循環流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風氣固分離裝置的製作方法

2023-10-08 21:13:24

專利名稱：循環流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風氣固分離裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣固分離裝置，具體是一種應用於循環流化床鍋爐中800°c以上高溫場合或相似應用場合下煙氣氣固分離的分體式分離裝置。
背景技術：
在循環流化床鍋爐800°C以上高溫物料分離場合裡，已見採用一體化的電力 旋風組合的分離器。它主要依靠材料電子熱發射機制，促使粉塵荷電，再被低電壓電場驅向收塵極捕集的無電暈式新型電力除塵技術，與傳統的依靠旋轉離心力實現氣固分離的旋風分離器技術串行連接，形成組合技術；並可將之應用於工作環境溫度高於800°C、粉塵濃度極高的、且需要氣固分離的場合，譬如循環流化床鍋爐高溫煙氣氣固分離工藝(也可推廣應用到類似的工業高溫除塵工藝中)。由於這種新型的電力分離器主要是依靠逸出功極低的電極材料在高溫煙氣環境中汲取熱量作為發射能量，所以僅須輔以極低的發射電壓(2500伏)就可釋放出大量自由電子而促使粉塵荷電，由此我們謂之為環境「自激式」。同時，為了避免在循環流化床鍋爐旋風分離器內固體濃度太高，極易對電場作用產生屏蔽的問題，我們改變了目前流行的電場作用力與旋轉離心力在煙氣流程上並行施加式電旋風除塵器技術的已有組合方式。本發明採用先以旋轉離心力分離高濃度粉塵後，再在分離器末端 旋風分離器出口粉塵濃度大大降低的區域搭接入電力強化作用，以使電場力作用集中施加在細微粉塵的捕集上；既突顯靜電除塵技術的優勢，又可彌補旋風除塵技術對細微顆粒分級捕集效率低下的缺陷。因此，從這兩種技術之間的無縫式連接的作用方式上又可謂之為「串行式」。因而我們稱謂由這兩種技術組合而成，用於實現煙氣氣固分離的裝置為「自激串行電力-旋風氣固分離裝置(或除塵裝置)」
這種高溫氣固分離器具有設備結構緊湊的特點，但是也存在著一些不足之處。譬如其陰極布置在旋風分離器中心筒裡，布置場地較小，陰極發射功率受到限制，影響該技術的大型化應用。又如其靜電分離空間曲面結構較多，致使其電場性能較低。再者其製造工藝複雜，製造、維護成本較高。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種陰極發射功率不受限制、電場穩定的分體式自激串行電力-旋風氣固分離裝置，同時還具有製造、安裝簡單及維護方便的特點。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是
一種循環流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風分離裝置，其特徵在於包括旋風分離器以及電力氣固分離器，所述的旋風分離器的上部設置有煙氣排出筒，在旋風分離器的下端為飛灰返料管，所述的電力氣固分離器包括殼體、發射極板以及收塵極板，所述的殼體設置有煙氣進口、煙氣出口以及落灰出口，所述的發射極板設置在所述的煙氣進口內部，所述的收塵極板設置在所述的落灰出口上端；所述的煙氣進口與所述的煙氣排出筒連接。
所述的收塵極板為平面板。所述的落灰出口連接至所述的飛灰返料管。本發明分離裝置的工作原理和工藝流程是這樣的
溫度高於800°C的含塵煙氣由煙氣入口加速切向進入高溫旋風分離器之內，首先由筒體切圓產生的旋轉離心力將大量各種粒徑的灰塵從高溫煙氣中分離出來，聚集至旋風分離器的內壁上後由重力作用下滑匯至飛灰返料管，並返回循環流化床鍋爐爐膛內。經初次氣固分離後仍含有細微塵粒的煙氣在旋風分離器內中心空間升壓反彈旋轉上行，經旋風分離器煙氣排出筒被引入電力氣固分離器，在其流經的發射極板過程中，由高溫煙氣能量和電壓為2500伏的低電場力共同激發出發射極材料中的大量自由電子，致使途經於此的煙氣中細微塵粒荷電。大量帶有負電性的塵粒隨高溫煙氣流經收塵極板區，在電場力的作用下被捕集，並墜落入其底部灰鬥和飛灰返料管內，匯流後再入爐膛。與現有技術相比，本發明的有益效果是
(1)分體式布置的循環流化床鍋爐自激串行電力-旋風氣固分離裝置將一體化布置的循環流化床鍋爐自激串行電力-旋風氣固分離裝置的電力發射陰極板從旋風分離器中心筒內壁布置轉移到旋風分離器煙氣排出筒的出口處布置，煙氣排出筒只是一個連接管， 導出煙氣而已，所以極大的簡化了旋風分離器的機構，這種改變不但使得在循環流化床鍋爐高溫煙氣氣固分離工藝段裡，大面積地布置發射極成為了可能，這將有利於該技術向大型化應用方向發展。而且可以使得該技術的靜電分離部分由較多的曲面結構形式改變成平面結構形式，其有利於靜電場的放電電壓水平提高，從而提高了分離裝置運行的穩定性和安全性水平。(2)本分離裝置是由電力分離作用強化旋風分離器的氣固分離效果的。這種組合式氣固分離的方法在電旋風除塵器技術中曾廣泛被採用，但它是採用電暈式電力除塵器作為兩種技術的組合基礎。然而，電暈式電力除塵器的最高工作溫度一般在500 600°C之下。溫度再高上去因氣體密度變小而極易使電暈場發生擊穿現象，致使電力除塵器工作無法穩定。而本發明使用的是基於材料電子熱發射的電力除塵技術，它沒有電暈產生，因而也不存在電暈場擊穿的風險。但是在電場中必須存在800°C以上的高溫能量，依靠其作為激發靜電除塵器發射極內部自由電子突破其材料表面勢壘的主要力量。而在循環流化床鍋爐裡高溫煙氣氣固分離段的工藝溫度正好具備這樣的條件，可以加以利用。這樣一來不僅穩定了電力分離器的工作性能，而且可使鍋爐生產工藝中的自身能量得到充分地利用；高溫環境下應用和設備性能穩定這是本發明優點之一。(3)其次，電力分離器雖在強化捕捉1 100 μ m的細微塵粒方面有明顯優於旋風分離器的長處，但是它在高濃度的環境中易被灰塵屏蔽住電場力作用。本發明採用先以旋轉離心力分離90%左右的煙氣中的粗大塵粒，在煙氣中的粉塵濃度大幅下降的旋風分離器出口串接上電力分離器的作用，強化對煙氣裡殘餘的細微顆粒二次捕集效果。這種技術組合方式是既發揮了兩種技術各自的特長，又規避了兩種技術各自的弱點，使得整個氣固分離裝置在分離總效率和細微顆粒分級效率兩方面均有所提高；細微顆粒捕集效率低是目前應用於循環流化床鍋爐的各種型式氣固分離器存在的共性缺陷，尚不能得到很好的解決，依靠本發明將有望在這方面獲得較大的技術突破。細微顆粒分離效率高和抗粉塵屏蔽性能好這是本發明優點之二。(4)採用分體式布置的循環流化床鍋爐自激串行電力-旋風氣固分離裝置，它可以降低採用一體化布置的循環流化床鍋爐自激串行電力-旋風氣固分離器在製造和維修方面的難度，節省生產成本。而且，循環流化床鍋爐工藝流程上在高溫氣固分離器出口至下遊銜接設備之間正好有一段工藝過渡通道，足以布置靜電分離器；在基本不改變循環流化床鍋爐主要設備常見結構設計的情況下，充分利用工藝過渡空閒空間，降低循環流化床鍋爐自激串行電力-旋風氣固分離器一體化設計的製造和維護的難度這是本發明的優點之四。


圖1是本發明分離裝置的結構示意圖。其中1、高溫旋風分離器，2、電力氣固分離器，3、直流電源，4、發射極板，5、收塵極板，6、飛灰返料管，7、煙氣排出筒。
具體實施例方式下面結合圖1對本發明進一步說明
如圖1所示，本發明循環流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風分離裝置包括高溫旋風分離器1、電力氣固分離器2、直流電源3、發射極板4、收塵極板5、落灰通道6和煙氣排出筒7等組成。旋風分離器1的上部設置有煙氣排出筒，在旋風分離器的下端為飛灰返料管6，電力氣固分離器包括殼體、發射極板4以及收塵極板5，殼體設置有煙氣進口、煙氣出口以及落灰出口，發射極板設置在所述的煙氣進口內部，收塵極板設置在所述的落灰出口上端；煙氣進口與煙氣排出筒7連接，收塵極板為平面板，在發射極板和收塵極板上接通直流電源3。落灰出口連接至所述的飛灰返料管。
權利要求
1.一種循環流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風氣固分離裝置，其特徵在於包括旋風分離器以及電力氣固分離器，所述的旋風分離器的上部設置有煙氣排出筒，在旋風分離器的下端為飛灰返料管，所述的電力氣固分離器包括殼體、發射極板以及收塵極板，所述的殼體設置有煙氣進口、煙氣出口以及落灰出口，所述的發射極板設置在所述的煙氣進口內部，所述的收塵極板設置在所述的落灰出口上端；所述的煙氣進口與所述的煙氣排出筒連接。
2.根據權利要求1所述的循環流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風氣固分離裝置， 其特徵在於所述的收塵極板為平面板。
3.根據權利要求1或2所述的循環流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風氣固分離裝置，其特徵在於所述的落灰出口連接至所述的飛灰返料管。
全文摘要
本發明公開了一種循環流化床鍋爐分體式自激串行電力-旋風分離裝置，包括旋風分離器以及電力氣固分離器，所述的旋風分離器的上部設置有煙氣排出筒，在旋風分離器的下端為飛灰返料管，所述的電力氣固分離器包括殼體、發射極板以及收塵極板，所述的殼體設置有煙氣進口、煙氣出口以及落灰出口，所述的發射極板設置在所述的煙氣進口內部，所述的收塵極板設置在所述的落灰出口上端；所述的煙氣進口與所述的煙氣排出筒連接。與現有技術相比，靜電分離部分由較多的曲面結構形式改變成平面結構形式,其有利於靜電場的放電電壓水平提高,從而提高了分離裝置運行的穩定性和安全性水平。
文檔編號B04C9/00GK102494335SQ20111045267
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者楊亞平 申請人:東南大學