一种横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器及捕集方法
【专利摘要】本发明涉及一种应用于燃煤烟气除尘的横向极板导流式电袋复合细粒子(PM2.5)高效捕集器及捕集方法。所述横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器包括壳体，壳体内部设有除尘单元和清灰单元，所述除尘单元包括串联排布的电除尘单元和布袋除尘单元，所述电除尘单元包括多排阳极板和多排阴极线，其中，阳极板与烟气流动方向相垂直，相邻阳极板存在间隙，对烟气产生导流，增加烟气停留时间，阻拦并减弱烟气对所述布袋除尘单元的直接冲刷。本发明提高了电除尘区域PM2.5的捕集效率至90％，降低了布袋除尘区域的入口颗粒物负荷，滤袋过滤风速可提高至2～4m/min，有效降低了电袋复合细粒子高效捕集器的占地面积和成本。
【专利说明】一种横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器及捕集方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于PM2.5高效脱除【技术领域】，尤其是指燃煤锅炉及工业炉窑烟气中的PM2.5捕集脱除装置，具体涉及一种横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器和捕集方法。
【背景技术】
[0002]电除尘器具有低阻力、处理风量大的特点，但对PM2.5的脱除效率不高，布袋除尘器对PM2.5的捕集效率高，但过滤风速低、阻力大，电袋复合除尘器综合了电除尘器和布袋除尘器的优点，兼具处理风量大、PM2.5脱除效率高的特点，越来越多的应用于燃煤电站锅炉、工业锅炉和工业炉窑等烟气的深度除尘净化。
[0003]现有电袋复合除尘器主要将传统电除尘和布袋除尘串联起来，布置于同一个箱体内部，这种方式存在电除尘反电晕、二次扬尘现象，电除尘和布袋除尘结合不佳，气流分配不均匀，除尘单元负荷差异大等等问题。这主要是由于阳极板的布置与烟气流动方向平行，颗粒物向极板运动的方向与烟气流动方向相垂直，有效驱进速度受到烟气本身影响很大，容易造成反电晕、二次扬尘；烟气流经电除尘单元后直接进入布袋单元，冲刷滤袋迎风面，通过各个滤袋的风量不均，导致滤袋受力不均，部分滤袋容易破损，大大降低滤袋的寿命和颗粒物的脱除效率。
[0004]CN103143224A公开了一种电袋复合除尘器，该除尘器较为传统，电除尘与布袋除尘相串联，电除尘区域的阳极板与烟气流动方向平行，对于传统电除尘器阳极板上的反电晕、二次扬尘现象，以及烟气在布袋除尘区域分布不均等问题没有提出针对性解决办法。
[0005]CN103084032A公开了一种应用于电袋复合除尘器的新型气流分布组合装置，该组合装置以非均匀开孔的多孔板形式呈现，优化了电除尘和布袋除尘的结合，使进入布袋区域的气流均匀分布，但该装置对电除尘部分的反电晕、二次扬尘问题没有削弱作用，同时气流分布装置的安装增加了除尘器的整体阻力。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器和捕集方法，以解决现有电袋复合除尘器反电晕、二次扬尘、气流分布不均匀和滤袋易破损等问题。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案:
[0008]一种横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器，包括壳体，壳体内部设有除尘单元和清灰单元，所述除尘单元包括串联排布的电除尘单元和布袋除尘单元，所述电除尘单元包括多排阳极板和多排阴极线，其中，阳极板与烟气流动方向相垂直，而且，相邻阳极板之间存在间隙。
[0009]所述“多排”即指大于I排，至少为2排。
[0010]在本发明中，含尘烟气进入壳体内部，流动到横向布置的阳极板时，通过相邻阳极板之间的间隙并发生绕流，烟气流动距离增大，停留时间增加，颗粒物向阳极板的运动方向与烟气流动方向一致，减弱了反电晕和二次扬尘，电除尘单元的捕集效率可提高至90%，减小了布袋除尘单元的除尘负荷。
[0011]在本发明中，垂直于烟气流动方向的同一截面上布置多块(大于I块，至少2块)阳极板，相邻两块阳极板的边缘间距不能过窄，否则流经的烟气流速很高，导致电除尘单元局部烟气分布不均匀；间距也不能过大，否则同一平面上阳极板的块数减少，有效除尘面积降低，因此选择间距为 50 ?150mm,例如 60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、130mm或140mm。垂直于烟气流动方向的截面有若干个(即至少为两个)，相邻两个截面间距为200?500mm(间距过小，电场击穿电压降低；间距过大，极板间的电场强度和极板上的电流密度减弱)，例如 220mm、250mm、280mm、300mm、320mm、350mm、370mm、400mm、450mm、480mm 或490mm,阴极线布置在所述相邻两个截面中间。
[0012]所述阳极板的板宽为0.3-0.6m，例如 0.35m、0.4m、0.45m、0.5m 或 0.55m。
[0013]所述阴极线通过顶端的阴极框架和底端的阴极固定架实现竖直布置。
[0014]所述布袋除尘单元由若干个(至少大于两个)滤袋组成，其均匀整齐排布在电除尘单元后方，过滤风速可达到2?4m/min。横向布置的阳极板的导流和绕流作用，有利于排列在后方的滤袋避开烟气的直接冲刷，使得布袋除尘单元各个滤袋的过滤风速差异减小，减弱了布袋除尘单元的除尘负荷和直接冲刷，受力更加均匀，延长滤袋的使用寿命，最大过滤风速可达到4m/s，同时，提高了整体颗粒物脱除效率，增加系统稳定性。
[0015]在本发明中，所述壳体左侧设有进气口，在壳体上部设有出气口。
[0016]在本发明中，所述进气口内布置气体导流装置，优选所述进气口内布置气体分布板。含尘烟气从进气口流入壳体，经过气流分布板后均匀分散。
[0017]在本发明中，壳体底部设置灰斗，所述灰斗底端设置出料口。优选地，所述电除尘单元和布袋除尘单元分别对应不同的灰斗，各个灰斗底端分别设置出料口。
[0018]在本发明中，所述清灰单元包括电除尘清灰单元和布袋除尘清灰单元。所述电除尘清灰单元为振打清灰装置，即采用振打清灰方式进行清灰。阳极板和阴极线每隔固定时间通过振打清灰。所述布袋除尘清灰单元为脉冲反吹清灰装置，布袋除尘单元过滤阻力达到设定值时进行脉冲反吹清灰；烟气除尘效率可达到99.999%，通过滤袋后的洁净烟气颗粒物浓度最低为5mg/m3，由布袋除尘单元上方的出气口离开捕集器，进入环境大气。
[0019]本发明由电除尘装置和布袋除尘装置复合，电除尘装置由电除尘单元和电除尘清灰单元组成，布袋除尘装置由布袋除尘单元和布袋除尘清灰单元组成，进而实现了高效捕集粉尘。
[0020]一种利用如上所述的横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器的捕集方法，所述方法包括以下步骤:
[0021]含尘烟气从进气口流入壳体，经过气体导流装置后均匀分散，然后进入到含有多排阳极板的电除尘单元，烟气流动方向垂直于阳极板，颗粒物在电场中的有效驱进速度为烟气流速与电场力导致的速度之和，大大提高颗粒物的捕集效率，烟气经过第一排阳极板后，烟气穿过相邻阳极板之间的间隙，发生绕流，到达第二排阳极板，再次发生颗粒物的捕集，以此类推，直到烟气穿过整个电除尘单元，绝大部分粉尘已被捕集，含有剩余部分粉尘的烟气进入布袋除尘单元，经过滤袋过滤，实现剩余粉尘的去除，烟气除尘效率可达到99.999%，通过滤袋后的洁净烟气颗粒物浓度最低为5mg/m3，净化烟气由出气口离开，进入环境大气；其中，阳极板和阴极线每隔固定时间进行振打清灰，布袋除尘单元过滤阻力达到设定值时进行脉冲反吹清灰，清除的粉尘落入灰斗中，每隔固定时间从灰斗中运出。
[0022]与已有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0023]本发明可显著降低燃煤锅炉和工业炉窑烟气的一次颗粒物排放，具有捕集效率高，处理风量大，系统运行稳定，滤袋使用寿命长等优点，颗粒物排放浓度低于各个重点地区的排放标准。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明所述一种横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器的结构示意图；
[0025]图2为本发明所述一种横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器的侧视图。
[0026]图中:1_壳体；2-进气口 ；3_出气口 ；4-灰斗；5_阳极板；6-阴极线；7_电除尘清灰单元；8-滤袋；9_布袋除尘清灰单元；10-含尘烟气；11-净化烟气；12-气体分布板。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0028]如图1所示，一种横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器，包括壳体1，壳体I内部设有除尘单元和清灰单元，所述除尘单元包括串联排布的电除尘单元和布袋除尘单元，所述电除尘单元包括多排阳极板5和多排阴极线6，其中，阳极板5与烟气流动方向相垂直，而且，相邻阳极板5之间存在间隙。所述阳极板5的板宽为0.3-0.6m。垂直于烟气流动方向的同一截面上布置多块阳极板5，相邻两块阳极板5的边缘间距50-150mm，垂直于烟气流动方向的截面有若干个，相邻两个截面间距为200-500mm，阴极线6布置在所述相邻两个截面中间。所述阴极线5通过顶端的阴极框架和底端的阴极固定架实现竖直布置。所述布袋除尘单元由若干个滤袋8组成，其均匀整齐排布在电除尘单元后方，过滤风速可达到2?4m/min。所述壳体I左侧设有内部布置有气体分布板12的进气口 2，在壳体I上部设有出气口 3。壳体I底部设置灰斗4，所述灰斗4底端设置出料口。所述电除尘单元和布袋除尘单元分别对应不同的灰斗4，各个灰斗4底端分别设置出料口。所述清灰单元包括电除尘清灰单元7和布袋除尘清灰单元9。所述电除尘清灰单元7采用振打清灰方式。阳极板5和阴极线6每隔固定时间通过振打清灰，布袋除尘单元过滤阻力达到设定值时进行脉冲反吹清灰。
[0029]一种利用如上所述的横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器的捕集方法，所述方法包括以下步骤:
[0030]含尘烟气10从进气口 2流入壳体I，经过气体分布板12后均匀分散，然后进入到电除尘单元，烟气流动到横向布置的阳极板5时，通过相邻阳极板5之间的间隙并发生绕流，使烟气中的大部分粉尘吸附在阳极板5上，被捕集掉大部分粉尘的烟气进入布袋除尘单元，经过滤袋8过滤，实现剩余粉尘的去除。其中，阳极板5和阴极线6每隔固定时间进行振打清灰，布袋除尘单元过滤阻力达到设定值时进行脉冲反吹清灰；烟气除尘效率可达到99.999%，通过滤袋8后的洁净烟气11颗粒物浓度最低为5mg/m3，由布袋除尘单元上方的出气口 3离开捕集器,进入环境大气。
[0031] 申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属【技术领域】的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【权利要求】
1.一种横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器，其特征在于，所述捕集器包括壳体，壳体内部设有除尘单元和清灰单元，所述除尘单元包括串联排布的电除尘单元和布袋除尘单元，所述电除尘单元包括多排阳极板和多排阴极线，其中，阳极板与烟气流动方向相垂直，而且，相邻阳极板之间存在间隙。
2.如权利要求1所述的捕集器，其特征在于，垂直于烟气流动方向的同一截面上布置多块阳极板，相邻两块阳极板的边缘间距50-150mm;垂直于烟气流动方向的截面有若干个，相邻两个截面间距为200-500mm，阴极线布置在所述相邻两个截面中间。
3.如权利要求1或2所述的捕集器，其特征在于，阳极板的板宽为0.3-0.6m。
4.如权利要求1-3之一所述的捕集器，其特征在于，所述阴极线通过顶端的阴极框架和底端的阴极固定架实现竖直布置。
5.如权利要求1-4之一所述的捕集器，其特征在于，所述布袋除尘单元由若干个滤袋组成，其均匀排布在电除尘单元后方。
6.如权利要求1-5之一所述的捕集器,其特征在于,所述壳体左侧设有进气口，在壳体上部设有出气口。
7.如权利要求6所述的捕集器，其特征在于，所述进气口内布置气体导流装置，优选所述进气口内布置气体分布板。
8.如权利要求1-7之一所述的捕集器，其特征在于，所述壳体底部设置灰斗，所述灰斗底端设置出料口； 优选地，所述电除尘单元和布袋除尘单元分别对应不同的灰斗，各个灰斗底端分别设置出料口。
9.如权利要求1-8之一所述的捕集器，其特征在于，所述清灰单元包括电除尘清灰单元和布袋除尘清灰单元； 优选地，所述电除尘清灰单元为振打清灰装置； 优选地，所述布袋除尘清灰单元为脉冲反吹清灰装置。
10.一种利用如权利要求1-9之一所述的横向极板导流式电袋复合细粒子高效捕集器的捕集方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 含尘烟气从进气口流入壳体，经过气体导流装置后均匀分散，然后进入到含有多排阳极板的电除尘单元，烟气流动方向垂直于阳极板，烟气经过第一排阳极板后，烟气穿过相邻阳极板之间的间隙，发生绕流，到达第二排阳极板，再次发生颗粒物的捕集，以此类推，直到烟气穿过整个电除尘单元，绝大部分粉尘已被捕集，含有剩余部分粉尘的烟气进入布袋除尘单元，经过滤袋过滤，实现剩余粉尘的去除，净化烟气由出气口离开，进入环境大气；其中，阳极板和阴极线每隔固定时间进行振打清灰，布袋除尘单元过滤阻力达到设定值时进行脉冲反吹清灰，清除的粉尘落入灰斗中，每隔固定时间从灰斗中运出。
【文档编号】B01D50/00GK104307298SQ201410643867
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】朱廷钰, 王雪 申请人:中国科学院过程工程研究所