CN105562207A - 一种管束式除尘除雾装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有湿式电除尘功能的管束式除尘除雾装置。在管束式除尘除雾装置上部导流筒筒壁作为阳极板，在管束式除尘除雾装置的中心设置阴极管，在阳极板与中心阴极管之间形成稳定的电场，实现对管束式除尘除雾装置内烟气中的尘颗粒、浆液滴的荷电作业，荷电后的尘颗粒、浆液滴在电场内向阳极板方向运动，使得管束式除尘除雾装置对尘颗粒、浆液滴的脱除效率大幅提高，尤其是对一般物理脱除工艺难以脱除的气凝胶、Hg⁰等的脱除效果被大幅提升。

Description

一种管束式除尘除雾装置

技术领域

本发明涉及除尘除雾技术领域，尤其是一种带有湿式电除尘功能的管束式除尘除雾装置。

背景技术

目前除尘器的除尘除雾效果能达到5mg/Nm³,但其物理脱除机理也限制了其获得更高脱除效率和脱除效果的能力。例如一种深度脱尘除雾装置(专利号：CN201420674592.0)是一种单一的物理分离脱除机理，由于其物理脱除机理的限制，其对0.5μm以下的尘颗粒、浆液滴的脱除效率较低，对粒径更小的SO₃气凝胶、NH₃气凝胶、Hg⁰等污染物的脱除效果基本接近无脱除效果。而湿式电除尘工艺对这部分污染物的脱除具有良好效果。

湿式电除尘工艺属于成熟可靠的除尘技术，一般用于洁净烟气的深度除尘除雾工艺，能有效脱除小粒径尘颗粒、浆液滴，尤其是气凝胶、Hg⁰等污染物。但是现有的湿法电除尘器重量、体积巨大，无法安装在脱硫塔中。例如CN201410171136一种烟气深度净化装置及应用，该装置通过优化工艺布局，实现了烟气调质、脱硫电除雾、湿式电除尘等工艺进行集成应用，通过烟气调质、脱硫电除雾、湿式电除尘的协同作用实现细颗粒物超低排放，实现真正的近零排放。但是该装置适合大规模的工业化应用，只有新建吸收塔按此工艺路线设计时才能实现。

另“除雾器+湿式电除尘”工艺路线由于利用高压电场捕悉雾滴和粉尘颗粒，其设备中有很多高压电气设备，电极线均为高级合金材质构成，其建造成本高昂，运行电耗大。例如CN201310670077.5捕集湿法脱硫后烟气中的细颗粒物的电除雾方法和装置。

发明内容

本发明针对上述现有技术的状况，解决了烟气中粒径较小的污染物脱除和除雾问题，提供了一种管束式除尘除雾装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种管束式除尘除雾装置，包括导流筒、m个分离器，m≥1，所述的导流筒为垂直放置的、内壁面光滑平整的圆形筒；分离器包括若干表面光滑的叶片和外部光滑的中心筒且均垂直于导流筒壁上下布置；还包括阴极管和电源，同时将导流筒内壁的上部分设置成与所述电源电连接的阳极板，其中，

阴极管为固定有p根阴极线的管状物，设置在导流筒中心线上并垂直穿过分离器，p≥1；

阴极管的上部分为电源接入段，所述的阴极管的下部分为电场荷电段。

进一步地，导流筒内壁的上部分的材料为可导电材质。

进一步地，导流筒下部设有n个分离器，所述分离器位于所述的阴极管底部的下方，n≥0。

进一步地，导流筒的高径比不小于6。

进一步地，阳极板的高度占所述导流筒总高度20％～100％。

进一步地，阴极管截面小于导流筒截面的10％。

进一步地，阴极管的电源接入段占阴极管总长1％～10％，所述阴极管的电场

荷电段垂直高度占导流筒高度的15％～100％。

进一步地，阴极管的阴极线采用鱼骨针刺螺旋排布形式布置，所述鱼骨针

刺螺旋排布形式，即固定在阴极管上的阴极线上设有相同材质的鱼骨针刺状放电尖端。

进一步地，阴极管表面光滑并开有凹槽，所述的阴极线缠绕在阴极管的凹槽内。

进一步地，多根阴极线带有的鱼骨针刺状放电尖端在阴极管截面上均匀分布。

本发明的有益效果是：

本发明将普通管束式除尘除雾装置的物理分离和湿式电除尘结合，采用复合脱除机理，在不增加运行阻力的基础上，实现了脱除效率和脱除效果的提升，不仅仅将小粒径尘颗粒、浆液滴脱除效率的大幅提高，更重要的实现了对单纯物理脱除机理难以处理气凝胶和Hg⁰类的污染物的脱除。本发明结构简单，安装方便，节约成本。

附图说明

图1是本发明安装在脱硫吸收塔内的示意图；

图2是本发明的管束式除尘除雾装置的结构示意图；

图3是本发明的分离器的结构示意图；

图4为本发明阴极管上单根阴极线的排布示意图；

图5a-5d为本发明阴极管上多根阴极线上鱼骨尖刺状放电尖端的排布示意图。

附图标记：a-湿法脱硫吸收塔；b-带有湿式电除尘的管束式除雾器；c-高频电源；c1-阳极板电源板(管束式除尘除雾装置上封闭板)；c2-阴极管电源(阴极电源结缘接头)；

1-导流筒；2-阴极管；23-阴极线；24-鱼骨尖刺状发电尖端；3-分离器；4-挡水环；；21-电源接入段；22-电场荷电段；23-阴极线；24-放电尖端；31-叶片；32-中心筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本发明，而非对本发明的限定性解释。

如图1所示，本发明解决了烟气中粒径较小的污染物脱除问题，提高了除尘除雾效率。在实际应用中将多个本发明的管束式除尘除雾装置b并排阵列组合，安装在脱硫塔内形成一个除尘除雾层。

所述除尘除雾层安装在湿法脱硫吸收塔a喷淋层以上，原烟气经过湿法脱硫层洗涤降温吸收后，成为饱和净烟气，夹带着大量的液滴、雾滴和未被洗涤脱除的尘进入管束式除尘除雾装置b内，先在管束除尘除雾装置下部的分离器与导流筒组成的机械除尘机理作用下，脱除了绝大部分大粒径的浆液滴和雾滴，再进入管束除尘除雾装置上部的阳极板和阴极管2组成的湿式电除尘区域内。

湿式电除尘的电源来源于外部的高频电源c，其工作电压范围10KV～150KV，线电流密度、运行功率等根据导流筒内过流饱和烟气尘含量、雾滴含量及其所需的脱除效率进行调整。湿式电除尘的阳极电源通过管束式除尘除雾装置的上封闭板c1实现对每个管束除尘除雾装置的阳极板供电；湿式电除尘的阴极电源通过塔内架空布置的阴极电源接头通过电缆为每个管束除尘除雾装置内的阴极管2供电。由于管束式除尘除雾装置上部的雾滴与尘已经脱除完成，成为洁净的烟气，缺乏电源短路放电的环境；同时阴极电源高架和阴极电源结缘接头为全封闭的螺纹绝缘连接方式，也杜绝了漏电的风险。

如图2所示，本发明的管束式除尘除雾装置的导流筒1内壁，作为湿式电除尘阳极板；阳极板利用导流筒内壁附着的均匀的运动的液膜层实现阳极板表面电场的均匀分布。导流筒1直径100～1000mm，高度800～6000mm，高径比不小于6；阳极板的高度占导流筒总高度20％～100％，最小高度不低于500mm。

阴极管2放置在导流筒1中心位置，并被定位固定在分离器3上，实现阳极板和阴极管2之间距离恒定，阳极板和阴极板2中间形成电场，恒定的距离保证了电场的均匀稳定，从而实现本装置内烟气中的尘颗粒、浆液滴的荷电作业，荷电后的尘颗粒、浆液滴在电场内向阳极板方向运动，提高了管束式除尘除雾装置对尘颗粒、浆液滴的捕悉效率，尤其是极小粒径的尘颗粒、浆液滴的捕悉效率。而湿式电除尘的加入并不破坏管束式除尘除雾装置内的烟气流场和其分离机理，管束式自身具有的脱除效果和脱除效率仍得以保持。从而达到实现管束式除尘除雾装置整体脱除效率和脱除效果的巨大提升。阴极管2的设置与固定并不影响分离器3数量与间距。作为本发明的一个实施例，分离器3数量为3个(可以根据尘颗粒脱除要求、效率，增加或减少分离器的数量)，其中阴极管2固定在导流筒1上部2个分离器上，阴极管2底部下方还有1个分离器。

阴极管2设置管束式除尘除雾装置中心的流场死区，其截面小于导流筒截面面积的10％。所述阴极管2的上部分为电源接入段21，其下部分为电场荷电段22，电源接入段21占阴极管总长1％～10％，电场荷电段22垂直高度占导流筒1高度的15％～100％。烟气在电场荷电段22区域流速趋近于0m/s，尘颗粒、浆液滴等极少在阴极管2表面沉积，从而实现阴极管2荷电效果的持续与稳定，减少阴极管2冲洗频率与冲洗强度。

作为本发明的一个实施例，阴极管2的底部高于导流筒1的底部，则在导流筒1下部、阴极管2底部下方还设有1个分离器。这个分离器位于阴极管2的底部下方，不被所述的阴极管2穿过，由此构成机械除尘除雾的结构，机械除尘除雾的结构与除尘电场并存。阳极板与阴极管2构成的除尘电场，要求进入湿式电除尘电场的烟气中夹带的雾滴浓度较小，避免在阴极管2与阳极板之间形成连续的导电体，造成阳极板与阴极管2之间发生短路放电现象。因此，对于尘、雾滴含量大的烟气要求先利用分离器3和下部导流筒1进行机械除尘除雾预脱除后，再进入除尘电场段进行下一步除尘除雾工作。当然，在导流筒1下部、阴极管2底部下方可以设置多干个分离器，也可以不设任何分离器，这视烟气中尘、雾滴含量而定。

阳极板与阴极管2的电场高度、电压、功率密度等条件与使用条件和使用要求相关。通常来说，脱除效率和脱除效果要求越高，电场高度、电压、功率密度等要求越高；当管束式除尘除雾装置入口烟气的尘、雾滴含量减少时，湿式电除尘的工作电压、功率密度等降低，直至彻底退出运行，以达到节能的目的。

所述管束式除尘除雾装置还包括挡水环4，所述的挡水环4为具有一定厚度和高度的环状部件，贴附在导流筒1内壁上，用于控制导流筒1内壁附着的液膜层的高度。

如图3所示，分离器3是脱尘除雾装置过流烟气从自上而下的运动方向转变为高速旋转运动的气流导向部件，由叶片31和中心32筒组成。分离器3的若干叶片31以一定倾斜角度均匀分布在中心筒32外壁和导流筒5内壁之间的环状区域内。所述分离器高度为30～200mm，其高度由所述导流筒1筒体的直径和分离器叶片的倾斜角度决定。中心筒32为一个外部光滑的顶端封闭的圆形筒。叶片31是一个表面光滑的薄片状曲扇形部件。

如图4、5a-5d所示，所述的阴极管2上固定有n(n≥1)根阴极线23的管状物，阴极线23采用耐腐蚀合金材质。作为本发明的一个实施例，阴极线23以鱼骨针刺螺旋排布形式布置；所述的阴极线23为厚度为0.5～5mm，宽度5～15mm的合金材质钢带，钢带上设有相同材质的鱼骨针刺状放电尖端24；阴极管2上开有凹槽(也可以不开凹槽)，阴极线23螺旋状缠绕在阴极管2的凹槽内，鱼骨针刺状放电尖端24外阴极管表面为光滑壁面；每根阴极线23带有的鱼骨针刺状放电尖端24在阴极管2截面视图上均匀分布，并不与其他阴极线23所带的鱼骨针刺状放电尖端24重叠，即同一根阴极线23的鱼骨针刺状放电尖端24是一致的，且与其他阴极线23鱼骨针刺状放电尖端24是不重叠的。任意相邻的鱼骨针刺状放电尖端24垂直间距不小于50mm，也不大于200mm。鱼骨针刺状放电尖端24至阴极管2中心长度不超过阴极管2直径的100％；阴极管2上的阴极线23数量由过流烟气中尘、雾滴的浓度和及其所需的脱除效率有关，简单来说过流烟气中尘、雾滴的浓度越大，脱除效率要求越高，阴极线23数量越多，阴极线23的螺旋间距越小，鱼骨针刺状放电尖端24越密集，相邻的尖端间间距越小。

图5a-5d所示为本发明的鱼骨针刺状放电尖端24的4个实施例。图5a为4个鱼骨针刺状放电尖端24分别位于0度、90度、180度、270度的情况；图5b、5c的4个鱼骨针刺状放电尖端24的位置偏离水平或垂直方向；图5d所示为12个鱼骨针刺状放电尖端24的情况。

本发明的阴极线23排布形式还可以是星形线，或者用锯齿螺旋线。阴极线23采用耐腐蚀合金材质。

通过上述方法，本发明的有益效果是：在不增加运行阻力的基础上，实现了深度除尘除雾装置脱除效率和脱除效果的提升，不仅仅将小粒径尘颗粒、浆液滴脱除效率的大幅提高，更重要的实现了对单纯物理脱除机理难以处理气凝胶和Hg⁰类的污染物的脱除。

最后需要说明的是，上述说明仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，都可利用上述揭示的做法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和简单的替换等，这些都属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种管束式除尘除雾装置，包括导流筒、m个分离器，m≥1，所述的导流筒为垂直放置的、内壁面光滑平整的圆形筒，所述分离器包括若干表面光滑的叶片和外部光滑的中心筒且均垂直于导流筒壁上下布置，其特征在于，还包括阴极管和电源，同时将导流筒内壁的上部分设置成与所述电源电连接的阳极板，其中，

所述的阴极管为固定有p根阴极线的管状物，设置在导流筒中心线上并垂直穿过分离器，p≥1；

所述的阴极管的上部分为电源接入段，所述的阴极管的下部分为电场荷电段。

2.根据权利要求1所述的一种管束式除尘除雾装置，其特征在于，所述的导流筒内壁的上部分的材料为可导电材质。

3.根据权利要求1所述的一种管束式除尘除雾装置，其特征在于，所述的导流筒下部设有n个分离器，所述分离器位于所述的阴极管底部的下方，n≥0。

4.根据权利要求1所述的一种管束式除尘除雾装置，其特征在于，所述的导流筒的高径比不小于6。

5.根据权利要求1所述的一种管束式除尘除雾装置，其特征在于，所述阳极板的高度占所述导流筒总高度20％～100％。

6.根据权利要求1所述的一种管束式除尘除雾装置，其特征在于，所述的阴极管截面小于导流筒截面的10％。

7.根据权利要求1所述的一种管束式除尘除雾装置，其特征在于，所述阴极管的电源接入段占阴极管总长1％～10％，所述阴极管的电场荷电段垂直高度占导流筒高度的15％～100％。

8.根据权利要求1所述的一种管束式除尘除雾装置，其特征在于，所述的阴极管的阴极线采用鱼骨针刺螺旋排布形式布置，所述鱼骨针刺螺旋排布形式，即固定在阴极管上的阴极线上设有相同材质的鱼骨针刺状放电尖端。

9.根据权利要求1或8所述的一种管束式除尘除雾装置，其特征在于，所述的阴极管表面光滑并开有凹槽，所述的阴极线缠绕在阴极管的凹槽内。

10.根据权利要求8所述的一种管束式除尘除雾装置，其特征在于，所述多根阴极线带有的鱼骨针刺状放电尖端在阴极管截面上均匀分布。