一种电磁协同电滤除尘的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电磁协同电滤除尘的方法及装置，属于空气污染控制领域。
【背景技术】
[0002]近年来我国雾霾天气频发促进了人们对细颗粒物(PM2.5)危害的认识。颗粒物的大量排放不仅降低城市及风景区的大气能见度，对大范围气候产生重大影响，还会在呼吸道沉积或携带重金属、挥发性化合物、高健康风险的多环芳烃等有害物质危害人体健康。许多废气中高毒性成分倾向于富集在细颗粒及超细颗粒物中，毒理学研究显示死亡风险和细颗粒物长期暴露之间存在确定无疑的相关性，空气中大量颗粒物暴露风险研究表明每年约有800，000人的死亡跟细颗粒物暴露有关。
[0003]细颗粒物的巨大危害已激发了大量科技工作者对细颗粒物污染控制的密集关注，细颗粒物的经济高效脱除亦成为诸多有色金属冶炼和资源化工企业普遍面临的关键共性技术难题。传统除尘器如电除尘器，除尘效率高、阻力损失小、适用范围广、使用方便且无二次污染、对烟气温度及烟气成分等影响不敏感、设备安全可靠性好，但是占地面积大、运行费用高，其除尘效率易受粉尘比电阻的影响;袋式除尘器，不受煤种、飞灰特性影响，出口排放低且稳定，但是系统阻力损失最大，对烟气温度、烟气成分较敏感，若使用不当滤袋容易破损并导致排放超标;旋风除尘器，结构紧凑、体积轻小，安装使用方便，适合用于较大颗粒的去除，但是除尘效率低，特别是对于细颗粒物不能有效去除。
[0004]传统单元式除尘技术已难以满足越来越严格的细颗粒物净化要求，而复合式除尘技术的发展越来越受到关注，它可以很好的扬长避短，充分发挥每项技术的各自优势，例如电除尘和旋风除尘结合发展起来的电旋风除尘技术，专利《一种基于外交变磁加强的静电旋风除尘系统》(授权公告号CN 203155405 U)中介绍了一种通过外交变磁调控，改变带电颗粒物在除尘器内所受磁场力方向，延长其在电场中的作用时间，最终通过电场去除带电颗粒物。该方法虽然提高了小颗粒物的去除效率，但是延长了除尘时间，增加了运行成本，并且容易受颗粒本身性质、灰尘浓度等影响，导致其不能保持高效稳定的除尘效率；电除尘和袋式除尘结合发展起来的电袋除尘技术，专利《电袋复合除尘器电区顶部阴极电磁振打装置》(授权公告号CN 204486038 U)中介绍了一种阴极电磁振打装置，主要是改善传统布袋机械振打清灰的弊端，避免因机械振打而引起灰尘二次飞扬加重的情况、阴极的疲劳损坏等，提高电袋除尘器的运行寿命及稳定性，但是该方法仅仅是从外部利用电磁作用改善电袋除尘器中部分装置的使用效果，没有从除尘技术层面将电磁调控利用的更加彻底。
[0005]面对日益严重的大气颗粒物污染，现行的这些复合式除尘技术依然难以达到越来越严格的排放要求，亟需经济高效的除尘新技术。
[0006]本发明针对工业废气中大量细颗粒物难以经济高效脱除的问题，将旋风流场、电场及磁场有机结合，并利用电磁强化及调控手段，发明了电磁协同电滤除尘的方法及设备。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种电磁协同电滤除尘的方法，通过结合气流流场、电场及磁场，形成电磁协同电滤除尘的方法;本发明方法是将含尘废气通过电磁协同强化，经具有电集尘及吸附过滤双功能的导电性电滤布实现不同粒径颗粒物的去除。
[0008]具体为含尘废气中难去除的细颗粒物通过电磁协同强化高效去除，当难去除的细颗粒物进入电晕电极产生的电晕区内会进行荷电，然后荷电颗粒物在电晕电极(阴极)和电滤布(阳极)产生的电场以及外部磁场发生器产生的磁场中受到电场力和磁场力的协同作用，偏向电滤布移动并被捕集，达到细颗粒物的聚集、沉降去除。
[0009]除尘过程中，由于颗粒物形状、大小、质量、比磁化系数、荷质比等性质不同，其在复合场中所受的力大小不尽相同，从而会产生相对运动，易在运动偏移过程中发生碰撞及凝并团聚，可通过调控放电电压、磁场强度和方向来调控强化不同粒度颗粒物的去除。
[0010]所述由外部可控磁场发生器产生的磁场强度及方向可调，磁场强度范围为0.1?60T。
[0011]所述电晕电极(阴极)和电滤布(阳极)外接可控高压电源产生电场，其电压范围为5?70kVo
[0012]所述含尘废气采用电磁协同电滤除尘时进风速度为5?30m/s。
[0013]所述电晕电极为中心柱、线状电极、中心骨刺状电极、双区柱状电极、双区半骨刺电极、锥形栅状电极中的一种，可产生电晕区对颗粒物进行荷电。
[0014]所述电滤布是一种性质结构稳定、耐高温的滤布，具有可调大小的孔隙，可根据需求制作成各种形状，并且有良好的导电性能，兼具电集尘和过滤捕集颗粒物的作用;例如参照授权公告号CN 104213303 B“一种电滤布及其应用”中的方法制得。
[0015]在除尘过程中，难去除细颗粒物会进入电晕电极及电滤布产生的电场中，并在电晕电极附近的电晕区进行荷电，在电场力的作用下被电滤布吸引、过滤捕集被去除；同时，由外部磁场发生器产生的磁场存在于除尘空间中，通过调控磁场强度及方向，荷电细颗粒物不仅在电场作用下发生定向运动，还可在磁场力作用下发生定向运动、迀移，强化凝并和沉降分离，进一步强化颗粒物的去除。本发明通过协同气流流场、电场及磁场，利用电磁强化及调控手段，实现工业废气中颗粒物的经济高效脱除，可保持高效、稳定的除尘效率，特别是难去除细颗粒物的去除效率能够超过99.9%。
[0016]本发明另一目的是提供一种电磁协同电滤除尘的装置，该装置包括壳体1、磁场发生器2、电滤布3、电晕电极4、储灰斗5、进气口 6、出气口 7;壳体由中空圆筒和倒锥筒连接而成，进气口 6设置在壳体上端边缘处并与壳体连通，气体进气方向与壳体上端边缘相切，出气口 7设置在壳体I上端面中心处，储灰斗5设置在壳体下端，磁场发生器2设置在壳体I外，其产生的磁场覆盖壳体内除尘空间，电滤布3和电晕电极4设置在壳体I内并外接电源并产生电场。
[0017]所述电晕电极4为中心柱、线状电极、中心骨刺状电极、双区柱状电极、双区半骨刺电极、锥形栅状电极中的一种。
[0018]当电晕电极为中心骨刺状电极时，电滤布为伞状并间隔设置在电晕电极的骨刺之间，电滤布与电晕电极通过绝缘体连接。
[0019]当电晕电极为双区半骨刺电极时，电滤布为中空圆筒状，电晕电极设置在电滤布与壳体内壁之间，电晕电极骨刺朝向电滤布。
[0020]电晕电极4作为放电阴极，电滤布3作为电集尘阳极外接一个可控高压直流电源，电压越高，电场强度和电晕电流密度越大，可影响颗粒物荷电的强度和效率以及所受电场力的大小；外部可控磁场发生器产生磁场，在除尘内部空间内可对磁场的强度和方向进行调控;储灰斗5位于装置底部收集灰尘。
[0021]本发明反应装置适用温度为(TC?100tC，运行方式依据处理要求而定，为连续式或间歇式。
[0022]在利用电磁协同电滤除尘装置进行除尘时，含尘废气由电磁协同电滤除尘装置上端边缘的进气口沿切向方向进入，沿着壳体内壁旋转下行，气体至底部中间反向旋转上行，从出气口排出；大部分较大颗粒物在离心力及自身重力的作用下，沿壳体I内壁