气体过滤装置的制作方法

本发明涉及一种气体除尘设备，具体涉及一种气体过滤装置。

背景技术：

气体过滤装置的基本构造和工作原理为：气体过滤装置包括过滤元件和籍由过滤元件分隔而成的原气侧和净气侧，过滤时，在原气侧与净气侧之间气压差的作用下，待过滤气体从原气侧透过过滤元件后成为已过滤气体进入净气侧，而待过滤气体中的粉尘则被过滤元件的过滤介质所截留，实现固气分离。此外，所述净气侧一般还连接有过滤元件反吹装置，反吹时，过滤元件反吹装置朝过滤元件净气侧表面施一定压力的反吹气体，这些反吹气体反向透过过滤元件后对附着在过滤元件原气侧表面的粉尘进行剥离，从而在一定程度上恢复过滤元件的透气性。

上述过滤介质截留粉尘的机理主要有直接拦截、搭桥拦截、重力沉降、惯性碰撞、扩散拦截和吸附拦截六种。“直接拦截”是指粉尘被过滤介质上的微孔机械拦截；“搭桥拦截”是指粉尘被过滤介质表面积聚的先前被过滤下来的粉尘所拦截；“重力沉降”和“惯性碰撞”分别利用了粉尘颗粒的重力和惯性来捕集粉尘；“扩散拦截”利用了待过滤气体中分子布朗运动撞击粉尘增加粉尘被过滤介质拦截几率；“吸附拦截”则主要是利用粉尘的范德华力使粉尘被过滤介质所吸附。

目前，直接拦截和搭桥拦截是过滤介质截留粉尘最主要的方式，也是决定气体过滤装置过滤效率的关键因素。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用了有助于提高过滤效率的技术手段的气体过滤装置。

本发明的气体过滤装置，包括过滤元件和籍由过滤元件分隔而成的原气侧和净气侧，待过滤气体从原气侧透过过滤元件后成为已过滤气体进入净气侧，所述过滤元件本体和/或位于过滤元件原气侧表面的防过滤介质污染部件在气体过滤装置处于过滤状态时与电源连接形成带电体。当待过滤气体的粉尘中含有荷电粉尘时，通过使过滤元件本体和/或位于过滤元件原气侧表面的防过滤介质污染部件带电，能够对这些荷电粉尘进行排斥或吸附。过滤时，通过排斥待过滤气体中的荷电粉尘可使气体透过过滤元件而荷电粉尘被排斥在原气侧；通过吸附待过滤气体中的荷电粉尘可使气体透过过滤元件而荷电粉尘则被吸附在原气侧。总之，所述带电体促进了固气分离，可提高粉尘过滤效率。

待过滤气体中的荷电粉尘可以是待过滤气体中含有的本身就带电的粉尘，也可以是通过一定的技术手段使待过滤气体中原本不带电的粉尘荷电后所形成的荷电粉尘。为了主动为本发明上述气体过滤装置提供一个能够向该装置的原气侧供应含有大量荷电粉尘的待过滤气体的适用条件，所述原气侧还连接有能够使用于进入该原气侧的待过滤气体中的粉尘荷电的粉尘荷电装置。使粉尘荷电的装置及其技术是现有的，常见的如电除尘器中的电晕放电结构。待除尘气体在通过该电晕放电结构后，其中的粉尘绝大部分带负电，很少部分带正电。在一个典型的电除尘器中，带负电的荷电粉尘将被正电极板吸附，待正电的荷电粉尘将被负电极板吸附；而在本发明中，这些荷电粉尘被过滤元件本体和/或防过滤介质污染部件排斥或吸附，同时又结合了过滤介质直接拦截、搭桥拦截等过滤机理，能够使待除尘气体中的粉尘更充分的被过滤掉。

根据本发明的上述气体过滤装置，其过滤元件原气侧表面可以设置防过滤介质污染部件，也可以不设置防过滤介质污染部件。需指出，本发明的防过滤介质污染部件是指：设置在过滤元件原气侧表面并主要依靠下述至少一种方式实现防过滤介质污染作用的装置：1)通过成为带电体而排斥或吸附荷电粉尘；2)通过对粉尘流动的物理阻拦从而阻止或延缓粉尘向过滤元件靠近；3)通过自身的运动破坏堆积在过滤元件原气侧表面的粉尘从而使这些粉尘更容易从过滤元件原气侧表面脱离。在未设置防过滤介质污染部件时，由过滤元件本体所形成的带电体在所述过滤状态时可以带正电、也可以带负电。在设置了防过滤介质污染部件时，则存在在所述过滤状态时过滤元件和防过滤介质污染部件中仅其中之一在所述过滤状态时带电(带正电或负电)，过滤元件与防过滤介质污染部件均带正电、均带负电或其中之一带正电而其中之一带负电的多种情况。当然，要使过滤元件与防过滤介质污染部件之间电极性相反，确保防过滤介质污染部件与过滤元件之间不接触并分别构成带电体是必须的。

可见，在设置了防过滤介质污染部件后，能够十分灵活的选择带电体及其电极性。在此条件下，本发明气体过滤装置的一种典型的设置便是：在所述过滤状态时，使所述防过滤介质污染部件的电极性与进入原气侧的待过滤气体中的大部分荷电粉尘的电极性相反，而过滤元件的电极性则与进入原气侧的待过滤气体中的大部分荷电粉尘的电极性相同。这样设置的好处便是：防过滤介质污染部件将吸附待过滤气体中的大部分荷电粉尘并排斥少部分电极性与防过滤介质污染部件的电极性相同的荷电粉尘，因此，待过滤气体中的绝大部分荷电粉尘将难以靠近过滤元件，可避免过滤元件的透气性快速衰减；而待过滤气体中少部分穿过防过滤介质污染部件向过滤元件移动的荷电粉尘中的大部分粉尘的电极性又与过滤元件的电极性相同，因此将被过滤元件排斥而不易粘附到过滤元件上。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明气体过滤装置在一种使用情况下的结构示意图。

图2为本发明气体过滤装置在一种使用情况下的结构示意图。

图3为本发明气体过滤装置在一种使用情况下的结构示意图。

图4为本发明在一种使用情况下过滤元件与防过滤介质污染部件的工作原理图。

图5为本发明气体过滤装置中防过滤介质污染部件的一种具体结构示意图。

具体实施方式

如图1至3所示，气体过滤装置200包括过滤元件210和籍由过滤元件210分隔而成的原气侧220和净气侧230，所述净气侧220连接有过滤元件反吹装置270，过滤时，待过滤气体110从原气侧220透过过滤元件210后成为已过滤气体进入净气侧230，反吹时，过滤元件反吹装置270朝过滤元件净气侧表面施一定压力的反吹气体，这些反吹气体反向透过过滤元件210后对附着在过滤元件210原气侧表面的粉尘进行剥离。

将上述的气体过滤装置200应用于工业炉气除尘系统中，该工业炉气除尘系统包括工业窑炉100、气体过滤装置200和风机300，其中，气体过滤装置200的原气侧220连接工业窑炉100，净气侧230连接风机300。系统运行时，在风机300的驱动下，来自工业窑炉100的待过滤气体110进入原气侧220，然后从原气侧220透过过滤元件210成为已过滤气体进入净气侧230，再排入后续环节。

如图1所示，该气体过滤装置200的过滤元件210本体在气体过滤装置处于过滤状态时与电源260连接形成带电体。在图1的工业炉气除尘系统中，工业窑炉100排出的待过滤气体110中含有荷电粉尘111，当过滤元件210本体在所述过滤状态下带正电时可用于吸附带负电的荷电粉尘111并排斥带正电的荷电粉尘111，当过滤元件210本体在所述过滤状态下带负电时可用于排斥带负电的荷电粉尘111并吸附带正电的荷电粉尘111。

图1的工业炉气除尘系统中，典型的情况是待过滤气体110中所含的荷电粉尘111中大部分带负电。对应的，可以将过滤元件210本体设置成在所述过滤状态下带正电，即通过过滤元件210尽可能多的吸附荷电粉尘111，降低粉尘在原气侧220中不规则的运动。而在反吹时，为了帮助这些被吸附的荷电粉尘111更容易从过滤元件210原气侧表面脱离，可以改变过滤元件210的电极性，使其带负电，进而产生对被吸附的荷电粉尘111的排斥力。通过同种电的排斥与气体反吹的双重作用，可对附着在过滤元件210原气侧表面的粉尘进行更有效的剥离。

改变过滤元件210的电极性是十分容易实现的。实践中，将过滤元件210本体连接与过滤元件反吹装置270联动设置的电源极性转换装置即可。电源极性转换装置的结构也是现有的。将过滤元件反吹装置270与电源极性转换装置联动设置，可使过滤元件反吹装置270的启动与电源极性转换的启动发生联动关系。这种联动设置通过常规的控制方式就能够实现。

图2的工业炉气除尘系统在图1的基础上增加了粉尘荷电装置400。具体而言，该粉尘荷电装置400中设置有用于使粉尘荷电的电晕放电结构，该电晕放电结构与功能与现有电除尘器中的电晕放电结构类似。当然，使粉尘荷电的方式并非只有电晕放电一种。由于设置了粉尘荷电装置400，通过的待过滤气体110中的粉尘绝大部分成为荷电粉尘111。荷电粉尘111中绝大部分带负电。这时，若过滤元件210本体设置成在所述过滤状态下带正电，将快速吸附较多的荷电粉尘111，导致过滤元件210的透气性较快衰减。因此，图2的工业炉气除尘系统中过滤元件210本体最好设置成在所述过滤状态下带负电，以对大多数荷电粉尘111进行排斥。在反吹时则无须改变过滤元件210的电极性。

图3的工业炉气除尘系统在图1的基础上进行了改进，在过滤元件210原气侧表面设置了防过滤介质污染部件240。其中，所述防过滤介质污染部件240与过滤元件210之间不接触并分别构成带电体。具体而言，防过滤介质污染部件240与过滤元件210间隔一定距离，过滤元件210本体以及防过滤介质污染部件240在气体过滤装置处于过滤状态时分别与电源260连接形成独立的带电体。使防过滤介质污染部件240与过滤元件210之间不接触的主要目的一是让防过滤介质污染部件240对荷电粉尘111的吸附或排斥在一定程度上远离过滤元件210，进一步减少荷电粉尘111与过滤元件210接触的机会；二是当需要防过滤介质污染部件240与过滤元件210分别构成带电体时防止两者接触。

防过滤介质污染部件240可以与过滤元件210电极性相同。例如，通过粉尘荷电装置400的待过滤气体110中的粉尘绝大部分成为荷电粉尘111，且荷电粉尘111中绝大部分带负电，则当过滤元件210本体和防过滤介质污染部件240均设置成在所述过滤状态下带正电时，由于带负电的荷电粉尘111先经过防过滤介质污染部件240而大量的被防过滤介质污染部件240所吸附，必然减少被过滤元件210吸附的荷电粉尘111，从而减缓过滤元件210透气性衰减；当过滤元件210本体和防过滤介质污染部件240均设置成在所述过滤状态下带负电时，带负电的荷电粉尘111先经过防过滤介质污染部件240而大量的被防过滤介质污染部件240所排斥，减少了过滤元件210所要面对的带负电的荷电粉尘111，更好的防止带负电的荷电粉尘111与过滤元件210接触。

另一种做法是让防过滤介质污染部件240与过滤元件210的电极性相反。由于荷电粉尘111中总是既有带负电的荷电粉尘111也有带正电的荷电粉尘111，使防过滤介质污染部件240与过滤元件210的电极性相反后，防过滤介质污染部件240与过滤元件210中的其中一个可以用来一种电极性的荷电粉尘111进行吸附，防过滤介质污染部件240与过滤元件210中的另一个可以用来对另一种电极性的荷电粉尘111进行排斥。例如，如图4所示，通过粉尘荷电装置400的待过滤气体110中的粉尘绝大部分成为荷电粉尘111，且荷电粉尘111中绝大部分带负电，则当过滤元件210本体设置成在所述过滤状态下带负电而防过滤介质污染部件240设置成在所述过滤状态下带正电时，带负电的荷电粉尘111经过防过滤介质污染部件240而大量的被防过滤介质污染部件240所吸附，少量带正电的荷电粉尘111在接近防过滤介质污染部件240时被防过滤介质污染部件240所排斥，仍然有一些荷电粉尘111穿过防过滤介质污染部件240向过滤元件210移动，由于穿过防过滤介质污染部件240的荷电粉尘111中多数仍为带负电的荷电粉尘，它们将受到过滤元件210的排斥而减缓与过滤元件210接触的几率同时容易被防过滤介质污染部件240所吸附，因此，过滤元件210主要吸附很少量的穿过防过滤介质污染部件240的带正电的荷电粉尘。

如图5所示，作为防过滤介质污染部件240的一种具体实施方式，该防过滤介质污染部件240的表面为网状并与过滤元件210原气侧表面间隔0.1至8mm。此外，如图3至5所示，所述防过滤介质污染部件240还可连接可使该防过滤介质污染部件240在过滤元件210原气侧表面运动的驱动装置250。当防过滤介质污染部件240上聚集大量灰尘时，通过驱动装置250带动防过滤介质污染部件240在过滤元件210原气侧表面运动，将使得这些灰尘更容易从防过滤介质污染部件240上脱离。防过滤介质污染部件240与过滤元件210原气侧表面间隔距离可进一步优选为0.5至3mm，在这个距离范围内，气体过滤装置200运行时逐渐聚集在过滤元件210原气侧表面的粉尘将覆盖防过滤介质污染部件240，通过驱动防过滤介质污染部件240实际上可以在一定程度上松动过滤元件210原气侧表面的粉尘，例如防过滤介质污染部件240可以绕过滤元件210的中心轴211旋转，使过滤元件210原气侧表面的粉尘发生松动，这样再进行反吹可以更好的使过滤元件210原气侧表面的粉尘剥离。