一种双区管式高温静电除尘装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种双区管式高温静电除尘装置，包括荷电区和收尘区。其中，荷电区包括发射阴极、荷电阳极圆管和荷电高压电源，发射阴极悬吊在荷电阳极圆管的中心，并与荷电高压电源的阴极相连，荷电阳极圆管接地；收尘区包括收尘阴极、收尘阳极圆管和收尘高压电源，收尘阴极悬吊在收尘阳极圆管的中心，并与收尘高压电源的阴极相连，收尘阳极圆管接地；荷电阳极圆管与收尘阳极圆管之间相互连通。本发明的装置一方面有效利用了烟气废热，节约能源；另一方面由于它发射电流密度高，因而对灰尘尤其是细小颗粒的捕集效率大大提高。
【专利说明】-种双区管式高温静电除尘装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环保除尘设备，特别涉及一种双区管式高温静电除尘装置。
【背景技术】
[0002] 作为高温净化技术的一项主要内容，高温除尘技术不仅是发展当前整体煤气化联 合循环发电系统（IGCC)、增压流化床燃烧技术（PFBC)的关键，对于开发更先进的燃煤联合 循环发电技术尤为重要。此外，在化工领域，某些干燥系统以ll〇〇°C左右的高温烟气作为介 质对物料进行直接干燥，含有杂质的高温烟气必须经过净化后才能投入使用。
[0003] 高温除尘技术的研究始于20世纪60年代。在高温除尘技术的研究中，美国起步较 早，速度较快，也较为系统。总体研究水平代表全球高温气体除尘的最高技术水准。此外， 德国、日本、英国、荷兰等发达国家亦居于领先地位。我国对高温除尘技术的研究无论从广 度上还是深度上都与发达国家有较大差距。
[0004] 迄今为止，所研究的高温除尘技术主要包括：旋风除尘、陶瓷过滤除尘、金属微孔 过滤除尘、颗粒层过滤除尘和静电除尘等。静电除尘技术具有压力降损失低，无堵塞，处 理烟气量大，除尘效率尤其对细颗粒物捕集效率高等优点。传统的静电除尘器均为基于 高电压电晕放电的电晕式静电除尘装置，它适合在450°c以下的中低温环境下工作。在 高温状态下其电晕运行的电压范围缩小，电晕现象难以维持；由于它的操作电压高(高达 5(Tl00kV)，因而在高温状态下电绝缘问题难以解决。作为一种新颖的静电除尘技术，基于 热电子发射的无电晕式静电除尘技术，由于其独特的工作原理，在高温除尘领域有着良好 的发展前途和广泛的应用前景。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种双区管式高温静电除尘装置，采用以钨为基体添加稀 土氧化物的材料作为荷电区热电子发射阴极，利用高温烟气本身的热量或其它加热方式使 荷电区阴极温度增加而发射出电子，从而使粉尘颗粒荷电，然后通过收尘区电场力的作用 将其从烟气中分离出来并捕集。一方面有效利用了烟气废热，节约能源；另一方面由于它发 射电流密度高，因而对灰尘尤其是细小颗粒的捕集效率大大提高。
[0006] 本发明采用的技术方案如下： 一种双区管式高温静电除尘装置，包括荷电区和收尘区，其中，荷电区包括发射阴极、 荷电阳极圆管和荷电高压电源，发射阴极悬吊在荷电阳极圆管的中心，并与荷电高压电源 的阴极相连，荷电阳极圆管接地；收尘区包括收尘阴极、收尘阳极圆管和收尘高压电源，收 尘阴极悬吊在收尘阳极圆管的中心，并与收尘高压电源的阴极相连，收尘阳极圆管接地；所 述荷电阳极圆管与收尘阳极圆管之间相互连通。
[0007] 所述发射阴极由添加稀土氧化物的稀土钨热复合功能材料制成，其组成为质量百 分比0. 55%的氧化铈，1. 65%的氧化钇和97. 8%的钨。
[0008] 进一步地，所述发射阴极与荷电阳极圆管连接处设有绝缘陶瓷套管，所述收尘阴 极与收尘阳极圆管连接处设有绝缘陶瓷套管。
[0009] 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 1)能够有效利用烟气废热；2)掺杂稀土氧化物的钨阴极具有表面逸出功低、发射电流 大、抗中毒能力强等特点，因此，有利于提高除尘效率，延长设备的使用寿命；3)采用双区管 式结构，在荷电区，可以在较低的电压下使粉尘较充分的荷电，运行也更安全；在收尘区，则 可通过适当增大收尘电压，增强电场的作用，两者同时作用可以提高收尘效率，尤其是对微 细颗粒的捕集效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明一种双区管式高温静电除尘装置的结构图。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
[0012] 如图1所示，本发明的一种双区管式高温静电除尘装置分为两部分：荷电区1和收 尘区2。
[0013] 荷电区1包括发射阴极3、阳极圆管4和高压电源。发射阴极3由添加稀土氧化物 (质量分数为〇. 55%的氧化铈和1. 65%的氧化钇）的稀土钨热复合功能材料制成，一根悬 吊在阳极圆管4中心的发射阴极3与高压电源的阴极相连，作为发射阴极，根据高压电源的 功率，单根的发射阴极可以扩增为多根或阵列等方式；阳极圆管4采用不锈钢圆管，接地作 为荷电区阳极。
[0014] 收尘区2的结构与荷电区1基本一致，包括收尘阴极5、阳极圆管6、高压电源。一 根悬吊在阳极圆管6中心的收尘阴极5与高压电源的阴极相连，作为收尘阴极，收尘阴极5 采用不锈钢棒；阳极圆管6采用不锈钢圆管，接地作为收尘区阳极。
[0015] 阳极圆管4与阳极圆管6上部连通(通过法兰将其连接，确保气密性良好)，使得荷 电区1与收尘区2不是独立的。发射阴极3与阳极圆管4、收尘阴极5与阳极圆管6的连接 处均设有绝缘陶瓷套管7。
[0016] 发射阴极3被加热后，发射出大量的自由电子，其中一部分电子被烟气中的负电 性气体捕捉而变成负离子，然后在电场力的作用下，这些自由电子和负离子由阴极向阳极 做定向运动。高温含尘烟气流入工作区，烟气中的粉尘在荷电区1捕捉负离子或自由电子 而荷电；在收尘区2内，荷电粒子在电场力的作用下向阳极迁移，并被阳极壁面捕捉，从而 达到除尘的目的。表1给出了实验的数据结果。
[0017] 表1不同实施例得到的除尘效率
【权利要求】
1. 一种双区管式高温静电除尘装置，包括荷电区和收尘区，其特征在于，荷电区包括发 射阴极、荷电阳极圆管和荷电高压电源，发射阴极悬吊在荷电阳极圆管的中心，并与荷电高 压电源的阴极相连，荷电阳极圆管接地；收尘区包括收尘阴极、收尘阳极圆管和收尘高压电 源，收尘阴极悬吊在收尘阳极圆管的中心，并与收尘高压电源的阴极相连，收尘阳极圆管接 地；所述荷电阳极圆管与收尘阳极圆管之间相互连通。
2. 根据权利要求1所述的一种双区管式高温静电除尘装置，其特征在于，所述发射阴 极由添加稀土氧化物的稀土钨热复合功能材料制成，其组成为质量百分比0.55%的氧化 铈、1. 65%的氧化钇和97. 8%的钨。
3. 根据权利要求1或2所述的一种双区管式高温静电除尘装置，其特征在于，所述发射 阴极与荷电阳极圆管连接处设有绝缘陶瓷套管，所述收尘阴极与收尘阳极圆管连接处设有 绝缘陶瓷套管。
【文档编号】B03C3/40GK104043532SQ201410271837
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】蒋振松, 董寰, 顾中铸 申请人:南京师范大学