CN104525374B - 垂直流湿式电除尘器的提效装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种垂直流湿式电除尘器的提效装置，用于提升电除尘器的本体内流场均布效果，减小烟气短流，提高电除尘器的除尘效率。本发明中的气流均布板根据电场入口段气流分布特性采用气流均布板，使电场内气流分布更加均匀，优化了流场；同时通过增设阻流环板、阻流板、导流环板及汇流水槽内构件，使电场内短流区域减少。本发明优点在于，增设的内构件制作简单，易于安装，增加的***阻力小，可以使电场内流场分布更均匀，减少烟气短流，从而保证烟尘荷电均匀，烟尘逃逸量小，到达高效除尘的目的。

Description

垂直流湿式电除尘器的提效装置

技术领域

本发明涉及电除尘领域，具体涉及一种垂直流湿式电除尘器的提效装置。

背景技术

现代工业的迅速发展在给人类带来便利的同时也带来了严重的环境污染，大气污染是各种环境污染中的主要议题，而由燃煤电厂及工业锅炉产生的污染物是大气环境污染的主要来源。随着国家对环境保护越来越重视，微细烟尘、SO₃酸雾、汞等以气溶胶形式存在的污染物的减排已被提到了议事日程，同时国家新的《环境空气质量标准》将PM2.5也一并纳入环境空气质量标准。因而，如何有效的减轻粉煤灰细颗粒、石膏细颗粒及SO₃对环境的影响，并有效降低PM2.5细微颗粒物对人体健康带来的危害，成为当今大气污染物治理行业的当务之急。

为解决上述问题并实现烟尘的深度净化技术，需考虑在脱硫塔后增设湿式电除尘器。湿式电除尘器能去除烟气中的尘、酸雾、水滴、气溶胶、PM2.5等有害物质，是治理大气粉尘污染的有效设备。在燃煤电厂及化工、冶金等领域具有广泛的应用前景，将产生巨大的经济、社会效益。

垂直流湿式电除尘器是湿式电除尘器的一种，其具有多污染协同治理、节地、节水、循环和超低排放的特色，设备选型小、投资费用低，这对大部分电厂现有湿法脱硫后的烟气污染物终端处理新建及改造项目来说，有着得天独厚的优势，对于场地条件、技术经济性而言，是较理想的选择方案。

但是随着国家环保标准的逐渐严格，要求电除尘器出口排放粉尘含量降到5mg/Nm³以下，局部地区及环保要求较高的企业甚至要求更低，因此为达到污染物的超洁净排放，需进一步优化现有的垂直流湿式电除尘器技术，提高其除尘效率。

垂直流湿式静电除尘器内流场分布是非常重要的影响电除尘器除尘效率的因素之一，如果电场内气流流场分布不均匀，将会导致电场内粉尘荷电不均匀，从而影响除尘效率，因而要保证电场内气流分布均匀进而均布来流烟气的流场很重要。

除了电场内的流场分布会影响电除尘的除尘效率外，电场内烟气短流现象也是非常重要的影响电除尘器除尘效率的因素之一。垂直流湿式电除尘器内阳极板和阴极线采用阳极板集尘面和阴极线平行交替的布置方式，阳极板竖直放置与烟气流通方向一致。在电场段因为阴极线的放电，烟气中含的PM2.5微细粉尘、气溶胶等荷电后在电场力的作用下，被阳极板捕集；但是常规的垂直流湿式电除尘器(如图4、9)为保证阴极线和塔壁的放电安全，在靠近塔壁周围及电场分区间隔通道不设置阴极线和阳极板，难免会有少部分靠近塔壁的区域以及电场分区间隔通道内的区域不在电场收尘范围内，但为保证及提高除尘效率，必须减少该部分区域逃逸的烟气量。

本发明针对以上垂直流湿式电除尘器存在的问题提出了一种垂直流湿式电除尘器的提效装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种垂直流湿式电除尘器的提效装置，提高电除尘器内烟气均布效果，减少烟气短流区域，减小漏气率，从而提高电除尘器的除尘效率。本发明中的气流均布板优化电除尘器本体内的流场分布，同时协同阻流环板、V形阻流板、汇流水槽和导流环板结构，达到除尘增效的目的。。

本发明提供的技术方案如下：

一种垂直流湿式电除尘器的提效装置，所述垂直流湿式电除尘器包括烟气入口段、电场段、烟气出口段，所述电场段内设有阳极板和阴极线，且所述电场段内包括多个电场分区，每个所述电场分区的多个阳极板下端设有相连通的集水槽；

所述提效装置包括：

至少一层气流均布板，其设置在所述垂直流湿式电除尘器的烟气入口段，用于引导烟气均匀流过所述电场段；

阻流结构，其包括设置在所述阳极板上端处的阻流环板和阻流板；

其中，所述阻流环板设置于所述电场段与所述垂直流湿式电除尘器的塔壁之间的环形通道处，并阻挡烟气从该环形通道处通过；

所述阻流板设置于相邻的所述电场分区间的通道区域处，并阻挡烟气从该通道处通过；

导流结构，其包括设置在所述阳极板下方的导流环板和设置在所述阳极板下端的汇流水槽；

其中，所述导流环板的外环与所述垂直流湿式电除尘器的塔壁连接，内环向塔体中心方向延伸，使靠近塔壁处的烟气向塔体中部汇聚；

所述汇流水槽设置于相邻的所述电场分区间的通道区域处，并阻挡烟气从该通道处通过，且所述汇流水槽与所述集水槽相连通。

较佳的，所述气流均布板为变开孔率的孔板；

当所述垂直流湿式电除尘器的塔体在垂直于烟气流向方向上的截面为圆形时，所述气流均布板的开孔率从塔体的塔壁处向塔体中心递减。

较佳的，所述气流均布板为变开孔率的孔板；

当所述垂直流湿式电除尘器的塔体在垂直于烟气流向方向上的截面为矩形时，所述气流均布板可通过多块不同开孔率的板拼装；在靠近所述阳极板的端部所指向的一对塔壁的区域处的气流均布板开孔率最低，塔体中心区域的气流均布板开孔率次之，其他区域的气流均布板开孔率最高。

较佳的，所述气流均布板通过环形板或扇形板或三角形板或矩形板中的一种或多种拼装而成。

较佳的，所述气流均布板上开设的孔为圆形或多边形，且该孔的排布方式为等距阵列或等三角形阵列。

较佳的，所述阻流环板的外环与所述垂直流湿式电除尘器的塔壁连接，所述阻流环板的内环与最外侧的所述阳极板连接；

所述阻流环板覆盖于所述环形通道的上方。

较佳的，所述阻流板为V形阻流板，且所述V形阻流板倒置于相邻的所述电场分区间的通道区域处，其尖端在上。

较佳的，所述导流环板为倾斜设置的环板，且外环一侧高于内环一侧。

较佳的，所述导流环板与塔壁之间的夹角为75-80°。

通过本发明提供的垂直流湿式电除尘器的提效装置，能够带来以下至少一种有益效果：

1.在垂直流湿式电除尘器的烟气入口段处设置气流均布板，可以使湿式电除尘器内气流分布均匀，起到优化电除尘器的流场分布的目的。气流分布是影响电除尘器除尘效率非常重要的因素之一，因此电除尘器内气流分布越均匀，烟尘荷电越均匀，除尘效果就越好。根据电除尘器内气流分布特性，气流均布板采用变开孔率的设计，可以使电除尘器内气流分布更加均匀，从而提升除尘效率。例如当垂直流湿式电除尘器的塔体在垂直于烟气流向方向上的截面为圆形时，气流均布板的开孔率从塔体的塔壁处向塔体中心递减；当垂直流湿式电除尘器的塔体在垂直于烟气流向方向上的截面为矩形时，气流均布板可通过多块不同开孔率的板拼装。

2.板线式结构的湿式电除尘器烟气短流是难免的，但为提升电除尘器的除尘效率，达到超净排放的目的，减少电除尘器内烟气短流，减小漏气率是必需的。本发明在电场段设置的多块阻流板、汇流水槽、导流环板可以起到烟气阻流、导流的作用，有效引导靠近塔壁的烟气流向塔体中部，并且阻挡烟气从电场段和塔壁之间的环形通道流过，阻挡烟气从相邻的电场分区间的通道流过，从而在一定程度上减少烟气短流，减小漏气率，达到高效除尘的目的。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种垂直流湿式电除尘器的提效装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是截面为圆形的湿式电除尘器的一种实施例的主视图；

图2是截面为圆形的湿式电除尘器的一种实施例的侧视图；

图3是截面为圆形的湿式电除尘器的一种实施例的气流均布板开孔率布置图；

图4是截面为圆形的湿式电除尘器的一种实施例的烟气短流区域截面图；

图5是截面为圆形的湿式电除尘器的一种实施例的阻流板防烟气短流结构俯视图；

图6是截面为方形的湿式电除尘器的一种实施例的主视图；

图7是截面为方形的湿式电除尘器的一种实施例的侧视图；

图8是截面为方形的湿式电除尘器的一种实施例的气流均布板开孔率布置图；

图9是截面为方形的湿式电除尘器的一种实施例的烟气短流区域截面图；

图10是截面为方形的湿式电除尘器的一种实施例的阻流板防烟气短流结构俯视图。

附图标号说明：

1—烟气入口段；2—电场段；3—烟气出口段；4—阳极板；401—阳极板上端；402—阳极板下端；5—气流均布板；6—集水槽；7—汇流水槽；8—导流环板；9—阻流环板；10—V形阻流板；11—电场分区间隔通道；12—电场段与塔壁之间的环形通道。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

在本发明的实施例一中，参照图1-5所示的截面为圆形的垂直流湿式电除尘器，垂直流湿式电除尘器包括烟气入口段1、电场段2、烟气出口段3，电场段2内设有阳极板4和阴极线，且电场段2内包括多个电场分区，每个电场分区的多个阳极板下端402设有相连通的集水槽6。垂直流湿式电除尘器内设有提效装置，即影响气流分布的内构件，具体包括一层气流均布板5、设在阳极板上端401处的阻流环板9和阻流板(图中的V形阻流板10)，以及设置在阳极板4下方的导流环板8和设置在阳极板下端402的汇流水槽7。其中，气流均布板5设置在垂直流湿式电除尘器的烟气入口段1处，并用于引导烟气均匀流过电场段2。阻流环板9设置于电场段与塔壁之间的环形通道12处，并阻挡烟气从该环形通道处通过；V形阻流板10设置于相邻的电场分区间隔通道11区域处，并阻挡烟气从该通道处通过；导流环板8的外环与垂直流湿式电除尘器的塔壁连接，内环向塔体中心方向延伸，使靠近塔壁处的烟气向塔体中部汇聚；汇流水槽7设置于相邻的电场分区间隔通道11区域处，并阻挡烟气从该通道处通过，且汇流水槽7与集水槽6相连通。

在现有技术中，当烟气从湿式电除尘器下部的烟气入口段进入电除尘器后，由于变径段(从烟气进口到电场段之间需要经过扩径部分)的影响，电除尘器内的气流均布性较差，通过数值模拟的结果发现电除尘器内气流分布的均方根值为0.6左右。为保证电除尘器的除尘效率，如图1、2所示，在烟气入口段增设气流均布板5。

在入口变径段内增设如图3所示的气流均布板5后，烟气从烟气入口段1通过气流均布板5，电除尘器内气流分布的均方根值可达到0.10左右，增设气流均布板5后，电除尘器内的流场分布明显得到优化。图中气流均布板5为多孔板，开孔率取值范围为40％～60％，且开孔的结构为方形孔。如图3中所示，靠近塔壁区域的气流均布板5的开孔率较高，然后依次向塔中心逐渐下降。图中所示开孔率从60％降到55％、再到50％、再到45％，这种变化方式所选用的开孔率值只是一种实施例，实际应用并不局限于此。

如图1、2、4所示，一般垂直流电除尘器考虑到放电安全，都会让阴极***(电场段)与塔壁间保持一定的安全距离；同时对于处理烟气量较大的电除尘器，都会考虑分区供电，为保证阴极***的放电安全，阴极***与阴极***间也会预留一定的安全距离。阴极***安全距离的保持，难免会导致相邻的电场分区间隔通道11，及电场段与塔壁之间的环形通道12的部分烟气不在电场的有效集尘范围内，如不采取措施将会形成短流，造成部分含尘烟气逃逸，降低除尘效率。

为保证电场的除尘效率及进一步提高电场的除尘效率，如图1、2、5所示在电除尘器电场段2的阳极板下端402增设汇流水槽7，在阳极板4下方增设导流环板8，在阳极板上端401增设阻流环板9、V形阻流板10。从电除尘器烟气入口段1通过气流均布板5后的烟气，进入电除尘器电场段2，在阳极板下端402导流环板8的作用下，电场段与塔壁之间的环形通道12的烟气被导流环板改变方向，向电除尘器中部靠近，使进入电场段与塔壁之间的环形通道12区域的烟气减少；同时将汇流水槽7设置在阳极板下端402电场分区间隔通道11下方，使来流的烟气无法从电场分区间隔通道11逃逸，而被赶到两旁电场内；进一步在电场阳极板上端401靠近塔壁区域增设阻流环板9，保证电场段与塔壁之间的环形通道12处的烟气无法形成短流，限制来流烟气从该区域通过；进一步在电场阳极板上端401电场分区间隔通道11上方增设V形阻流板10，保证靠近电场分区间隔通道11内无法形成烟气短流，限制来流烟气从该区域通过。

在本发明的实施例二中，参照图6-10所示的截面为矩形的垂直流湿式电除尘器，垂直流湿式电除尘器包括烟气入口段1、电场段2、烟气出口段3，电场段2内设有阳极板4和阴极线，且电场段2内包括多个电场分区，每个电场分区的多个阳极板下端402设有相连通的集水槽6。垂直流湿式电除尘器内设有提效装置，即影响气流分布的内构件，具体包括一层气流均布板5、设在阳极板上端401处的阻流环板9和阻流板(图中的V形阻流板10)，以及设置在阳极板4下方的导流环板8和设置在阳极板下端402的汇流水槽7。其中，气流均布板5设置在垂直流湿式电除尘器的烟气入口段1处，并用于引导烟气均匀流过电场段2。阻流环板9设置于电场段与塔壁之间的环形通道12处，并阻挡烟气从该环形通道处通过；V形阻流板10设置于相邻的电场分区间隔通道11区域处，并阻挡烟气从该通道处通过；导流环板8的外环与垂直流湿式电除尘器的塔壁连接，内环向塔体中心方向延伸，使靠近塔壁处的烟气向塔体中部汇聚；汇流水槽7设置于相邻的电场分区间隔通道11区域处，并阻挡烟气从该通道处通过，且汇流水槽7与集水槽6相连通。

如图6、7所示，烟气从下部电除尘器烟气入口段1进入电除尘器，由于变径段的影响，在电除尘器内气流均布性较差，通过数值模拟的结果发现电除尘器内气流分布的均方根值为0.6左右，为保证电除尘器的除尘效率需在入口增设气流均布板5。

在烟气入口与电场段2的连接处增设如图8所示的气流均布板5后，烟气从入口段通过气流均布板5，电除尘器内气流分布的均方根值可达到0.07左右，增设气流均布板5后，电除尘器内的流场分布明显得到优化。图中气流均布板5为多孔板，开孔率取值范围为40％～50％，开设的孔的结构可以采用方形孔。参照图8，气流均布板可通过多块不同开孔率的板拼装；例如图中，在靠近阳极板的端部所指向的一对塔壁(左侧和右侧的塔壁)的区域处的气流均布板开孔率最低(40％)，塔体中心区域的气流均布板开孔率次之(45％)，其他区域的气流均布板开孔率最高(50％)。

如图6、7、9、10所示，一般垂直流电除尘器考虑到放电安全，都会使阴极***与塔壁间保持一定的安全距离；同时对于处理烟气量较大的电除尘器，都会考虑分区供电，为保证阴极***的放电安全，相邻电场区的阴极***间也会预留一定的安全距离；阴极***安全距离的保持，难免会导致该电场分区间隔通道11，及电场段与塔壁之间的环形通道12的部分烟气不在电场有效集尘范围内，如不采取措施将会形成短流，造成部分含尘烟气逃逸，降低除尘效率。

为保证电场的除尘效率及进一步提高电场的除尘效率，如图6、7、10所示在电除尘器电场段2阳极板下端402增设汇流水槽7、在阳极板4的下方增设导流环板8，在阳极板上端401增设阻流环板9、V形阻流板10。从电除尘器烟气入口段1通过气流均布板5后的烟气，进入电除尘器电场段2，在阳极板下端402导流环板8的作用下，电场段与塔壁之间的环形通道12的烟气被导流环板8改变方向，向电除尘器中部靠近，使进入电场段与塔壁之间的环形通道12的烟气减少；同时将汇流水槽7设置在阳极板下端402电场分区间隔通道11下方，使来流的烟气无法从分区间隔通道11逃逸，而被赶到两旁电场内；进一步在电场阳极板上端401电场段与塔壁之间的环形通道12增设阻流环板9，保证电场段与塔壁之间的环形通道12的烟气无法形成短流，限制来流烟气从该区域通过；进一步在电场阳极板上端401电场分区间隔通道11上方增设V形阻流板10，保证靠近电场分区间隔通道11内无法形成烟气短流，限制来流烟气从该区域通过。

上述两个实施例中湿式电除尘器烟气均采用下进上出方式，但也可以采用上进下出方式，如为上进下出方式，其内部结构有小的调整。

(1)除尘器入口段的气流均布板，设置位置需改到上部变径段内或除尘器入口与电场段连接处，设置一层或多层、开孔率及开孔率的分布需调整，该调整内容可通过数值模拟来确定。

(2)除尘器阻流环板、V形阻流板及汇流导水槽可以保持结构不变，将导流环板去掉，在电场下端塔壁附近区域再增设一层阻流环板。

应说明的是，上述实施例只是给出了气流均布板的变开孔率的两种形式，在其他实施例中，气流均布板的变开孔率还可根据其安装的平面气流分布的特性来设计均布板同平面不同区域的开孔率；所述的气流均布板还可以通过不同形状的模块进行组装，实现模块化结构。

应说明的是，在其他实施例中，气流均布板也可设置为多层。

应说明的是，V形阻流板倒置于相邻的所述电场分区间的通道区域处，其尖端在上，且V形阻流板是阻流板的一种较优形式，其他实施例并不限于此。

气流均布板通过环形板或扇形板或三角形板或矩形板中的一种或多种拼装而成。

气流均布板上开设的孔为圆形或多边形(三角形或矩形等)，且该孔的排布方式为等距阵列或等三角形阵列。

优选的，阻流环板可以通过如下方式设置，其外环与垂直流湿式电除尘器的塔壁连接，内环与电场段最外侧的阳极板连接。而且阻流环板可以是覆盖于电场段和塔壁之间的环形通道上方的。

优选的，参照图1、2、6、7，导流环板8为倾斜设置的环板，且外环一侧(与塔壁连接的一侧)高于内环一侧，导流环板与塔壁之间的夹角为75-80°。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种垂直流湿式电除尘器的提效装置，所述垂直流湿式电除尘器包括烟气入口段、电场段、烟气出口段，所述电场段内设有阳极板和阴极线，且所述电场段内包括多个电场分区，每个所述电场分区的多个阳极板下端设有相连通的集水槽；

其特征在于，所述提效装置包括：

至少一层气流均布板，其设置在所述垂直流湿式电除尘器的烟气入口段，用于引导烟气均匀流过所述电场段；

阻流结构，其包括设置在所述阳极板上端处的阻流环板和阻流板；

其中，所述阻流环板设置于所述电场段与所述垂直流湿式电除尘器的塔壁之间的环形通道处，并阻挡烟气从该环形通道处通过；

所述阻流板设置于相邻的所述电场分区间的通道区域处，并阻挡烟气从该通道处通过；

导流结构，其包括设置在所述阳极板下方的导流环板和设置在所述阳极板下端的汇流水槽；

其中，所述导流环板的外环与所述垂直流湿式电除尘器的塔壁连接，内环向塔体中心方向延伸，使靠近塔壁处的烟气向塔体中部汇聚；

所述汇流水槽设置于相邻的所述电场分区间的通道区域处，并阻挡烟气从该通道处通过，且所述汇流水槽与所述集水槽相连通。

2.根据权利要求1所述的垂直流湿式电除尘器的提效装置，其特征在于：

所述气流均布板为变开孔率的孔板；

当所述垂直流湿式电除尘器的塔体在垂直于烟气流向方向上的截面为圆形时，所述气流均布板的开孔率从塔体的塔壁处向塔体中心递减。

3.根据权利要求1所述的垂直流湿式电除尘器的提效装置，其特征在于：

所述气流均布板为变开孔率的孔板；

当所述垂直流湿式电除尘器的塔体在垂直于烟气流向方向上的截面为矩形时，所述气流均布板可通过多块不同开孔率的板拼装；在靠近所述阳极板的端部所指向的一对塔壁的区域处的气流均布板开孔率最低，塔体中心区域的气流均布板开孔率次之，其他区域的气流均布板开孔率最高。

4.根据权利要求2所述的垂直流湿式电除尘器的提效装置，其特征在于：

所述气流均布板通过环形板或扇形板中的一种或多种拼装而成。

5.根据权利要求3所述的垂直流湿式电除尘器的提效装置，其特征在于：

所述气流均布板通过三角形板或矩形板中的一种或多种拼装而成。

6.根据权利要求1-3任一项所述的垂直流湿式电除尘器的提效装置，其特征在于：

所述气流均布板上开设的孔为圆形或多边形，且该孔的排布方式为等距阵列。

7.根据权利要求1-3任一项所述的垂直流湿式电除尘器的提效装置，其特征在于：

所述阻流环板的外环与所述垂直流湿式电除尘器的塔壁连接，所述阻流环板的内环与最外侧的所述阳极板连接；

所述阻流环板覆盖于所述环形通道的上方。

8.根据权利要求1-3任一项所述的垂直流湿式电除尘器的提效装置，其特征在于：

所述阻流板为V形阻流板，且所述V形阻流板倒置于相邻的所述电场分区间的通道区域处，其尖端在上。

9.根据权利要求1-3任一项所述的垂直流湿式电除尘器的提效装置，其特征在于：

所述导流环板为倾斜设置的环板，且外环一侧高于内环一侧。

10.根据权利要求9所述的垂直流湿式电除尘器的提效装置，其特征在于：

所述导流环板与塔壁之间的夹角为75-80°。