料管。本發(fā)明分離裝置的工作原理和工藝流程是這樣的
溫度高于800°C的含塵煙氣由煙氣入口加速切向進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器之內(nèi)，首先由筒體切圓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)離心力將大量各種粒徑的灰塵從高溫?zé)煔庵蟹蛛x出來，聚集至旋風(fēng)分離器的內(nèi)壁上后由重力作用下滑匯至飛灰返料管，并返回循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)。經(jīng)初次氣固分離后仍含有細(xì)微塵粒的煙氣在旋風(fēng)分離器內(nèi)中心空間升壓反彈旋轉(zhuǎn)上行，經(jīng)旋風(fēng)分離器煙氣排出筒被引入電力氣固分離器，在其流經(jīng)的發(fā)射極板過程中，由高溫?zé)煔饽芰亢碗妷簽?500伏的低電場力共同激發(fā)出發(fā)射極材料中的大量自由電子，致使途經(jīng)于此的煙氣中細(xì)微塵粒荷電。大量帶有負(fù)電性的塵粒隨高溫?zé)煔饬鹘?jīng)收塵極板區(qū)，在電場力的作用下被捕集，并墜落入其底部灰斗和飛灰返料管內(nèi)，匯流后再入爐膛。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
(1)分體式布置的循環(huán)流化床鍋爐自激串行電力-旋風(fēng)氣固分離裝置將一體化布置的循環(huán)流化床鍋爐自激串行電力-旋風(fēng)氣固分離裝置的電力發(fā)射陰極板從旋風(fēng)分離器中心筒內(nèi)壁布置轉(zhuǎn)移到旋風(fēng)分離器煙氣排出筒的出口處布置，煙氣排出筒只是一個連接管， 導(dǎo)出煙氣而已，所以極大的簡化了旋風(fēng)分離器的機(jī)構(gòu)，這種改變不但使得在循環(huán)流化床鍋爐高溫?zé)煔鈿夤谭蛛x工藝段里，大面積地布置發(fā)射極成為了可能，這將有利于該技術(shù)向大型化應(yīng)用方向發(fā)展。而且可以使得該技術(shù)的靜電分離部分由較多的曲面結(jié)構(gòu)形式改變成平面結(jié)構(gòu)形式，其有利于靜電場的放電電壓水平提高，從而提高了分離裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性水平。(2)本分離裝置是由電力分離作用強(qiáng)化旋風(fēng)分離器的氣固分離效果的。這種組合式氣固分離的方法在電旋風(fēng)除塵器技術(shù)中曾廣泛被采用，但它是采用電暈式電力除塵器作為兩種技術(shù)的組合基礎(chǔ)。然而，電暈式電力除塵器的最高工作溫度一般在500 600°C之下。溫度再高上去因氣體密度變小而極易使電暈場發(fā)生擊穿現(xiàn)象，致使電力除塵器工作無法穩(wěn)定。而本發(fā)明使用的是基于材料電子熱發(fā)射的電力除塵技術(shù)，它沒有電暈產(chǎn)生，因而也不存在電暈場擊穿的風(fēng)險。但是在電場中必須存在800°C以上的高溫能量，依靠其作為激發(fā)靜電除塵器發(fā)射極內(nèi)部自由電子突破其材料表面勢壘的主要力量。而在循環(huán)流化床鍋爐里高溫?zé)煔鈿夤谭蛛x段的工藝溫度正好具備這樣的條件，可以加以利用。這樣一來不僅穩(wěn)定了電力分離器的工作性能，而且可使鍋爐生產(chǎn)工藝中的自身能量得到充分地利用；高溫環(huán)境下應(yīng)用和設(shè)備性能穩(wěn)定這是本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)之一。(3)其次，電力分離器雖在強(qiáng)化捕捉1 100 μ m的細(xì)微塵粒方面有明顯優(yōu)于旋風(fēng)分離器的長處，但是它在高濃度的環(huán)境中易被灰塵屏蔽住電場力作用。本發(fā)明采用先以旋轉(zhuǎn)離心力分離90%左右的煙氣中的粗大塵粒，在煙氣中的粉塵濃度大幅下降的旋風(fēng)分離器出口串接上電力分離器的作用，強(qiáng)化對煙氣里殘余的細(xì)微顆粒二次捕集效果。這種技術(shù)組合方式是既發(fā)揮了兩種技術(shù)各自的特長，又規(guī)避了兩種技術(shù)各自的弱點(diǎn)，使得整個氣固分離裝置在分離總效率和細(xì)微顆粒分級效率兩方面均有所提高；細(xì)微顆粒捕集效率低是目前應(yīng)用于循環(huán)流化床鍋爐的各種型式氣固分離器存在的共性缺陷，尚不能得到很好的解決，依靠本發(fā)明將有望在這方面獲得較大的技術(shù)突破。細(xì)微顆粒分離效率高和抗粉塵屏蔽性能好這是本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)之二。(4)采用分體式布置的循環(huán)流化床鍋爐自激串行電力-旋風(fēng)氣固分離裝置，它可以降低采用一體化布置的循環(huán)流化床鍋爐自激串行電力-旋風(fēng)氣固分離器在制造和維修方面的難度，節(jié)省生產(chǎn)成本。而且，循環(huán)流化床鍋爐工藝流程上在高溫氣固分離器出口至下游銜接設(shè)備之間正好有一段工藝過渡通道，足以布置靜電分離器；在基本不改變循環(huán)流化床鍋爐主要設(shè)備常見結(jié)構(gòu)設(shè)計的情況下，充分利用工藝過渡空閑空間，降低循環(huán)流化床鍋爐自激串行電力-旋風(fēng)氣固分離器一體化設(shè)計的制造和維護(hù)的難度這是本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之四。


圖1是本發(fā)明分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、高溫旋風(fēng)分離器，2、電力氣固分離器，3、直流電源，4、發(fā)射極板，5、收塵極板，6、飛灰返料管，7、煙氣排出筒。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖1對本發(fā)明進(jìn)一步說明
如圖1所示，本發(fā)明循環(huán)流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風(fēng)分離裝置包括高溫旋風(fēng)分離器1、電力氣固分離器2、直流電源3、發(fā)射極板4、收塵極板5、落灰通道6和煙氣排出筒7等組成。旋風(fēng)分離器1的上部設(shè)置有煙氣排出筒，在旋風(fēng)分離器的下端為飛灰返料管6，電力氣固分離器包括殼體、發(fā)射極板4以及收塵極板5，殼體設(shè)置有煙氣進(jìn)口、煙氣出口以及落灰出口，發(fā)射極板設(shè)置在所述的煙氣進(jìn)口內(nèi)部，收塵極板設(shè)置在所述的落灰出口上端；煙氣進(jìn)口與煙氣排出筒7連接，收塵極板為平面板，在發(fā)射極板和收塵極板上接通直流電源3。落灰出口連接至所述的飛灰返料管。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風(fēng)氣固分離裝置，其特征在于包括旋風(fēng)分離器以及電力氣固分離器，所述的旋風(fēng)分離器的上部設(shè)置有煙氣排出筒，在旋風(fēng)分離器的下端為飛灰返料管，所述的電力氣固分離器包括殼體、發(fā)射極板以及收塵極板，所述的殼體設(shè)置有煙氣進(jìn)口、煙氣出口以及落灰出口，所述的發(fā)射極板設(shè)置在所述的煙氣進(jìn)口內(nèi)部，所述的收塵極板設(shè)置在所述的落灰出口上端；所述的煙氣進(jìn)口與所述的煙氣排出筒連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風(fēng)氣固分離裝置， 其特征在于所述的收塵極板為平面板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風(fēng)氣固分離裝置，其特征在于所述的落灰出口連接至所述的飛灰返料管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種循環(huán)流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風(fēng)分離裝置，包括旋風(fēng)分離器以及電力氣固分離器，所述的旋風(fēng)分離器的上部設(shè)置有煙氣排出筒，在旋風(fēng)分離器的下端為飛灰返料管，所述的電力氣固分離器包括殼體、發(fā)射極板以及收塵極板，所述的殼體設(shè)置有煙氣進(jìn)口、煙氣出口以及落灰出口，所述的發(fā)射極板設(shè)置在所述的煙氣進(jìn)口內(nèi)部，所述的收塵極板設(shè)置在所述的落灰出口上端；所述的煙氣進(jìn)口與所述的煙氣排出筒連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，靜電分離部分由較多的曲面結(jié)構(gòu)形式改變成平面結(jié)構(gòu)形式,其有利于靜電場的放電電壓水平提高,從而提高了分離裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性水平。
文檔編號B04C9/00GK102494335SQ20111045267
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者楊亞平 申請人:東南大學(xué)