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CN105903569A - 一种湿式电除尘器阳极 - Google Patents

一种湿式电除尘器阳极 Download PDF

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    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40Electrode constructions
    • B03C3/45Collecting-electrodes

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  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

本发明提供一种湿式电除尘器阳极,属于环境工程领域。该电除尘器阳极为蜂窝状,由表层喷镀导电物质的聚氟乙烯板制成。聚氟乙烯板厚度为0.3‑3.0mm;聚氟乙烯板表层喷镀的高导电物质为碳纤维。蜂窝的六角均无碳纤维涂层。本发明不仅耐腐蚀性强、重量轻、成本低,它的刚性与目前普遍使用的刚性阳极‑‑‑玻璃钢相当,而耐高温性和耐酸碱性以及韧性远远超过玻璃钢;其使用寿命是玻璃钢的1.5倍;价格相当于玻璃钢阳极板的1/2。该电除尘器阳极解决了现有阳极重量太大,基架无法承重,以及阳极易被腐蚀,成本高的问题。

Description

一种湿式电除尘器阳极
技术领域
本发明涉及环境工程领域,特别是指一种湿式电除尘器阳极。
背景技术
我国在经济快速发展的同时,污染物的治理刻不容缓,雾霾是近年来萦绕在每一个中国人民尤其是京津冀人民心头的痛。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成。雾霾中不同粒径的悬浮颗粒物,对人体健康会造成不同的影响。颗粒越细,被吸入的机会越大,在人体内的活性越强,对人体的危害就越大。由于雾霾天气的频发,大气污染治理行业标准、国家标准在逐步提高,尤其是近年来的近零排放概念的提出,大多数企业都在朝这个方向靠近,粉尘浓度有效的控制,依靠高效的除尘设备。
生态环境保护仍被作为“十三五”时期重大目标任务之一,其中雾霾治理是重点。
工业烟气不达标排放是目前我国雾霾产生的最重要来源,而钢铁行业作为污染最严重的行业之一,其烟气排放标准比较低,执行力度也比较差。随着国家对污染企业控制力度的加大,钢铁行业的排放标准也在逐步提高。新的排放标准中,烧结机头(球团)颗粒物新排放标准为50mg/m3,特别排放限值为40mg/m3。目前我国湿法脱硫设施后几乎都没有加装湿式电除尘器,颗粒物排放浓度一般只能达到50~80mg/m3。钢铁企业原料系统、烧结机尾、高炉出铁厂、高炉矿槽、转炉二次烟气以及其他产尘点的颗粒物新排放标准限值在10-30mg/m3,但大多数钢铁企业除尘系统的设计排放浓度在30-50mg/m3
由于湿法脱硫的脱硫效率高,目前我国已有500余台烧结(球团)设备采用湿法脱硫工艺,要满足细颗粒物、二噁英等多污染物协同去除的要求,脱硫 后必须配套湿式电除尘器。
目前已有的湿式电除尘器有,如中国专利:ZL201420674323.4U“一种湿式蜂窝式静电除尘器阴极固定器热风吹扫装置”;CN 201510674030.5“高效湿式电除尘器”;CN204074267U“湿式电除尘器阳极单元”;ZL201520135634.8“一种波纹状湿式除尘器阳极”;ZL201520155371.7“一种湿式电除尘器阳极”;ZL201520224658.0“一种蜂窝状竹胶板湿式电除尘阳极”。
目前的湿式除尘器有柔性阳极和刚性阳极两种。柔性阳极主要以布袋除尘器为主,布袋除尘器存在容易被电击穿,且含湿性大的灰尘易粘在布袋表面板结的情况。刚性阳极主要以玻璃钢为主,但是玻璃钢价格昂贵,且重量大,易腐蚀。由于蜂窝状刚性阳极有效面积大,系统稳定,因此目前的湿式电除尘器主要以蜂窝状为主,但是蜂窝状阳极存在容易在六个角积灰,且不易清理的问题,从而影响除尘效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种湿式电除尘器阳极,从而解决目前湿式电除尘器重量大、易腐蚀、价格高、易在夹角处形成积灰死角等问题。
该湿式电除尘器阳极由一个以上的阳极单元组成,其中,阳极单元为六边蜂窝状结构,阳极单元由聚氟乙烯表层涂镀碳纤维制成,碳纤维采用电镀、涂覆或压制的方式涂镀在阳极单元上。
制成阳极单元的聚氟乙烯厚度为0.3-3.0mm,长度为1-15m,阳极单元六边形边长为100-350mm;碳纤维涂镀在阳极单元的上下两个表面上,且为单层涂镀,涂层厚度为0.1-1mm。
最重要的是,阳极单元的夹角处不涂镀碳纤维,六边形每条边的两端不涂镀碳纤维的长度均为六边形边长的1/10。
蜂窝结构的聚氟乙烯板长度、厚度及六边形边长都对除尘器有很大的影响。在对除尘效果、设备的稳定性、经济型等综合因素考虑后,聚氟乙烯板的长度、厚度以及六边形边长均需进行有效控制。
聚氟乙烯长度越短,需要的阳极单元越多,越增大除尘器系统阻力,增加能耗,从而降低除尘器的除尘效果;聚氟乙烯长度越长,则系统越容易发生抖 动,越接近柔性阳极,电场及冲灰越不均匀,从而影响整体系统的稳定性,极其容易发生阳极击穿现象,大大降低除尘效果。经反复试验及计算机模拟发现,聚氟乙烯板长度不能超过15m,一旦超过15m,阳极的震动频率加大,其稳定性呈指数下降,聚氟乙烯版长度不能低于1m,低于1m时,系统阻力增大2倍,能耗增加2倍以上。
蜂窝结构的聚氟乙烯板六边形边长同样也是保证湿式电除尘器除尘效果及设备稳定性的一大因素。经反复试验及计算机模拟发现,聚氟乙烯板六边形边长决定放电电压的大小,边长太短,需要的阳极单元会大大增加,系统阻力加大,能耗增加;而聚氟乙烯板六边形边长太长时,阴极电容容积加大,安全隐患增多。经反复试验及计算机模拟发现,聚氟乙烯板边长超过350mm时,阴极电容需要成倍增加才能达到相同的电磁场强度要求,当边长为360mm时,阴极电容为350mm时的5倍,成本上升至350mm时的3.5倍,且工人的操作安全性也大大地降低。聚氟乙烯板边长小于100mm时,系统阻力突然呈指数增加,当边长为80mm时,系统阻力是边长为100mm时的3倍,能耗也相应是边长为100mm时的3倍。因此选用聚氟乙烯板边长控制在100-350mm。
聚氟乙烯板厚度决定了湿式电除尘器的造价、寿命以及整个系统的稳定性。厚度越小造价越低,但厚度太小时容易被电场击穿,且系统容易发生震动,因此选择合适的厚度至关重要。经反复试验及计算机模拟发现,聚氟乙烯板厚度应该控制在0.3-3mm,当厚度小于0.3mm时,聚氟乙烯板由于太薄,风力达到5级时就开始强烈晃动,从而导致电场及其不均匀,非常容易发生击穿现象;而当厚度大于3mm时,可以抵抗8级的大风,考虑到阳极板的整体造价以及非沿海地区的气候特征,聚氟乙烯板的最大厚度选在了3mm。
蜂窝状结构是目前公认的最合理的阳极板结构,但是蜂窝状六个夹角处积灰现象是各湿式电除尘器应用厂家比较头疼的问题。为了避免夹角处积灰,有的除尘器厂家采用圆弧状夹角,或者干脆使用圆筒型阳极,但是圆弧夹角的蜂窝状结构制作复杂,使得阳极板的成本大大增加;而圆筒型的极板虽然解决了成本问题,但是积灰面积大幅度降低,且系统稳定性也降低很多。因此本发明采用夹角处不喷涂导电层来解决夹角容易积灰且不易清理的问题。经计算机模拟及反复试验发现:每个夹角处占边长1/10的地方不喷涂导电层时,在相同 电压情况下,连续试验一个月,捕集灰尘的总量没有降低,反而有了小幅的升高。这是由于夹角处不再积灰板结,虽说理论上有效捕集灰尘面积缩小,但是清灰的时间缩短,因此实际有效捕集面积反而增加。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
上述方案中,针对目前湿式除尘器阳极的缺点而采用聚氟乙烯材料刚性阳极,解决了目前刚性阳极耐高温性能差、耐腐蚀性低、造价高、重量大、积尘效果低、容易在夹角处积灰等问题。
附图说明
图1为本发明的湿式电除尘器阳极结构示意图。
其中:1-阳极单元。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的湿式电除尘器重量大、易腐蚀、价格高、易在夹角处形成积灰死角等问题,提供一种湿式电除尘器阳极。
如图1所示,为该湿式电除尘器阳极结构示意图。该湿式电除尘器阳极由7个阳极单元1组成,制成阳极单元1的聚氟乙烯材料厚度为1mm,长度为10m,六边形边长为200mm,聚氟乙烯板上下表面涂镀单层碳纤维,碳纤维层厚度为0.5mm,不涂镀碳纤维边长长度为20mm。阴极线位于每个阳极单元的正中央自上而下,长度为10m,阴极线为空心铜线,铜线的横截面圆直径为10mm,阴极线上的小突刺的长度为1mm。本实施例选用的电压为3万伏,入口烟气达到饱和湿度,含尘量为100mg/Nm3,温度为70℃。烟气在阳极通道内向阳极板方向的流速为200mm/s,因此含尘烟气经过2.1s就完成了尘粒在极板上的吸附,干净的烟气从除尘器底部排出,排出后的烟气含尘量为1mg/Nm3,经过72小时,排出后烟气含尘量达到12mg/Nm3。启动冲洗装置,冲洗3分钟,冲洗过程中短时断电。恢复通电后,入口烟气条件不变的情况下,出口烟气含尘量可达到0.8mg/Nm3。继续运行系统,当运行至720小时,此时 出口烟气含尘量达到11mg/Nm3。启动冲洗装置3分钟后,夹角处无任何物质附着。恢复通电后,出口烟气含尘量达到0.8mg/Nm3
在以上所有条件,包括聚氟乙烯板,阳极结构,阴极线,电压以及烟气条件都不变的情况下,单纯改变聚氟乙烯板的喷涂面积,即夹角处也喷涂碳纤维。这种情况下,排出烟气含尘量为1mg/Nm3,经过72小时,出口烟气含尘量达到12mg/Nm3。启动冲洗装置,冲洗3分钟后夹角处仍有少量积灰,增加冲洗时间至5分钟,完全冲洗干净,恢复通电,此时,冲洗过程中短时断电。恢复通电后,出口烟气含尘量可达到0.8mg/Nm3。继续运行系统,当运行至720小时,此时出口烟气含尘量达到12mg/Nm3。启动冲洗装置10分钟后,夹角处有了明显的类似水垢的物质附着在夹角处,无法冲洗干净。恢复通电后,出口烟气含尘量达到1.5mg/Nm3
从以上两个实施例可知,本发明的湿式电除尘器除尘效率高,有效捕集面积大,夹角处不易积灰,不易腐蚀,造价低,并且在满足除尘率的同时,最大程度上减轻了除尘器支架承重负担。
以上所述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,在不脱离本发明所述原理的前提下,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 (4)

1.一种湿式电除尘器阳极,其特征在于:由一个以上的阳极单元(1)组成,其中,阳极单元(1)为六边蜂窝状结构,阳极单元(1)由聚氟乙烯表层涂镀碳纤维制成。
2.根据权利要求1所述的湿式电除尘器阳极,其特征在于:所述制成阳极单元(1)的聚氟乙烯厚度为0.3-3.0mm,长度为1-15m,阳极单元(1)六边形边长为100-350mm;碳纤维涂镀在阳极单元(1)的上下两个表面上,且为单层涂镀,涂层厚度为0.1-1mm。
3.根据权利要求1所述的湿式电除尘器阳极,其特征在于:所述阳极单元(1)的夹角处不涂镀碳纤维,六边形每条边的两端不涂镀碳纤维的长度均为六边形边长的1/10。
4.根据权利要求1所述的湿式电除尘器阳极,其特征在于:所述碳纤维通过电镀、涂覆或压制的方式涂镀在阳极单元(1)上。
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Pledgor: Beijing Beike Environmental Engineering Co., Ltd.

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