协同脱除多种污染物的湿式电袋复合除尘器的制作方法

本发明涉及电袋复合除尘器，尤其是涉及一种协同脱除多种污染物的湿式电袋复合除尘器。

背景技术：

近年来，我国多地频繁爆发雾霾天气，区域性污染日趋明显。在严峻的环保形势下，国家出台了多项环保政策，环保要求愈加严格。但是，我国“多煤少油贫气”的一次能源禀赋决定了以燃煤发电的能源供应格局将长期存在，火电行业面临巨大的减排压力。2015年底，国家出台全面实施燃煤电厂超低排放的工作方案，其中，要求烟尘排放低于10mg/Nm³，甚至一些地方政府制定政策要烟尘排放低于5mg/Nm³。因此，燃煤电厂必须采取高效、稳定的除尘技术，以有效控制微量的烟尘排放。

在除尘领域，湿式电除尘器因其具有除尘效率高、压力损失小，并可收集微细颗粒物(PM_2.5粉尘、SO₃酸雾、气溶胶)、重金属(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有机污染物(多环芳烃、二噁英)等优点，而被广泛应用于燃煤电厂大气污染物的终端治理，以实现烟尘的超低排放及其它污染物的协同脱除。

目前，湿式电除尘器根据极板材质和型式的不同，大致可分为金属板式、柔性电极式、导电玻璃钢式三种类型。它们主要由高压系统、喷淋系统和阴阳极系统三部分组成。高压系统的功能是为阴极系统提供直流高压电源。喷淋系统主要功能是通过喷淋的方式为阳极系统提供向下流动的液膜，以达到清灰的目的。上述三种湿电形式的喷淋系统存在差异，金属板式湿电采用连续喷淋的方式，而柔性电极式和导电玻璃钢式湿电则采用间歇喷淋的形式。阴阳极系统设有若干收尘极和电晕极，高压系统提供负高压到电晕极，收尘极与湿电的壳体连接接地。上述三种湿电的阳极存在巨大的差异，金属板式湿电的阳极由并排布置的金属极板组成，而柔性电极湿电的阳极是由浸湿的化纤滤布组成的管状通道，导电玻璃钢式湿电的阳极则是由蜂窝管状导电玻璃钢单元拼装成的模块。

中国专利200710164738.1公开了一种袋式集尘极电除尘装置。包括除尘器壳体、烟气入口、气流均布板、烟气出口、灰斗、滤袋、电极线和高压绝缘室与电源相连接；在除尘器壳体侧壁靠近烟气入口，多排滤袋下方设有气流均布板，多排滤袋下方设有多级灰斗，在除尘器壳体侧壁多排滤袋上方设有烟气出口。

中国专利201310306296.5公开了一种渗透式金属丝网集尘极及其湿式电除尘器，包括：集尘阳极板、集尘框架和布水装置，所述集尘阳极板固定于所述集尘框架上，所述集尘阳极板为金属丝网板，其固定于所述集尘框架的至少一个平面的外侧，所述集尘框架的其它各面上设有金属板，所述集尘阳极板与所述金属板将所述集尘框架围接后形成一箱体；所述布水装置设置于所述箱体内，用于向所述箱体内注水。另外，该发明还提供了均有金属丝网板的湿式电除尘器。

上述金属板式、柔性电极式、导电玻璃钢式等三种形式的湿电均存在如下缺点：①由于受场地限制和经济性方面的考虑，有效收尘面积的选型相对较小，因此除尘效率较低，为70％～80％，当前端干式除尘器性能不稳定时，或脱硫塔除雾器性能较差时，即湿电进口烟尘浓度大于25mg/m³时，总排口烟尘排放浓度较难保证长期稳定在5mg/m³以下。②协同脱除其他污染物的性能较差，上述三种形式的湿电对PM_2.5、SO₃酸雾以及重金属(Hg、As、Se、Pb、Cr)的脱除效率均低于70％。

金属板式湿电存在如下缺点：①其阳极集尘板无法再板上形成均匀水膜，容易产生死角；②由于采用连续喷淋方式，因此耗水量较大。

柔性电极式湿电和导电玻璃钢式湿电存在如下缺点：其喷淋系统容易产生死角，且阳极管下部不能有效地清灰，容易结垢。

中国专利200710164738.1的缺点在于：该专利只能用于干烟气条件，不适应湿烟气条件。另外，该专利的阴极线布置于滤袋外表面，其形成的电场较不均匀。

中国专利201310306296.5的缺点在于：需要采取连续喷淋方式，因此耗水量较大。

技术实现要素：

本发明的目的正是为了解决上述技术问题，提供高效除尘、除雾，并且高效协同脱除多种污染物，实现烟尘的长期稳定超低排放的一种协同脱除多种污染物的湿式电袋复合除尘器。

本发明设有进口烟道、进口喇叭、保温箱、绝缘子、高压电源、脉冲喷吹系统、出口烟道、净气室、悬吊装置、金属滤袋、箱体、灰斗、清洗与排污系统、电晕极；

所述箱体内等间距设置多排金属滤袋，所述进口喇叭内设置气流均布装置，所述金属滤袋下方设有多级灰斗；所述灰斗中的灰水排放至污水处理系统；所述绝缘子位于保温箱内并与悬吊装置相连；

所述脉冲喷吹系统设有脉冲阀、气包、绝缘管、喷吹管、喷嘴、文丘里引流器、喷吹管连接件；所述喷吹管通过悬吊装置悬吊于净气室内并位于金属滤袋的上方；所述喷嘴与喷吹管相连，每个喷嘴对应一个金属滤袋；所述文丘里引流器位于喷嘴与金属滤袋之间；所述喷吹管在穿过箱体处设有绝缘管，并与气包和脉冲阀连接；所述喷吹管采用喷吹管连接件进行连接固定；

所述清洗与排污系统包括清洗管路电动蝶阀、排污管路电动蝶阀、排污管路水泵、清洗管路水泵、工艺水箱、喷头吸嘴装置、旋流叶片、清洗与排污管；

所述电晕极为管身焊接有针刺或芒刺的不锈钢管且上端闭口下端开口，电晕极的上部与喷嘴通过连接筋相互焊接，电晕极位于喷嘴的中心位置，电晕极穿过文丘里引流器并悬吊于金属滤袋内的中心轴线位置，所述电晕极通过脉冲喷吹系统、悬吊装置与设于除尘器顶部的高压电源相连接；

所述金属滤袋穿过净气室的花板上的花板孔，并通过袋头密封件与花板连接并接地；

所述电晕极与喷嘴、喷吹管、悬吊装置、绝缘子、高压电源组成阴极系统，并与金属滤袋组成除尘器的阴阳极系统；每根电晕极对应一条金属滤袋，若干电晕极对应一台高压电源，进行分区供电。

所述清洗与排污管内嵌于电晕极的不锈钢管内部，清洗与排污管的下部与喷头吸嘴装置连接，所述喷头吸嘴装置位于金属滤袋的底部；所述清洗与排污管引至除尘器外部后分为两路，一路与工艺水箱连接，另一路引至污水处理系统，并在两路管线上分别设置清洗管路电动蝶阀、清洗管路水泵、排污管路电动蝶阀、排污管路水泵。

所述喷头吸嘴装置可采用绝缘材料制成，喷头吸嘴装置内部可设有旋流叶片，所述旋流叶片可采用绝缘材料制成。

所述金属滤袋可采用圆形金属滤袋，金属滤袋上部4/5部分为不锈钢烧结金属纤维毡或烧结金属粉末过滤元件，金属滤袋下部1/5部分为不锈钢筒，金属滤袋上下部通过焊接联结。

所述清洗与排污管可采用绝缘材料制成。

本发明的技术原理：传统的湿式除尘器均属于静电除尘器的范畴，而本发明利用金属滤料的高效过滤特性和耐腐蚀特性，在高湿高腐蚀的燃煤烟气环境下对多污染物进行气固分离、气液分离、液固分离，并且还利用金属滤袋的导电特性使其充当阳极系统，利用电场力作用对污染物进行进一步分离。

本发明采用脉冲喷吹和水冲洗双重清灰系统，保证本发明的高效清灰。同时，本发明的清洗与排污管路采用绝缘材料并内嵌于电晕极内，做到清洗和排污合一，系统可以自动地切换清洗与排污管路，仅利用该集成系统即能方便地在对金属滤袋内表面进行清洗后立即进行排污处理。

本发明巧妙地采用喷吹管作为电晕极的悬吊梁，并且作为高压电流的导体，将高压电流传导至电晕极。同时，喷吹管的固定采用悬吊于净气室内的方式，并且利用绝缘管与箱体绝缘，避免喷吹管对箱体放电。

本发明的喷嘴采用喇叭口的型式，并且在其出口的中心处利用连接筋与电晕极的上端部连接，既保证压缩空气顺畅地喷出，又可有效地对电晕极进行清灰。

本发明喷头吸嘴装置内部设有旋流叶片，经旋流叶片对流体的湍动作用，水柱在金属滤袋10内剧烈地回旋，这种回旋作用有利于对金属滤袋内表面的有效清洗。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明具有除尘效率高且稳定，并且占地面积小，作为燃煤电厂的终端处理设备能高效稳定地满足超低排放的要求，尤其适用于要求烟尘排放浓度小于5mg/m³以及场地限制的项目中。

2、对除烟尘以外的其他污染物如SO₃酸雾、重金属等有较高的协同脱除效率，高于常规的湿式电除尘器。

3、本发明采用脉冲喷吹和水清洗双重清灰系统，且由于金属滤袋的渗透性，容易在表面形成均匀的水膜。因此，清灰效果较常规湿式电除尘器好。避免产生类似金属板式湿电的水膜不均匀现象，以及类似柔性电极式与导电玻璃钢式湿电阳极管下部的结垢现象。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例喷吹系统、电晕极、清洗与排污系统及金属滤袋的结构示意图。

图3为图2的A-A剖面示意图。

图4为本发明实施例喷头吸嘴装置结构示意图。

图5为本发明实施例旋流叶片结构示意图。

具体实施方式

参见图1～5，本发明实施例设有进口烟道1、进口喇叭2、保温箱3、绝缘子4、高压电源5、脉冲喷吹系统6、出口烟道7、净气室8、悬吊装置9、金属滤袋10、箱体11、灰斗12、清洗与排污系统13、电晕极14。

所述箱体11内等间距设置多排金属滤袋10，所述进口喇叭2内设置气流均布装置，所述金属滤袋10下方设有多级灰斗12；所述灰斗12中的灰水排放至污水处理系统；所述绝缘子4位于保温箱3内并与悬吊装置9相连。

所述脉冲喷吹系统6设有脉冲阀61、气包62、绝缘管63、喷吹管64、喷嘴65、文丘里引流器66、喷吹管连接件67；所述喷吹管64通过悬吊装置9悬吊于净气室8内并位于金属滤袋10的上方；所述喷嘴65与喷吹管64相连，每个喷嘴65对应一个金属滤袋10；所述文丘里引流器66位于喷嘴65与金属滤袋10之间；所述喷吹管64在穿过箱体11处设有绝缘管63，并与气包62和脉冲阀61连接；所述喷吹管64采用喷吹管连接件67进行连接固定。

所述清洗与排污系统13包括清洗管路电动蝶阀131、排污管路电动蝶阀132、排污管路水泵133、清洗管路水泵134、工艺水箱135、喷头吸嘴装置136、旋流叶片137、清洗与排污管138。

所述电晕极14为管身焊接有针刺或芒刺的不锈钢管且上端闭口下端开口，电晕极14的上部与喷嘴65通过连接筋651相互焊接，电晕极14位于喷嘴65的中心位置，电晕极14穿过文丘里引流器66并悬吊于金属滤袋10内的中心轴线位置，所述电晕极14通过脉冲喷吹系统6、悬吊装置9与设于除尘器顶部的高压电源5相连接。

所述金属滤袋10穿过净气室8的花板81上的花板孔，并通过袋头密封件与花板81连接并接地。

所述电晕极14与喷嘴65、喷吹管64、悬吊装置9、绝缘子4、高压电源5组成阴极系统，并与金属滤袋10组成除尘器的阴阳极系统；每根电晕极14对应一条金属滤袋10，若干电晕极14对应一台高压电源5，进行分区供电。

所述清洗与排污管138内嵌于电晕极14的不锈钢管内部，清洗与排污管138的下部与喷头吸嘴装置136连接，所述喷头吸嘴装置136位于金属滤袋10的底部；所述清洗与排污管138引至除尘器外部后分为两路，一路与工艺水箱135连接，另一路引至污水处理系统，并在两路管线上分别设置清洗管路电动蝶阀131、清洗管路水泵134、排污管路电动蝶阀132、排污管路水泵133。

所述喷头吸嘴装置136可采用绝缘材料制成，喷头吸嘴装置136内部可设有旋流叶片137，所述旋流叶片137可采用绝缘材料制成。

所述金属滤袋10可采用圆形金属滤袋，金属滤袋上部4/5部分为不锈钢烧结金属纤维毡或烧结金属粉末过滤元件，金属滤袋下部1/5部分为不锈钢筒101，金属滤袋上下部通过焊接联结。

所述清洗与排污管138可采用绝缘材料制成。

本发明的工作原理如下：

经过湿法脱硫塔的含尘、SO₃酸雾及重金属等污染物的高湿烟气通过进口烟道1和进口喇叭2进入箱体11内，经过金属滤袋10的高效过滤，在其外表面拦截99.9％以上的烟尘、大部分的SO₃酸雾及重金属等其他污染物。脉冲喷吹系统6通过定期或定压地向金属滤袋10内喷吹压缩空气，对附在金属滤袋10外表面的上述污染物进行清灰脱除，污染物落入灰斗12中，继而进入污水处理系统。

进入金属滤袋10内部的极微量的烟尘和少量的SO₃酸雾及重金属等其他污染物在电晕极14与金属滤袋10构成的阴阳极系统所释放的电场力作用下荷电后，运动至金属滤袋10的内表面而被其捕集。由于金属滤袋10内表面所捕集的污染物大部分由液体组成，在其重力作用下滑落至金属滤袋10的不锈钢筒101内。清洗与排污系统13定期通过开启清洗管路电动蝶阀131和清洗管路水泵134将工艺水箱135中的清水通过电晕极底部喷入不锈钢筒101内(以低于不锈钢筒101上部与滤料的连接线为宜)，对不锈钢筒101内的污染物进行清洗，然后迅速关闭清洗管路电动蝶阀131和清洗管路水泵134同时开启排污管路电动蝶阀132和排污管路水泵133，将污水泵送至污水处理系统。若需要对金属滤料10的全部内表面进行清洗时，仅需参照上述步骤将清水喷入金属滤袋10内至其顶部并迅速排污。上述清洗过程中，当清水流经喷头吸嘴装置136时，经旋流叶片137对流体的湍动作用，水柱在金属滤袋10内剧烈地回旋，这种回旋作用有利于对金属滤袋10内表面的有效清洗。另外，清洗时需对该分区断电并且与喷吹过程间隔开。