CN102343308B - 组合式电除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明是由于以往的国内外电除尘器存在不合理设计结构，造成故障频发，尤其是在安装施工中，对异极间距的误差，极难控制，往往严重超标，致使施加的二次电压严重不足，影响了除尘效率达标。针对上述问题，本发明组合式电除尘器，提供一种组合式集尘装置，可以在电除尘器箱体以外，将电晕放电极线和阳极板块进行准确集成组装后，再安装电除尘器箱体内部，这样能将组装操作误差限制在极小值，同时，可以将阳极板集尘的面积大大提高，也省去一套复杂的阴极线框架悬挂安装***和一套复杂的阴极振打清灰装置，消除频发的故障源头，确保了电除尘器实现烟尘排放浓度降为1mg/Nm³以下至零效果，该技术可以应用于大中小的各种电除尘器。

Description

组合式电除尘器

技术领域

本发明涉及一种用于清除工业烟尘粒子的电除尘器中的集尘装置，尤其涉及应用于电除尘器中的一种通透型阳极板块和电晕放电极线组合式框架结构的集尘电场装置。

背景技术

公知，目前国内外环保除尘行业所有的电除尘器和袋式除尘器等各种除尘设备技术，其排尘的浓度都在数十mg/Nm³以上，都不能将工业烟尘中0.2微米以下气溶胶烟尘微粒予以彻底清除，，然而正是这些微米级气溶胶烟尘微粒，具有长期悬浮在空气中的特性，这些微米级气溶胶烟尘微粒不能自然沉降，是造成某些城市上空能见度差的主要原因，更严重的是：这种微米级气溶胶烟尘微粒中，含有二恶英等大量致病、致癌有害物质，这种微米级气溶胶烟尘微粒还有一个特性，就是尺寸越小，毒性越大，因为尺寸越小，它的表面积越大，生物反应活性也就越高，进入生物体后跟别的物质反应的可能性就越大，这成为百病之源！据***卫生暑公布：目前，空气污染造成仅仅肺***疾病，全世界就约有6亿人患有肺疾病，每年有270万的死亡因此死亡！其它致病、致癌死亡的，更是无法统计！其危害之大，令人触目惊心！因此，研制新型排放浓度降为0.1mg/Nm³以下至零排放的电除尘器，是时代进步的要求！是人类环保除尘工程必需实现的终极目标！这是巨大的社会需求，刻不容缓！

电的应用，本来是可以无穷尽的，在某种意义上可以说，电是万能的！因此，电除尘器是完全可以轻松达到清除烟尘气流中微米级的气容胶微粒，实现烟尘排放浓度降为0.1mg/Nm³以下至零效果！如果电除尘器排出的气体，能达到国家标准；一级空气质量标准0.12mg/Nm³以下，我们就完全可以认定电除尘器为零排放！

专利申请人从2001年提前5年退休以来，跑遍全国，一直从事研制零排放的电除尘器工作，历经5年的努力，终于在2005年获得从基本的原理上成功突破！

解决其技术问题所采用的技术方案是：

发明专利：

一种组合型集尘阳极板    专利号2006100460053

一种超低浓度排放电除尘器【是应用了一种组合型集尘阳极板技术的电除尘器】专利号：2006100474963

技术其特征是；设计制造新式的通透型阳极板，是采用U形金属板条，等间距、等角度排列组合，由定位销连接固定所制成的通透型阳极板块。通透型阳极板块替代老式屏蔽型的收尘阳极板。在除尘的箱体中，将通透型阳极板块和电晕放电线配合，垂直于气流运动方向，等间距、平行、交替排列组合成具有多道横向集尘网栅的吸尘电场。

该技术所采用的技术方案成功克服解决了影响电除尘器的除尘效率两大关健技术因素：

1.一种组合型集尘阳极板，具有消除和吸收气流动能的效果，使电除尘器电场中通过的气流的速度迅速降减0.2m/s以下至近似为零，成功消除了气流速度对荷电微米级烟尘颗粒的集尘干扰的影响！

除尘界共知；一台除尘效率90％的电除尘器，其排尘浓度3500mg/Nm³，在总处理烟气量不变的情况下，将其收尘面积增加1倍，其风速会降低50％，这台电除尘器的排放浓度会降至350mg/Nm³，电除尘器排放浓度会降低10倍，其除尘效率可提高至99％。可见气流的速度，是对荷电微米级烟尘颗粒的沉降，有着决定性的影响力，如果将在电场的沉降通道中通过的气流降低为零风速，使气流不能左右微米级气容胶微粒主要运动方向，使电场的库仑力能控制荷电微米级烟尘颗粒的运动，电除尘器就可获得理想除尘效率。要将电场沉降通道风速降低为零，又要保持原设计每秒处理烟尘总气流量不变，可能吗？常理公知，在电除尘器总处理烟气量一定，电场断面积不变的情况下，那么电场中的风速也就是一定的，由于总处理烟气量一定，电场中风速是绝对不可能降减变为零，但是实践证明；人们忽视电场中气流是存在于密封的壳体中，在密封的壳体中，气体进入电除尘器的壳体内，是由壳体内的负压力差所决定的，气流能量是负压差所赋予的，由于气体完全是被动被吸入，气体进入壳体后，气流惯性能量已完成了本来的作用，如果在除尘的箱体中，将一种组合型集尘阳极板和电晕放电线配合，垂直于气流运动方向，等间距、平行、交替排列组合成具有多道横向集尘网栅的吸尘电场，一种组合型集尘阳极是采用U形金属板条，等间距、顷斜度角排列组合，由定位销连接固定所制成的。由于U形金属板条组合的条形通风孔，具有使气流产生涡流作用，涡流具有消除和吸收气流动能的效果，使在电场中通过的气流的风速迅速降减为零，经实际检测，3道横向集尘网栅，可使1m/s风速进入电场后，只行进距离不足1m的气流，其动能就能基本吸收和消除，电除尘器壳体内电场中就会出现令人惊叹的“零风速的效应”！这是违反常理公知的，“零风速的效应”是由于在密封的壳体中，壳体内的各处压力是均等的，气流风速的大小，是由排风口的流量公式R1².U1＝R2².U2决定的，风速是随着排风口距离的半径平方成反比的，是随着远离排风口，距离半径增加而流向排风口的补充气流速度迅速降减。也就是说距离电除尘器壳体内排风口越远，补充气流风速越小，排风口的气流补充是三维立体方式补充的，而不是人们所想当然的二维平面方式补充。实践证明；这是实实在在的客观存在的现像！用通透型阳极板块将电场中的风速从1m/s，是完全可以降减0.2m/s以下至近似为零，这样人为的在电除尘器壳体内的电场的沉降通道中造成通过的气流是近似零风速，消除了气流这一主要干扰因素，由于荷电微米级烟尘微粒不在被气流左右，吸附的库仑力成为对荷电微米级烟尘颗粒的唯一控制力！这为荷电微米级烟尘微粒沉降在通透型阳极板块上提供了最佳环境条件。同时通透型阳极板将气流降减为零，其电除尘器的压损并没有因此而大大增加。

2.一种组合型集尘阳极板可以在电场强度不变条件下，可百倍，千倍提高了对荷电微米级烟尘颗粒电场的吸附引力！

根据库仑定理可知，f＝Q1.Q2/r²由于荷电微米级烟尘颗粒电场的库仑力是与距离平方成反比，也就是说荷电后的烟尘微粒与收尘阳极板距离越小，其电场库仑力引力越大。在电场强度不增加条件下，在微米级气容胶微粒荷电的电荷数不增加条件下，荷电微米级烟尘颗粒与阳极板块之间的距离越近，阳极板块对荷电后的烟尘微粒的吸附力越大，其库仑引力因距离减小而千百倍增加！荷电微米级烟尘颗粒能够很容易地被阳极板块的近距离捕获。如果在除尘的箱体中，我们创造条件，迫使荷电烟尘气流务必都从通透型阳极板块的通风小孔中通过，使荷电烟尘粒子能获得了反复多次与通透型阳极板块近距离接触，由于荷电后的烟尘微粒与通透型阳极板块的极板条之间距离小于1cm，荷电微米级烟尘颗粒的电场库仑力引力将获得千百倍的增加，【不是过去的几十cm距离，其重大意义是；库仑引力获得千百倍的增加，是在电场强度不变条件下产生的！】又因设置的通透型阳极板块能消除气流对沉降捕获的干扰，这使荷电微米级烟尘颗粒在劫难逃，电除尘器自然便可获得实现烟尘排放浓度降为0.1mg/Nm³以下至零效果。

实践证明；应用一种组合型集尘阳极板的电除尘器的获得有益效果是：

1.一种超低浓度排放电除尘器，仅用1个电场，便可获得烟尘排放浓度降为0.1mg/Nm³以下。【可达到国家一级空气质量标准！】这是以往用10个电场，也绝对达不到的！

2.一种超低浓度排放电除尘器技术，是适用改造正在运行的电除尘器，改造所需费用是[电改袋]的技术方案的1/3以下。

3.一种超低浓度排放电除尘器，结构简单，造价低廉，运行费用，是目前同规格，同性能的电除尘器的1/5以下。

4.一种超低浓度排放电除尘器采用全新收尘清灰方式，周而复始地清灰工作在密封中进行，杜绝二次扬尘，实现电除尘器的长期高效率连续运行。实现真正意义上的电除尘器零排放。

5.一种超低浓度排放电除尘器的压损稍微增加，但小于400pa，远低于袋式除尘器压损。

综上所述，该技术性能、价格以绝对优势，改造现有的各种类型除尘器，在冶金、水泥、电厂锅炉以及化工等行业中得到广泛应用。

沈阳隆达环保集团2009年8月26号将【一种超低浓度排放电除尘器】研制成第一个样机，后经北京PONY谱尼测试集团反复多次实际检测，【检测报告】证明；在电场烟气平均流速为0.87m/s，进口浓度为40.3mg/Nm³，实际检测出口浓度为0.4/mg/Nm³，已达到国家三级空气质量标准！经改进后，是完全可以达到国家一级空气质量标准！0.1mg/Nm³以下！

但是，在研制【一种超低浓度排放电除尘器】样机过程中，我考察发现，由于【一种超低浓度排放电除尘器】的核心技术‘一种组合型集尘阳极板’，是应用安装在原有传统电除尘器设计机构形式中，由于传统形式的电除尘器技术，存在着太多严重的不合理设计机构，这套机构使电除尘器阳极板框架和阴极框架在施工中，其安装误差极难控制，异极间距安装误差的严重超标，造成施加电压严重不足，并且原有不合理设计机构又是造成事故频发的源头，这会使除尘效率不能长期稳定，因此，必须对原来电除尘器的不合理设计机构，进行彻底的变革改造，才能彻底实现除尘器的零排放！

经调查研究；传统形式的电除尘器主要存在以下不合理设计问题：

1.阳极板的平面度虽经校正装入电场中，但运行后会受热变形，使异极间距安装误差的严重超标。

2.由于阳极板框架和阴极框架大，变形度也就大，阳极板框架和阴极线框架之间的距离又小，又无限位装置予以控制，致使阳极板框架和阴极线框架之间的距离变化难以保证其误差在允许范围之内！

3.由于在电除尘器中，阳极板框架和阴极框架是分别独立***，但是，阳极板框架和阴极框架分别又相互交叉组合后，才构成一个集尘电场，由于阳极板框架和阴极框架分别由多排共同组合构成，由于多排组合的累计公差校正更加极其困难，现场施工更是很难保证两极间距的设计公差达标！

4.因电场内气体分布不均，电场的横截面受热不一，引起极板和阴极线框架变形不一，会使异极间距安装误差的严重超标问题更加严重。

5.阴极线框架采用的钢管，重力作用使阴极线框架顶部钢管发生挠度变形，而阴极线与框架之间的预留间隙不足时，会造成阴极线弓形变形。当电场通入烟气后，受热变形更为严重，甚至形成短路不能工作。

6.以往的电除尘器，阳极和阴极振打是分别由二套振打装置，是各自独立进行振打清灰的，由于振打机构又是安装在电除尘器箱体内的，其故障频发，不仅检修困难，检修过程中，还需要电除尘器停机，等待三.四个小时后，在电除尘器箱体内温度降低至50度以下，人才能够进入电除尘器箱体内，进行检修工作，这就会造成大量停产事故。

7.以往的电除尘器中，是有着庞大的阴极框架悬挂安装***，不仅需要一套造价极高阴极绝缘套管结构，还需要配上一套复杂的热风吹扫抗结露***，尤其是阴极***的振打清灰机构，要比阳极振打清灰***更为复杂，这更是事故频发的故障源头。

这些问题不是严格施工管理就能可以控制避免的，必须发明设计新的机构形式，才能彻底予以解决！

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

为克服电除尘器异极间距安装误差的严重超标和运行中异极间距公差发生变化等问题，并针对阴极框架悬挂安装***，热风吹扫抗结露***，振打清灰等机构事故频发等，所存在设计机构形式上的不足。本发明组合式电除尘器，提供一种组合式集尘装置，这一技术装置能控制异极间距安装误差变化并能将其它频发的故障源，从设计机构上取消加以杜绝。这种组合式集尘装置能方便的检修，降低成本，可应用于大中小的各种电除尘器中。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

【1】是将1个大的吸尘电场，分解成n个组合式集尘装置的小吸尘电场***；设计制造一种用于组合式电除尘器中的组合式集尘装置：由相同形状的U形金属板条，按一定间距、一定角度排列，由连接定位销连接固定所制成通透型阳极板块，通透型阳极板块上均布通风孔，再将多个通透型阳极板块平行、排列固定在一个平面框架上，组合成一个通透型阳极板块框架，同时将n个电晕放电极线平行、等间距、排列固定在一个框架上，制成一个电晕放电极线框架，再用绝缘板条将这个电晕放电极线框架悬挂安装固定在与之相平行排列有一定间距的两个阳极板块框架正中间，制成一个组合式集尘装置，在电除尘器的箱体中，将1-n个组合式集尘装置，垂直于气流运动方向，平行排列组合成具有多道横向集尘网栅的吸尘电场***。在电除尘器的箱体中可以排列安装1-n个这样吸尘电场***。

【2】由于采用绝缘板条将电晕放电极线框架悬挂安装固定在阳极板块框架上，成为一体装置，振打阳极板块框架时，就可以同时也振打了电晕放电极线框架。因此可以取消更为复杂阴极***的振打清灰机构，电除尘器因此只需要一套普通的阳极振打清灰装置即可。在每个组合式集尘装置上都安装有振打清灰砧头，将每个组合式集尘装置上的振打清灰砧头，都从电除尘器的箱体内探出，与安装在电除尘器的箱体外的振打清灰装置相连接。

【3】由于电晕放电极线框架悬挂安装固定在阳极板块框架上，成为一体，可以取消庞大的阴极框架悬挂安装***和热风吹扫抗结露***，在每个组合式集尘装置上，都用直接采用高压电绝缘导线将电晕放电极线框架与高压直流电压输出的负极端电连接，将每个阳极板块框架都与高压直流电压输出的正极端电连接并接地。【这样可以取消原来电晕放电极线框架之间采用的金属框架方式电连接，这样就消除了各个电晕放电极线框架之间因相互之间牵拉变形，所产生的异极间距变化。】

组合式电除尘器的有益效果是：

1.组合式电除尘器是采用组合式集尘装置，其通透型阳极板块是固定在框架上，阳极板块受热变形后是会被框架所限制，组合式集尘装置是一种集成块式的设计结构，可以在工厂车间内进行规模化批量生产，也可以在电除尘器箱体外进行准确组装后，再安装电除尘器箱体内部，可将安装误差限制在极小值，组合式集尘装置可以杜绝频发的阳极板块和电晕放电极线脱落事故。

2.组合式电除尘器，其电晕放电极线框架，是用绝缘板条，悬挂安装固定在与之相平行排列的阳极板块框架组的正中间，绝缘板条，限制电晕放电极线框架的相对位移，使电晕放电极线框架能保持在两个阳极板块框架之间的中心线上，使异极间距的误差变动得到有效控制，这保证了施加的二次电压稳定，保证了稳定除尘效率。

3.组合式电除尘器，是由组合式集尘装置重复安装，这大大增加阳极板块的收尘面积，比[一种超低排放浓度电除尘器]的阳极收尘面积提高一倍，比老式电除尘器的阳极收尘面积，可以提高5倍以上，大大的提高了电除尘器内的有效空间利用率，节约电除尘器制作成本。

4.组合式电除尘器，采用阳极和阴极组合安装在同一个框架结构上，因此只需一套振打装置即可。不仅可省去一套更为复杂的阴极振打装置，还彻底消除了频发的故障源头，省去了大量停产检修的麻烦！

5.组合式电除尘器，采用高压电绝缘导线，将每个电晕放电极线框架都与高压直流电压输出的负极端电连接，可以省去了庞大的阴极框架悬挂安装***和复杂的热风吹扫抗结露***，降低了电除尘器的成本。

6.组合式电除尘器，采用振打装置是设置在电除尘器壳体外面的上部或侧面，不仅提高了电除尘器内有效空间利用率，节约电除尘器制作成本，还更有利于方便检修，可在电除尘器运行中不停产的条件下，很方便的对振打装置部分进行检修，这大大的提高电除尘器运行率。

7.组合式电除尘器，其每一个组合式集尘装置都是一级小的独立吸尘电场，每一个组合式集尘装置都远远高于以往电除尘器的一个大电场的80％除尘效率，每一个组合式集尘装置都具有高达到99％以上的除尘效率，因此，实际上今后零排放电除尘器基本上只需要配备一个电场，就可将工业粉尘排放浓度控制在0.1mg/Nm³以下至零，就可以达到国家一级空气质量标准！完全可以实现电除尘器零的排放！再也不需要配备具有七、八个电场这样的庞大电除尘器了，实现真正大幅度降低了电除尘器的成本。

8.组合式电除尘器技术，以绝对优势，在冶金、水泥、电厂锅炉以及化工等行业中得到广泛应用，是脱硫减排的必选设备！

附图说明

以下结合实施例及附图，对本发明做进一步详细叙述。以下实施例为本发明的非限定性实施例。

图1是本发明实施例的通透型阳极板块图。

图2是图1中A-A的实施例1的横向剖面图。

图3是图1中A-A的实施例2的横向剖面图。

图4是图1中A-A的实施例3的横向剖面图。

图5是本发明的阳极板块框架示意图。

图6是本发明的电晕放电极线框架示意图。

图7是本发明的组合式集尘装置上视结构示意图。

图8是本发明的组合式集尘装置正视结构示意图。

图9是本发明实施例的组合式集尘装置安装在电除尘器的箱体内纵向剖面图。

图10是本发明实施例的组合式集尘装置安装在电除尘器的箱体内横向剖面图。

图11是本发明实施例的组合式集尘装置和清灰振打装置连接匹配安装示意图。

图12是本发明实施例的组合式集尘装置在电除尘器的箱体内排列安装示意图。

图中；1.-U形阳极板条，2.-定位销，3.-阳极板块，4.-电晕放电极线，5.-电晕放电极线框架，6.-阳极板块框架，7.-绝缘条，8.-进风箱，9.-排风箱，10.-灰斗，11.-除尘箱体，12.-高压电绝缘导线，13.-清灰振打装置，14.-振打砧头，15-组合式集尘装置。

具体实施方式

本实施例中，

如图1所示，是采用U形金属板条(1)，等间距、排列组合，由定位销(2)连接固定所制成的通透型阳极板块(3)。

如图2所示；是图1中A-A的本发明中通透型阳极板块实施例1，是采用U形金属板条(1)，等间距、每条反复互相交替排列组合，由定位销(2)连接固定所制成的通透型阳极板块(3)的横向剖面图。

如图3所示；是图1中A-A的本发明中通透型阳极板块实施例2，是采用U形金属板条(1)，等间距、每2条反复互相交替排列组合，由定位销(2)连接固定所制成的通透型阳极板块(3)的横向剖面图。

如图4所示；是图1中A-A的本发明中通透型阳极板块实施例3，是采用U形金属板条(1)，等间距、同向排列组合，由定位销(2)连接固定所制通透型阳极板块(3)的横向剖面图。

如图5所示；是将多个通透型阳极板块(3)平行、排列固定在一个平面框架上，制成一个通透型阳极板块框架(6)。在通透型阳极板块框架(6)上安装有振打清灰砧头(14)。

如图6所示；将n个电晕放电极线(4)平行、等间距、排列固定在一个框架上，制成一个电晕放电极线框架框架(5)。

如图7所示；用绝缘板条(7)将电晕放电极线框架(5)悬挂安装固定在与之相平行排列有一定间距的两个阳极板块框架(6)正中间，制成的一个组合式集尘装置(15)。

如图8所示；在两个相同的阳极板块框架(6)中间，用绝缘板(7)悬挂安装固定有电晕放电极线框架(5)，制成的一个组合式集尘装置(15)。

如图9所示；是再将10个组合式集尘装置(15)分成2组，垂直于气流运动方向，平行排列安装在电除尘器箱体(11)内部，分别组成了2个集尘电场。在电除尘器箱体两端分别设有进风箱(8)和排风箱(9)，在箱体下部设有灰斗(10)。

如图10所示；是再将10个组合式集尘装置(15)分成2组，垂直于气流运动方向，平行排列安装在电除尘器箱体(11)内部，分别组成了2个集尘电场。将每个电晕放电极线框架(5)都用高压绝缘导线(12)与高压直流电压输出的负极端电连接。在电除尘器箱体两端分别设有进风箱(8)和排风箱(9)。

如图11所示；将安装有阳极板块(3)和电晕放电极线(4)所制成的一个组合式集尘装置(15)，横向垂直于气流运动方向，平行排列悬挂安装在电除尘器的箱体内，在组合式的集尘装置(15)上安装有振打清灰砧头(14)，振打清灰砧头(14)从电除尘器的箱体内探出，与安装在电除尘器的箱体外的振打清灰装置(13)相匹配连接。

如图12所示；在电除尘器箱体内部，第2集尘电场是由n个组合式集尘装置(15)，垂直于气流运动方向，平行排列所组成。在电除尘器箱体两端分别设有进风箱(8)和排风箱(9)，在箱体下部设有灰斗(10)。

Claims (3)

1.组合式电除尘器，在电除尘器的箱体两端分别设有进风箱和排风箱，在箱体下部设有灰斗，箱体中平行交替排列安装有电晕放电极线和通透型阳极板块，它们组合而成吸尘电场***，电晕放电极线和通透型阳极板块上分别设有清灰振打装置，电晕放电极线与高压直流电压输出的负极端电连接，通透型阳极板块与高压直流电压输出的正极端电连接并接地，其特征是：通透型阳极板块上均布通风孔，通透型阳极板块由相同形状的U形金属板条，按一定间距、一定角度排列，由连接定位销连接固定所制成，将多个通透型阳极板块平行、排列固定在一个平面框架上，制成一个阳极板块框架，同时将n个电晕放电极线平行、等间距、排列固定在一个框架上，制成一个电晕放电极线框架，再用绝缘板条将这个电晕放电极线框架悬挂安装固定在与之相平行排列并且有一定间距的两个阳极板块框架正中间，制成一个组合式集尘装置，在电除尘器的箱体中，将1-n个组合式集尘装置，垂直于气流运动方向，平行排列成具有多道横向集尘网栅的吸尘电场***，在电除尘器的箱体中，排列安装1-n个吸尘电场***。

2.根据权利要求1所述的组合式电除尘器，其特征是：是用高压电绝缘导线将组合式集尘装置中的每个电晕放电极线框架都与高压直流电压输出的负极端电连接，将每个阳极板块框架都与高压直流电压输出的正极端电连接并接地。

3.根据权利要求1所述的组合式电除尘器，其特征是：在每个组合式集尘装置上，都安装有振打清灰砧头，每个组合式集尘装置上的振打清灰砧头，都从电除尘器的箱体中探出，与安装在电除尘器的箱体外的清灰振打装置相连接。

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