專利名稱:組合電收塵器的制作方法
組合電收塵器是一種新型管式電收塵器，可作為建材、電力、冶金、化工和食品等工業(yè)設(shè)備煙塵及散源揚塵的凈化裝置。
和組合電收塵器相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)主要有美國《國際環(huán)境》(Environment Interational)1981年第6期第239～244頁的“管式雙區(qū)電收塵器”(tubular Electrostic Precipitaors of Two-stage Design)和美國專利US3，970，437號的“電氣粉塵分離器”(Electric Dust Separator)以及蘇聯(lián)專利SU446313號的“電旋風(fēng)除塵器”(Электроциклон)。
“管式雙區(qū)電收塵器”闡述管式電收塵器是由接地的收塵極管和位于其軸線的針狀放電極組成。當(dāng)放電極通以高壓直流電源時就產(chǎn)生電暈而使粉塵荷電，由于庫侖力的作用，荷電粉塵被收塵極管捕集。在不均勻電場中，粉塵荷電和粉塵捕集同時同區(qū)進行的，叫單區(qū)(singlestage)管式電收塵器。由于粉塵飽和荷電僅需0.01秒，同時均勻電場中收塵效率最高。因此，可把荷電區(qū)(又稱電離區(qū))和收塵區(qū)分開。據(jù)此而設(shè)計出很短的不均勻電場作電離區(qū)、較長的均勻電場作收塵區(qū)，這就是“雙區(qū)”(two-stage)管式電收塵器。
US3，970，437號專利的實質(zhì)是加了一個凝聚電場的可旋轉(zhuǎn)的旋風(fēng)除塵器。其內(nèi)、外旋風(fēng)管間有一分離空間，內(nèi)管是鋁制件，外管是絕緣體，外管內(nèi)側(cè)周布許多電極，為了避免電暈放電而在電極表面覆以緣絕材料。內(nèi)、外筒間電場是由內(nèi)向外增強，最后局部凝聚于電極。其內(nèi)筒上電力線均布。當(dāng)煙氣切向流入旋轉(zhuǎn)的分離空間就形成旋流，粉塵同時在電場中極化凝聚成粗大粒子，這樣就在電場力和離心力共同作用下進行收塵。SU446，313號專利是在一臺旋風(fēng)除塵器的芯管上布滿針形放電極，再以一只三同軸絕緣管使放電極芯管和外管絕緣。當(dāng)氣流切向進入內(nèi)、外管間的電場時，離心力和庫侖力就共同對煙氣除塵。兩份專利的實質(zhì)都保持了現(xiàn)有旋風(fēng)收塵器氣流狀態(tài)，在內(nèi)、外管間加一電場。所不同的是US3，970，437號專利電極置于外管且不產(chǎn)生電暈，而SU446，313號專利把內(nèi)管當(dāng)作放電極。
顯然，現(xiàn)有的管式電收器和上述兩份專利都是僅有一個電場的電收塵器。其次，在內(nèi)芯管至灰斗的軸向界面內(nèi)有一高速向上的“內(nèi)旋風(fēng)”像“龍卷風(fēng)”那樣不僅攜帶未凈粉塵，還會卷走灰斗中的積灰;同時從入風(fēng)口沿上蓋至芯管有一“上灰環(huán)”，環(huán)中粉塵既輕又細，難以捕集。此外，還存在流場風(fēng)速與電場風(fēng)速以及處理煙氣的時間難以協(xié)調(diào)。至于US3，970，437號專利的旋轉(zhuǎn)體顯然既復(fù)雜又難以密封。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種新型的組合電收塵器把管式電收塵器單一的電場設(shè)計成多電場運行;并在多電場中把單區(qū)和雙區(qū)電收塵加以組合運用;還要把電場和旋風(fēng)組合成新型的電旋風(fēng)收塵器;為了適應(yīng)不同的工況，其本體又可作為單元進行多元并、串聯(lián)組合運行。
據(jù)此，本發(fā)明的特征是1.具有多電場的管式電收塵器，即在管式電收塵器外層同軸地套列一至幾個管式電收塵器。內(nèi)外管上端由匯風(fēng)筒使其相互隔開，下端由灰斗使其貫通。煙氣流向是由內(nèi)管經(jīng)灰斗至外管，也可由外管經(jīng)灰斗至內(nèi)管。這樣，內(nèi)外管電收塵器就串聯(lián)起來，形成二個或幾個電場，構(gòu)成了多電場管式電收塵器。
2.一般情況下，內(nèi)管采用單區(qū)電收塵器，外管采用雙區(qū)電收塵器。也可外管為單區(qū)，內(nèi)管為雙區(qū)電收塵器。在特定條件下，也可同時采用雙區(qū)或單區(qū)電收塵器。
3.內(nèi)、外管電場通常分別由不同電源單獨供電，也可由同一電源供電，同一電源供電時最好加隔離電阻以減少各個電場的相互影響。
4.內(nèi)管電場煙氣采用下斜式切向進風(fēng)，且進口風(fēng)速為10至20米/秒，以形成電旋風(fēng)。該電旋風(fēng)收塵器無排氣芯管，煙氣流向外管;同時灰斗截面積幾倍于內(nèi)管，故而煙氣在灰斗中根據(jù)“旋轉(zhuǎn)矩”不變原理，速度大為降低，從而克服了“內(nèi)旋氣流”和“上灰環(huán)”等缺點。
5.采用特有的筒形放電極，其一端或兩端可設(shè)置成針筒形、或鋸?fù)残?，或垛筒形，或齒筒形，這樣就具有雙區(qū)管式電收塵器的功能。
6.在灰斗中設(shè)置障灰環(huán)，防止二次飛灰。
7.為使外管氣流均布，在內(nèi)管下端和障灰環(huán)上端酌情設(shè)置配風(fēng)環(huán)，(小風(fēng)量時可免)。
8.在匯風(fēng)筒頂部和灰斗臺面分別設(shè)置清灰振動電機進行縱向振動清灰。
9.組合電收塵器本體既可單元運行也可采用多元并、串聯(lián)運行。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案進一步用附圖加以說明圖1是組合電收塵器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是內(nèi)管切向進風(fēng)形成旋風(fēng)示意圖;
圖3是圖1的A-A剖面;
圖4是針筒形放電極;
圖5是鋸?fù)残畏烹姌O;
圖6是垛筒形放電極;
圖7是齒筒形放電極;
圖8是四單元長陣并聯(lián)組合運行主視圖;
圖9是圖8的俯視圖。
圖10是四單元方陣并聯(lián)組合運行主視圖;
圖11是圖10的俯視圖。
圖1是本發(fā)明的最佳實施方案。
圖1中內(nèi)管〔17〕和位于其軸線的放電極〔7〕組成內(nèi)管電場;同時內(nèi)管〔17〕還和外管〔16〕及其同軸的外放電極〔9〕組成外管電場。外放電極〔9〕與內(nèi)管〔16〕和外管〔17〕的距離大致相等;其幾何形狀如圖4、圖5、圖6、圖7、所示，酌情選用其中一種。內(nèi)、外管的上端由匯風(fēng)筒蓋板〔1〕使其彼此隔離，下端在灰斗〔11〕處彼此貫通。煙氣從匯風(fēng)筒進風(fēng)口〔19〕經(jīng)過進風(fēng)管〔18〕下斜切向流入內(nèi)管〔17〕，再經(jīng)灰斗〔11〕和外管〔16〕排出。內(nèi)、外放電極〔7〕和〔9〕分別由內(nèi)、外導(dǎo)電桿〔2〕和〔4〕引接高壓直流電源，〔21〕、〔3〕和〔5〕作為絕緣支承。采用重錘〔10〕將〔7〕定位，也可用絕緣支承把〔7〕和〔12〕絕緣聯(lián)接取代〔10〕?！?〕是外電極〔9〕的連接吊桿，〔15〕是內(nèi)管〔17〕的支承架。障灰環(huán)〔12〕固定于灰斗中，灰斗〔11〕下端開有排灰口〔13〕?；叶分袀?cè)開有檢查門〔14〕。清灰振動電機〔20〕安裝在匯風(fēng)筒蓋板〔1〕上。
組合電收塵器煙塵凈化機理如下從圖1和圖2可以看出，煙氣由進風(fēng)口〔19〕經(jīng)進風(fēng)管〔18〕高速下斜地切向流入內(nèi)管電場，其入口風(fēng)速為10至20米/秒。在管電場中氣流由直線運動變?yōu)閳@周運動，在電場中以螺旋狀流向灰斗〔11〕，此時粉塵一方面受離心力而趨向內(nèi)管壁，另一方面由于內(nèi)放電極〔7〕具有高電壓而產(chǎn)生電暈放電，電離氣體離子附著在粉塵上而使粉塵荷電，荷電粉塵在〔7〕和〔17〕組成的電場中又受庫侖力作用而被內(nèi)管〔17〕吸附。正是庫侖力和離心力共同作用，對煙氣進行電旋風(fēng)第一次收塵。
螺旋向下的煙氣到達灰斗〔11〕時，由于灰斗〔11〕截面積幾倍于內(nèi)管，根據(jù)“旋轉(zhuǎn)矩”不變原理其徑向風(fēng)速大大降低，其軸向風(fēng)速不僅大減，還要由方向向下經(jīng)過零速折而向上。因為外管電揚取代了現(xiàn)有電旋風(fēng)的排氣芯管，故而這種電旋風(fēng)既不存在“龍卷風(fēng)”似的“內(nèi)旋氣流”問題，也不存在“上灰環(huán)”問題，從而成為高效可靠的電旋風(fēng)。
煙氣在灰斗的換向過程中，在零速界面內(nèi)，粉塵因慣性力，重力和和靜電力(因為粉塵在內(nèi)管電場中業(yè)已荷電，且極性和灰斗部件相反)對粉塵進行第二次捕集。
為了防止二次飛灰，在飛灰斗〔11〕下部設(shè)置了障灰環(huán)〔12〕。
經(jīng)過二次收塵的煙氣進入外管雙區(qū)電揚時含塵濃度大為降低，且粉塵粒度輕細，粉塵在雙區(qū)電收塵器中的電離區(qū)再次荷電，緊接著進入均勻電場的收塵區(qū)。當(dāng)采用負電暈時，正離子粉塵被放電極吸附，負離子粉塵被作為收塵極的內(nèi)、外管吸附。其余粉塵在均勻強電場中極化、碰撞而凝聚成粗大的極化粒子，這就是“極化凝聚”或“空間凝聚”。在外管電場中經(jīng)過幾次反復(fù)處理就會把煙氣完全凈化。此管式雙區(qū)電收塵器具有下列特點1.內(nèi)外管均是收塵極，收塵表面積大;2.電離區(qū)很小，既節(jié)電又減少火花故障的可能性;3.放電極表面積很大不易發(fā)生“電暈封閉”;4.均勻電場的極化凝聚和分段雙區(qū)重復(fù)電離和收塵，均有利于收塵;5.雙區(qū)電收塵的放電極選用針筒形或鋸?fù)残位蚨馔残纬升X筒形電極，易于制作。
凈化的煙氣由匯風(fēng)筒出口〔6〕排出。
極板上捕集的粉塵由振動電機〔20〕清灰。
本發(fā)明在圖1的基礎(chǔ)上可同軸套列幾只管式電收塵器，煙氣流向既可由內(nèi)管至外管也可由外管至內(nèi)管。煙氣既可切向進風(fēng)也可徑向進風(fēng)。既可采用干法也可采用濕法管式電收塵。
本發(fā)明的電場電源電壓范圍為直流±20千伏至±160千伏。一般采用負電暈。本發(fā)明的內(nèi)、外電場一般各自單獨供電，也可共用同一電源，此時，內(nèi)、外電場間最好加隔離電阻以減少各電場的相互影響。在特殊場合，內(nèi)、外電場可切除某一電場電源，極個別情況可完全協(xié)除電源變成特殊的旋風(fēng)收塵器。
組合電收塵器作為單元可進行多元并聯(lián)或串聯(lián)或混聯(lián)運行。
圖8和圖9為4支組合電收塵器長陣并聯(lián)組合運行的示意圖。其處理煙氣流量約為單體的4倍。煙氣由進風(fēng)口〔31〕進入變徑管〔32〕對四支組合電收塵器〔34〕初步配風(fēng)后，再經(jīng)調(diào)風(fēng)閥〔41〕調(diào)節(jié)大致等量地進入每支組合電收塵器的進風(fēng)管〔40〕，煙氣在組合電收塵器〔34〕中完成凈化處理后由其出風(fēng)管〔39〕排出，經(jīng)接管〔38〕匯入?yún)R風(fēng)管〔37〕最后由出風(fēng)口〔33〕排出。每支組合電收塵器本體捕集的粉塵由其灰斗徑分格輪卸料器〔35〕排至螺旋輸送機〔36〕，由〔36〕輸送至指定的地點。
組合電收塵器四單元方陣并聯(lián)組合運行可參見圖10和圖11。其處理煙量也為單個組合電收塵器的4倍。煙氣異形進風(fēng)管〔51〕配風(fēng)至4只組合電收塵器〔52〕的入風(fēng)管〔53〕，煙氣在每只組合電收塵器內(nèi)凈化后，由各自的出風(fēng)管〔54〕排至匯風(fēng)管〔57〕，然后由出風(fēng)管〔55〕排出。各個組合電收塵單體的集灰由分格輪卸料器〔56〕卸出。
不論長陣組合還是方陣組合，其組合單元的數(shù)量可多可少，由現(xiàn)場工況選定。
鑒于上述，本發(fā)明之組合電收塵器，同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下特征1.組合電收塵器是多電場管式電收塵，可對粉塵進行多次收塵;它又是把單區(qū)和雙區(qū)，庫侖力和離心力以及慣性力和重力進行綜合收塵的煙氣凈化裝置，其結(jié)果是高效可靠。
2.其內(nèi)管電旋風(fēng)收塵器既無高速向上的“內(nèi)旋氣流”又無”上灰環(huán)”存在，結(jié)構(gòu)新穎，簡單可靠。
3.雙區(qū)管式電收塵收塵極表面積大，同時放電極表面積也很大，又有極化凝聚效應(yīng)必然增加收塵效果而不會產(chǎn)生電暈封閉。
4.雙區(qū)電收塵器的電離區(qū)很小，既節(jié)約電暈功率又減少火花故障。
5.組合電收塵器既可單獨運行又可作為單元進行靈活多變的多元并、串聯(lián)及混聯(lián)組合。
6.結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，節(jié)約鋼材，便于制造、運輸、安裝、和檢修。
權(quán)利要求
1.具有多電場的組合電收塵，在管式電收塵器外層同軸地套列一個或幾個管式電收塵器。其內(nèi)管(17)和內(nèi)放電極(7)組成內(nèi)管電場。內(nèi)管和外管(16)及外放電極(9)組成外管電場。內(nèi)管(17)和外管(16)上端由匯風(fēng)筒蓋板(1)使其彼此隔離，下端在灰斗(11)彼此貫通。煙氣從匯風(fēng)筒的進風(fēng)口(19)經(jīng)進風(fēng)管(18)切向進入內(nèi)管(17)，在內(nèi)管電場中形成電旋風(fēng)，再經(jīng)灰斗(11)至外管(16)由匯風(fēng)筒出口(6)排出。內(nèi)放電極(7)和外放電極(9)分別由內(nèi)導(dǎo)電桿(2)和外導(dǎo)電桿(4)接高壓直流電源。絕緣子(21)、(3)和(5)支承內(nèi)放電極(7)和外放電極(9)，內(nèi)放電極(7)用重錘(10)定位，也可用絕緣支承。外放電極(9)由幾個針筒形電極或齒筒形電極組成雙區(qū)電收塵，用連接吊桿(8)連接。內(nèi)管(17)由支承架(15)支承。在灰斗(11)中設(shè)置障灰環(huán)(12)，灰斗下端有排灰口(13)，中側(cè)有檢查門(14)。匯風(fēng)筒蓋板(1)上設(shè)有振動清灰電動機(20)。本發(fā)明的特征是由內(nèi)管(17)和內(nèi)放電極(7)組成內(nèi)管電場，由內(nèi)管(17)、外管(16)、外放電極(9)組成外管電場。內(nèi)、外管上端由匯風(fēng)筒蓋板(1)使其彼此隔，下端在灰斗(11)處彼此貫通，使內(nèi)管電場和外管電場串聯(lián)起來，煙氣從匯風(fēng)筒進口(19)經(jīng)內(nèi)管(17)、灰斗(11)到外管(16)由匯風(fēng)筒出口(6)排出。煙氣流向也可反過來進行。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1，本發(fā)明的特征是內(nèi)管電場切向進風(fēng)形成電旋風(fēng)，該電旋風(fēng)無內(nèi)部排氣芯管，灰斗(11)截面幾倍于內(nèi)管(17)的尺寸，灰斗(11)內(nèi)的風(fēng)速大大低于內(nèi)管(17)中的風(fēng)速，在灰斗(11)中煙氣流向由螺旋向下變成外斜向上。若采用徑向進風(fēng)就構(gòu)成普通內(nèi)管電收塵器。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1，本發(fā)明的特征是外管電場由內(nèi)管(17)和外管(16)作用收塵極，外放電極(9)和內(nèi)管、外管同軸且與內(nèi)、外管的距離大致相等。構(gòu)成一個管式電收塵器。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、2和3，本發(fā)明的特征是內(nèi)、外電極做成針筒形或鋸?fù)残位蚨馔残位螨X筒形放電極時，構(gòu)成雙區(qū)電收塵器。內(nèi)、外電極做成普通放電極時，構(gòu)成單區(qū)電收塵器。內(nèi)、外管電場既可為單區(qū)電收塵器和雙區(qū)電收塵器串聯(lián)也可都做成單區(qū)電收塵器或雙區(qū)電收塵器。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1、至4、本發(fā)明的特征是兩個或幾個內(nèi)、外管同軸的電場，各個電場可分別供給高壓直流電源，也可共用同一高壓直流電源，直流電源電壓為±20KV至±160KV，采用負電暈，也可采用正電暈或正、負交錯。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1、至5、本發(fā)明的特征是在灰斗(11)中設(shè)有障灰環(huán)(12)，防止二次飛灰。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1、至6、本發(fā)明的特征是組合電收塵器可單個運行，也可多元并聯(lián)或串聯(lián)、或混聯(lián)運行。
專利摘要
組合電收塵器是工業(yè)煙塵凈化裝置。它既是數(shù)臺管式電收塵的同軸組合，又是單區(qū)和雙區(qū)電收塵器的串聯(lián)組合，它還把電場和旋風(fēng)收塵進行電旋組合，而其本身又可作為單元進行多元并、串聯(lián)組合。其內(nèi)、外管上端由匯風(fēng)筒隔開，下端靠灰斗貫通。煙氣由匯風(fēng)筒切向進入內(nèi)管電場形成電旋風(fēng)第一次收塵，再在灰斗中由沉降和電力進行每二次收塵，外管為雙區(qū)電收塵，粉塵在電離區(qū)再次荷電，在收塵區(qū)的均勻強電場中完成煙氣的凈化處理；最后由匯風(fēng)筒排出。
文檔編號B03C3/70GK86104221SQ86104221
公開日1987年1月31日 申請日期1986年6月24日
發(fā)明者李浩林 申請人:國家建筑材料工業(yè)局合肥水泥研究設(shè)計院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan