CN105964404A - 一种立式湿式电除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式湿式静电除尘器，包括壳体和设置于壳体内的电除尘装置，电除尘装置包括：阳极，阳极固定于壳体内壁上，阳极带有竖直向延伸的若干通孔和竖直向延伸若干烟气通道；阴极，阴极包括设置于壳体顶面的绝缘子、顶端与绝缘子固定的中空吊杆、固定于吊杆上的阴极线框架以及固定在阴极框架上且贯穿对应烟气通道的若干阴极线，吊杆的底端固定在阴极线框架上；以及贯穿中空吊杆且底端与阴极框架固定、顶端外接高压电源的高压线。本发明使用刚性的阴极框架和高压线引入的方式，减少附属设备的数量，相应的降低电场以外的能耗；绝缘子安装在壳体顶部，可以减少空间占用；安装闸板阀，可以实现在线更换绝缘子等操作。

Description

一种立式湿式电除尘器

技术领域

本发明涉及一种烟气净化设备，具体涉及一种立式湿式电除尘器。

背景技术

随着越来越严格的大气污染排放标准的实施，湿式静电除尘器已然成为烟气达标排放的环保利器，其工作原理是含尘气体均匀地进入电场后，经高压电场电离捕集的酸雾等杂质积聚在阳极管上沉积下来，干净的烟气从出气口排出，从阳极管积沉下来的酸雾等杂质从排污口排出。

湿式静电除尘器通常用于饱和烟气中颗粒物的脱除，通常是在脱硫塔后部。

例如，申请号为CN201410410145.9的中国发明专利申请公开一种湿式电除尘器及包含该湿式电除尘器的除尘脱硫装置，阳极板为若干沿竖直向延伸且相互并行设置的折弯板；阴极线为若干根且悬挂于相邻两折弯板之间，与阳极板以相同趋势弯折，每根阴极线上间隔固定若干个芒刺；两个阴极线悬挂框架，分别位于阳极板的上方和下方，用于固定阴极线的顶端和底端；绝缘子室，用于固定两个阴极线悬挂框架的端头；清洗水管，安装于阳极板的上方。该湿式电除尘器用于脱硫装置中，安装于脱硫塔内两级除雾层之间，用于对一级除雾后的烟气进行精除尘。再例如，申请号为CN201510450244.4的中国发明专利申请公开一种燃煤锅炉烟气超洁净排放一体塔及处理工艺，烟气由吸收塔的烟气进口送入吸收塔中，烟气依次进行脱硫喷淋和一级除雾、臭氧氧化同时碱液雾化混合脱硝、湿式电除尘，最后经二级除雾后由吸收塔顶部的烟气出口排出；雾化的碱液通过湿式电除尘进行捕捉，湿式电除尘过程中及湿式电除尘后的清洗水由集液槽收集，在吸收塔外缓存过滤处理后回用作清洗水。该发明提高吸收塔的脱硫效率，同时能脱硝除尘和除雾，使燃煤烟气能达到更严格的排放标准。

湿式除尘器的阴极和阳极、壳体之间必须有良好的绝缘性，否则容易产生局部爬电或击穿，造成运行不稳定，严重时会损坏设备。例如，以上两篇专利所述的湿电都存在绝缘子易积水、积灰的缺陷。阳极板采用折板形式，气流与极板不断碰撞，流态紊乱，杂质不能被有效截留在电场内，容易进入绝缘子，破坏绝缘性，造成绝缘子失效，影响运行稳定。

通常，绝缘子会被布置在壳体侧面，例如，公开号为CN103203284A的中国发明专利申请公开了一种湿式静电除尘器，壳体的内部分为进气室、电极室和排气室，在进气室中设有喷水管头，其上装有喷嘴，在电极室中设有集尘管，其内穿设电极管，电极管的上端挂装在支撑架上，支撑架的外端通过电绝缘子与电绝缘管室支撑，且支撑架的外端与变压/整流器的高电压端负极相连，变压/整流器的低电压端接外供电源壳体接地，通过电极室内的电场变化控制清洗喷水。这样在气流均匀的情况下能降低烟气进入绝缘子的机会。

目前常用的阴极线为刚性的针刺线或芒刺线，或者柔性的锯齿线等，上***极框架分离，为了防止摆动，绝缘子一般布置上下两层。同时为了便于检修，有时还会配置一定的阀门或挡板结构，例如，公开号为CN101801535A的中国发明专利申请在一个静电除尘器中，具有主体和在所述主体中的电极元件格栅，多个导电支撑臂与格栅连接并支撑格栅，每个所述支撑臂围绕电极元件的所述格栅延伸穿过静电除尘器壁上的端口，延伸到外部绝缘体箱，并终结于使支撑臂和静电除尘器主体绝缘的绝缘体上，改进之处在于，包括定位于绝缘体箱内的挡板，该挡板有效地相对于流过静电除尘器的气体选择性地密封绝缘体箱内部。

但这种布置方式相应的增加了配套设备数量，如绝缘子电加热和密封风机等，同时也增加了非电场的能耗。阴极线发生腐蚀断裂后容易发生短路，更换困难。绝缘子安装在侧面还增加了平台数量和安装空间。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供了一种立式湿式静电除尘器，使用刚性的阴极框架和高压线引入的方式，减少附属设备的数量，相应的降低电场以外的能耗；绝缘子安装在壳体顶部，可以减少空间占用；安装闸板阀，可以实现在线更换绝缘子等操作。

一种立式湿式静电除尘器，包括壳体，所述壳体底部设置烟气进口、顶部设置烟气出口，所述壳体内且位于烟气进口上方设有气流分布板；

还包括设置于所述壳体内的电除尘装置，

所述电除尘装置包括：

阳极，所述阳极固定于壳体内壁上，所述阳极带有竖直向延伸的若干通孔和竖直向延伸的若干烟气通道；

阴极，所述阴极包括设置于壳体顶面的绝缘子、顶端与所述绝缘子固定的中空吊杆、固定于所述吊杆上的阴极线框架以及固定在阴极框架上且贯穿对应烟气通道的若干阴极线，所述吊杆的底端固定在所述阴极线框架上；

高压线，所述高压线贯穿所述中空吊杆且底端与阴极框架固定、顶端外接高压电源。

优选地，所述气流分布板为钢隔栅结构。具有足够的结构强度，能充当安装、检修平台。

优选地，所述烟气通道的截面为正多边形，正多边形的内切圆直径为300～400mm。

进一步优选地，所述烟气通道的截面为正六边形且内切圆直径为300～400mm。

更进一步优选地，所述正六边形的内切圆直径为350mm。

优选地，所述通孔设置为至少3个，进一步优选设置为3个，3个通孔对称分布，通孔直径至少为550mm。

优选地，所述阳极选用导电、耐腐蚀的材质，如不锈钢、导电玻璃钢，及PVC和有机纤维织物等。

进一步优选地，所述阳极选用导电玻璃钢材质，单个烟气通道的厚度为3～5mm。

更进一步优选地，所述正六边形的导电玻璃钢烟气通道厚度为3mm。

优选地，所述阴极线框架包括位于阳极上方的上框架、位于阳极下方的下框架和贯穿所述阳极的通孔且上、下端分别与上框架和下框架固定的立杆。

进一步优选地，所述上框架和下框架均包括与吊杆固定的主框架以及固定在主框架上用于安装阴极线的次框架。

更进一步优选地，所述主框架上设有用于固定次框架的吊耳，吊耳和次框架上均开有腰形孔，可以调整阴极线与阳极的相对位置。

阴极框架采用刚性结构，通过吊杆与壳体固定，通过严密结构设计保证在烟气中不会发生明显晃动。高压线从吊杆中心引入电场，一端与高压电源连接，另一端焊接在阴极框架上，并作防腐处理。

优选地，所述阴极线包括中心线和固定在中心线上的若干放电碟片。

进一步优选地，所述中心线包括绳芯和拧绕在绳芯外周的若干合金线。

阴极线由一根绳芯和多股耐腐蚀的合金线宁饶而成，中心线两端拧成环装并安装卡扣。优选地，所述放电碟片在阴极线上均匀分布。进一步优选，间隔距离为50mm～100mm。

进一步优选地，所述放电碟片包括至少6个放电尖端和一个与所述中心线固定的短管。

碟片通过短管两端夹紧后固定在中心线上；放电碟片采用耐腐蚀的合金材质；所述绝缘子设置为至少3个。

在前部电场安装更高密度的放电碟片有助于提高电流密度，提高除尘器效率。

进一步优选地，前半个电场的放电碟片间隔距离为50mm，后半个电场的间距为100mm。

优选地，所述绝缘子包括：

保温罩，该保温罩的侧面设置连接法兰；

位于保温罩内的瓷瓶；

用于加热瓷瓶的电加热装置；

与瓷瓶底部密封连接的引入罩，所述吊杆贯穿该引入罩后与所述瓷瓶固定；

控制所述引入罩开闭的闸板阀。

所述闸板阀为对开式，包含两片闸板，闸板中心各有一个半圆形开孔，孔径与所述吊杆一致。

本发明改进了高压线的引入方式，使瓷瓶的形式更加灵活，安装闸板阀实现在线检修。

优选地，所述烟气出口下方设有用于清洗所述电除尘装置的喷淋管，所述喷淋管上设置与所述烟气通道一一对应且喷射角度可调的喷嘴。

本发明的显著优点是：

(1)阴极框架采用刚性结构，仅通过吊杆与壳体固定，通过严密结构设计保证在烟气中不会发生明显晃动，没有框架底部与壳体的固定装置，因此减少附属设备的数量以及相应的电加热和密封风的能耗。

(2)高压线穿过吊杆中心连接高压电源与阴极，电场内端焊接在阴极框架上并做防腐层，保证不会发生腐蚀，安全系数高。

(3)绝缘子安装在壳体顶部，比安装在壳体侧部减少了空间占用和平台数量。绝缘子底部安装闸板阀，正常运行时闸板阀打开，检修时闸板阀关闭，可以实现在通烟气状态下的绝缘子检修。

(4)阴极线含绳芯，耐腐蚀且强度可靠，即使表面的金属线腐蚀也不会造成阴极线断裂影响电场稳定。阴极线采用碟片放电，来自喷淋的水和烟气中的水在碟片收集后可以流到碟片边缘，可以有效清洗放电端并在放电尖端形成带电水雾。

(5)喷淋喷嘴角度可调，安装完成后对每个喷嘴进行调节，可以对每个通道形成有效冲洗，保证电场内部清洁。

与现有的立式湿式电除尘装置相比，本发明的立式湿式电除尘器设计新颖，阴极框架结构稳定、附属设备少，阴极线布置灵活、强度可靠，高压引入安全系数高、检修便利，喷嘴冲洗效果好，整体性能优于现有电除尘装置。

本发明的立式湿式电除尘器节能效果好，比现有电除尘装置减少一半以上的绝缘子数量，相应的减少了绝缘子电加热器和密封风机及加热器的数量，降低非电场能耗50％以上。

本发明的立式湿式电除尘器运行稳定、除尘效果佳，气流分布均匀，阴极线安装、调整简便，阴阳极间距误差小，阴极线稳固，阳极板耐腐蚀能力强。在线处理故障，对运行、排放影响小。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为本发明的阳极俯视图；

图3为本发明的阴极示意图；

图4为图3所示Ⅰ部分的放大示意图；

图5和图6是本发明放电碟片的结构示意图。

图7是本发明中心线的截面图。

图8为本发明的绝缘子示意图；

1、壳体；11、烟气进口；12、烟气出口；13、气流分布板；2、阳极；21、圆形通孔；22-烟气通道；3、阴极；31、阴极线框架；311、主框架；3111、吊杆；3112、立杆；3113、吊耳；312、次框架；313、高压线；32、阴极线；321、中心线；3211、绳芯；3212、合金线；322、放电碟片；3221、放电尖端；3222、短管；33、绝缘子；331、瓷瓶；332、电加热装置；333、保温罩；3331、连接法兰；334、引入罩；335、闸板阀；4、喷淋管。

具体实施方式

实施例1

如图1～8所示，一种立式湿式电除尘装置，包括壳体1，壳体1为常规电除尘装置壳体，壳体1的底部开口为烟气进口11、顶部开口为烟气出口12，烟气出口连接出口烟道，壳体1内且位于烟气进口11上方一定距离处安装气流分布板13，气流分布板安装在进口内且有足够的结构强度，能充当安装、检修平台。

壳体内且位于气流分布板上方设置电除尘装置，如图1～图8所示，电除尘装置包括阳极2和阴极3。

阳极如图1和图2所示，固定在壳体的内壁上，阳极上带有至少3个竖直向延伸的圆形通孔21和若干竖直向延伸的烟气通道22，烟气通道的截面为正六边形且内切圆直径为300～400mm，3个圆形通孔对称分布，通孔直径至少为550mm，圆形通道用于安装阴极线框架的立杆。

阴极如图1、图3～7所示，包括阴极线框架31、固定在阴极线框架上的阴极线32和位于壳体1顶面上的至少3个绝缘子33。

阴极线框架31的结构如图3所示，阴极线框架包括上框架和下框架，上框架位于阳极上方、下框架位于阳极下方，上框架和下框架均由主框架211和次框架312组成，上框架还包括至少3根中空的吊杆3111，上、下框架的主框架之间设置至少3跟立杆3112，立杆贯穿阳极的圆形通孔，上端与上框架的主框架固定、下端与下框架的主框架固定，上、下次框架通过吊耳3113固定在对应的主框架上，吊杆3111下端固定在上框架上、顶端与对应的绝缘子固定，一根高压线313贯穿吊杆的中空腔，底端固定在上框架上，上端穿过绝缘子外接高压电源。

阴极框架采用刚性结构，通过吊杆与壳体固定，通过严密结构设计保证在烟气中不会发生明显晃动。高压线从吊杆中心引入电场，一端与高压电源连接，另一端焊接在阴极框架上，并作防腐处理。

阴极线32对应贯穿阳极的烟气通道上下端分别固定在对应的次框架上(如图4所示)，阴极线包括中心线322和均匀设置在阴极线上的放电碟片322，中心线321的截面示意图如图7所示，由一根绳芯3211和多股耐腐蚀的合金线3212宁饶而成，中心线两端拧成环装并安装卡扣；放电碟片的结构示意图如图5和图6所示，包括至少6个放电尖端3221和一个与中心线固定的短管3222，放电尖端的夹角为30°，碟片通过短管两端夹紧后固定在中心线上；放电碟片采用耐腐蚀的合金材质。

绝缘子的结构示意图如图8所示，绝缘子包含瓷瓶331、电加热装置332、保温罩333、引入罩334和闸板阀335；保温罩侧面安装连接法兰3331，用于与高压电源连接；瓷瓶位于保温罩内，电加热装置与瓷瓶接触，引入罩位于保温罩内且与瓷瓶的底部开口处密封连接，引入罩处设置闸板阀，对开式闸板阀上开一个孔(孔径如下所诉吊杆外径一致)，闸板阀用于控制引入罩的开闭，关闭时可以隔绝烟气，方便绝缘子在线检修，吊杆贯穿引入罩后与瓷瓶的顶盖固定连接。

壳体内且位于阳极上方设置喷淋管4，喷淋管上的喷嘴数量与阳极的烟气通道一一对应，且喷嘴的喷射角度可调，安装完成后对每个喷嘴进行调节，可以对每个通道形成有效冲洗，保证电场内部清洁。

实施例2：

本发明在实施例1基础上，可以改变电晕线的绳芯和合金线的材质和规格，达到不同应用环境下的最佳效果。绳芯材质包括有机纤维(如麻、棉)、合成纤维、石棉芯(高温条件)或软金属等材料；合金线材质包括不低于316L的不锈钢、钛合金、锑钼合金等；合金线拧绕方式为单绕绳、双绕绳和三绕绳等。

本发明的工作方式及除尘原理如下：

本发明立式静电除尘器正常启用时，闸板阀处于打开状态，电加热器将绝缘子加热至100℃以上，入口烟气穿过气流分布板后均匀的进入电场，在高压电场作用下，放电碟片尖端产生持续的荷电粒子，携带杂质颗粒移动到阳极，清洁烟气通过出口排出。

每间隔一定的时间，打开喷淋，对阳极和阴极进行3～5分钟强力冲洗。

本发明立式静电除尘器发生故障时，特别是瓷瓶积灰、积水发生击穿、破损等重大故障需要更换时，关闭高压电源并将闸板阀处于闭合状态，就可以在通烟状态下对绝缘子进行检查。

利用葫芦或者吊机固定住阴极吊杆，松开瓷瓶顶盖和阴极吊杆螺栓，抽出瓷瓶，改由阴极吊杆下部支撑阴极吊杆，卸开葫芦或吊机则可以将瓷瓶彻底取出，完成瓷瓶清洗或更换等操作后，将瓷瓶放回原位，改由葫芦或吊机固定阴极吊杆，卸开下部支撑，紧固瓷瓶顶盖和阴极吊杆螺栓，闭合绝缘子。

打开闸板阀，投入高压电源，此时除尘器恢复运行。

以上所述仅为本发明专利的具体实施案例，但本发明专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种立式湿式静电除尘器，包括壳体，所述壳体底部设置烟气进口、顶部设置烟气出口，所述壳体内且位于烟气进口上方设有气流分布板；其特征在于，还包括设置于所述壳体内的电除尘装置，

所述电除尘装置包括：

阳极，所述阳极固定于壳体内壁上，所述阳极带有竖直向延伸的若干通孔和竖直向延伸的若干烟气通道；

阴极，所述阴极包括设置于壳体顶面的绝缘子、顶端与所述绝缘子固定的中空吊杆、固定于所述吊杆上的阴极线框架以及固定在阴极框架上且贯穿对应烟气通道的若干阴极线，所述吊杆的底端固定在所述阴极线框架上；

高压线，所述高压线贯穿所述中空吊杆且底端与阴极框架固定、顶端外接高压电源。

2.根据权利要求1所述立式湿式静电除尘器，其特征在于，所述烟气通道的截面为正多边形，正多边形的内切圆直径为300～400mm。

3.根据权利要求1所述立式湿式静电除尘器，其特征在于，所述阴极线框架包括位于阳极上方的上框架、位于阳极下方的下框架和贯穿所述阳极的通孔且上、下端分别与上框架和下框架固定的立杆。

4.根据权利要求3所述立式湿式静电除尘器，其特征在于，所述上框架和下框架均包括与吊杆固定的主框架以及固定在主框架上用于安装阴极线的次框架。

5.根据权利要求1所述立式湿式静电除尘器，其特征在于，所述阴极线包括中心线和固定在中心线上的若干放电碟片。

6.根据权利要求5所述立式湿式静电除尘器，其特征在于，所述中心线包括绳芯和拧绕在绳芯外周的若干合金线。

7.根据权利要求5所述立式湿式静电除尘器，其特征在于，所述放电碟片在阴极线上均匀分布。

8.根据权利要求5所述立式湿式静电除尘器，其特征在于，所述放电碟片包括至少6个放电尖端和一个与所述中心线固定的短管。

9.根据权利要求1所述立式湿式静电除尘器，其特征在于，所述绝缘子包括：

保温罩，该保温罩的侧面设置连接法兰；

位于保温罩内的瓷瓶；

用于加热瓷瓶的电加热装置；

与瓷瓶底部密封连接的引入罩，所述吊杆贯穿该引入罩后与所述瓷瓶固定；

控制所述引入罩开闭的闸板阀。

10.根据权利要求1所述立式湿式静电除尘器，其特征在于，所述烟气出口下方设有用于清洗所述电除尘装置的喷淋管，所述喷淋管上设置与所述烟气通道一一对应且喷射角度可调的喷嘴。