組合電收塵器的製作方法

2023-05-14 15:01:06 1

專利名稱:組合電收塵器的製作方法
組合電收塵器是一種新型管式電收塵器，可作為建材、電力、冶金、化工和食品等工業設備煙塵及散源揚塵的淨化裝置。
和組合電收塵器相關的現有技術主要有美國《國際環境》(Environment Interational)1981年第6期第239～244頁的「管式雙區電收塵器」(tubular Electrostic Precipitaors of Two-stage Design)和美國專利US3，970，437號的「電氣粉塵分離器」(Electric Dust Separator)以及蘇聯專利SU446313號的「電旋風除塵器」(Электроциклон)。
「管式雙區電收塵器」闡述管式電收塵器是由接地的收塵極管和位於其軸線的針狀放電極組成。當放電極通以高壓直流電源時就產生電暈而使粉塵荷電，由於庫侖力的作用，荷電粉塵被收塵極管捕集。在不均勻電場中，粉塵荷電和粉塵捕集同時同區進行的，叫單區(singlestage)管式電收塵器。由於粉塵飽和荷電僅需0.01秒，同時均勻電場中收塵效率最高。因此，可把荷電區(又稱電離區)和收塵區分開。據此而設計出很短的不均勻電場作電離區、較長的均勻電場作收塵區，這就是「雙區」(two-stage)管式電收塵器。
US3，970，437號專利的實質是加了一個凝聚電場的可旋轉的旋風除塵器。其內、外旋風管間有一分離空間，內管是鋁製件，外管是絕緣體，外管內側周布許多電極，為了避免電暈放電而在電極表面覆以緣絕材料。內、外筒間電場是由內向外增強，最後局部凝聚於電極。其內筒上電力線均布。當煙氣切向流入旋轉的分離空間就形成旋流，粉塵同時在電場中極化凝聚成粗大粒子，這樣就在電場力和離心力共同作用下進行收塵。SU446，313號專利是在一臺旋風除塵器的芯管上布滿針形放電極，再以一隻三同軸絕緣管使放電極芯管和外管絕緣。當氣流切向進入內、外管間的電場時，離心力和庫侖力就共同對煙氣除塵。兩份專利的實質都保持了現有旋風收塵器氣流狀態，在內、外管間加一電場。所不同的是US3，970，437號專利電極置於外管且不產生電暈，而SU446，313號專利把內管當作放電極。
顯然，現有的管式電收器和上述兩份專利都是僅有一個電場的電收塵器。其次，在內芯管至灰鬥的軸向界面內有一高速向上的「內旋風」像「龍捲風」那樣不僅攜帶未淨粉塵，還會捲走灰鬥中的積灰;同時從入風口沿上蓋至芯管有一「上灰環」，環中粉塵既輕又細，難以捕集。此外，還存在流場風速與電場風速以及處理煙氣的時間難以協調。至於US3，970，437號專利的旋轉體顯然既複雜又難以密封。
本發明的任務是提供一種新型的組合電收塵器把管式電收塵器單一的電場設計成多電場運行;並在多電場中把單區和雙區電收塵加以組合運用;還要把電場和旋風組合成新型的電旋風收塵器;為了適應不同的工況，其本體又可作為單元進行多元並、串聯組合運行。
據此，本發明的特徵是1.具有多電場的管式電收塵器，即在管式電收塵器外層同軸地套列一至幾個管式電收塵器。內外管上端由匯風筒使其相互隔開，下端由灰鬥使其貫通。煙氣流向是由內管經灰鬥至外管，也可由外管經灰鬥至內管。這樣，內外管電收塵器就串聯起來，形成二個或幾個電場，構成了多電場管式電收塵器。
2.一般情況下，內管採用單區電收塵器，外管採用雙區電收塵器。也可外管為單區，內管為雙區電收塵器。在特定條件下，也可同時採用雙區或單區電收塵器。
3.內、外管電場通常分別由不同電源單獨供電，也可由同一電源供電，同一電源供電時最好加隔離電阻以減少各個電場的相互影響。
4.內管電場煙氣採用下斜式切向進風，且進口風速為10至20米/秒，以形成電旋風。該電旋風收塵器無排氣芯管，煙氣流向外管;同時灰鬥截面積幾倍於內管，故而煙氣在灰鬥中根據「旋轉矩」不變原理，速度大為降低，從而克服了「內旋氣流」和「上灰環」等缺點。
5.採用特有的筒形放電極，其一端或兩端可設置成針筒形、或鋸筒形，或垛筒形，或齒筒形，這樣就具有雙區管式電收塵器的功能。
6.在灰鬥中設置障灰環，防止二次飛灰。
7.為使外管氣流均布，在內管下端和障灰環上端酌情設置配風環，(小風量時可免)。
8.在匯風筒頂部和灰鬥臺面分別設置清灰振動電機進行縱向振動清灰。
9.組合電收塵器本體既可單元運行也可採用多元並、串聯運行。
本發明的技術解決方案進一步用附圖加以說明圖1是組合電收塵器的結構圖。
圖2是內管切向進風形成旋風示意圖;
圖3是圖1的A-A剖面;
圖4是針筒形放電極;
圖5是鋸筒形放電極;
圖6是垛筒形放電極;
圖7是齒筒形放電極;
圖8是四單元長陣並聯組合運行主視圖;
圖9是圖8的俯視圖。
圖10是四單元方陣並聯組合運行主視圖;
圖11是圖10的俯視圖。
圖1是本發明的最佳實施方案。
圖1中內管〔17〕和位於其軸線的放電極〔7〕組成內管電場;同時內管〔17〕還和外管〔16〕及其同軸的外放電極〔9〕組成外管電場。外放電極〔9〕與內管〔16〕和外管〔17〕的距離大致相等;其幾何形狀如圖4、圖5、圖6、圖7、所示，酌情選用其中一種。內、外管的上端由匯風筒蓋板〔1〕使其彼此隔離，下端在灰鬥〔11〕處彼此貫通。煙氣從匯風筒進風口〔19〕經過進風管〔18〕下斜切向流入內管〔17〕，再經灰鬥〔11〕和外管〔16〕排出。內、外放電極〔7〕和〔9〕分別由內、外導電桿〔2〕和〔4〕引接高壓直流電源，〔21〕、〔3〕和〔5〕作為絕緣支承。採用重錘〔10〕將〔7〕定位，也可用絕緣支承把〔7〕和〔12〕絕緣聯接取代〔10〕。〔8〕是外電極〔9〕的連接吊杆，〔15〕是內管〔17〕的支承架。障灰環〔12〕固定於灰鬥中，灰鬥〔11〕下端開有排灰口〔13〕。灰鬥中側開有檢查門〔14〕。清灰振動電機〔20〕安裝在匯風筒蓋板〔1〕上。
組合電收塵器煙塵淨化機理如下從圖1和圖2可以看出，煙氣由進風口〔19〕經進風管〔18〕高速下斜地切向流入內管電場，其入口風速為10至20米/秒。在管電場中氣流由直線運動變為園周運動，在電場中以螺旋狀流向灰鬥〔11〕，此時粉塵一方面受離心力而趨向內管壁，另一方面由於內放電極〔7〕具有高電壓而產生電暈放電，電離氣體離子附著在粉塵上而使粉塵荷電，荷電粉塵在〔7〕和〔17〕組成的電場中又受庫侖力作用而被內管〔17〕吸附。正是庫侖力和離心力共同作用，對煙氣進行電旋風第一次收塵。
螺旋向下的煙氣到達灰鬥〔11〕時，由於灰鬥〔11〕截面積幾倍於內管，根據「旋轉矩」不變原理其徑向風速大大降低，其軸向風速不僅大減，還要由方向向下經過零速折而向上。因為外管電揚取代了現有電旋風的排氣芯管，故而這種電旋風既不存在「龍捲風」似的「內旋氣流」問題，也不存在「上灰環」問題，從而成為高效可靠的電旋風。
煙氣在灰鬥的換向過程中，在零速界面內，粉塵因慣性力，重力和和靜電力(因為粉塵在內管電場中業已荷電，且極性和灰鬥部件相反)對粉塵進行第二次捕集。
為了防止二次飛灰，在飛灰鬥〔11〕下部設置了障灰環〔12〕。
經過二次收塵的煙氣進入外管雙區電揚時含塵濃度大為降低，且粉塵粒度輕細，粉塵在雙區電收塵器中的電離區再次荷電，緊接著進入均勻電場的收塵區。當採用負電暈時，正離子粉塵被放電極吸附，負離子粉塵被作為收塵極的內、外管吸附。其餘粉塵在均勻強電場中極化、碰撞而凝聚成粗大的極化粒子，這就是「極化凝聚」或「空間凝聚」。在外管電場中經過幾次反覆處理就會把煙氣完全淨化。此管式雙區電收塵器具有下列特點1.內外管均是收塵極，收塵表面積大;2.電離區很小，既節電又減少火花故障的可能性;3.放電極表面積很大不易發生「電暈封閉」;4.均勻電場的極化凝聚和分段雙區重複電離和收塵，均有利於收塵;5.雙區電收塵的放電極選用針筒形或鋸筒形或垛筒形成齒筒形電極，易於製作。
淨化的煙氣由匯風筒出口〔6〕排出。
極板上捕集的粉塵由振動電機〔20〕清灰。
本發明在圖1的基礎上可同軸套列幾隻管式電收塵器，煙氣流向既可由內管至外管也可由外管至內管。煙氣既可切向進風也可徑向進風。既可採用幹法也可採用溼法管式電收塵。
本發明的電場電源電壓範圍為直流±20千伏至±160千伏。一般採用負電暈。本發明的內、外電場一般各自單獨供電，也可共用同一電源，此時，內、外電場間最好加隔離電阻以減少各電場的相互影響。在特殊場合，內、外電場可切除某一電場電源，極個別情況可完全協除電源變成特殊的旋風收塵器。
組合電收塵器作為單元可進行多元並聯或串聯或混聯運行。
圖8和圖9為4支組合電收塵器長陣並聯組合運行的示意圖。其處理煙氣流量約為單體的4倍。煙氣由進風口〔31〕進入變徑管〔32〕對四支組合電收塵器〔34〕初步配風後，再經調風閥〔41〕調節大致等量地進入每支組合電收塵器的進風管〔40〕，煙氣在組合電收塵器〔34〕中完成淨化處理後由其出風管〔39〕排出，經接管〔38〕匯入匯風管〔37〕最後由出風口〔33〕排出。每支組合電收塵器本體捕集的粉塵由其灰鬥徑分格輪卸料器〔35〕排至螺旋輸送機〔36〕，由〔36〕輸送至指定的地點。
組合電收塵器四單元方陣並聯組合運行可參見圖10和圖11。其處理煙量也為單個組合電收塵器的4倍。煙氣異形進風管〔51〕配風至4隻組合電收塵器〔52〕的入風管〔53〕，煙氣在每隻組合電收塵器內淨化後，由各自的出風管〔54〕排至匯風管〔57〕，然後由出風管〔55〕排出。各個組合電收塵單體的集灰由分格輪卸料器〔56〕卸出。
不論長陣組合還是方陣組合，其組合單元的數量可多可少，由現場工況選定。
鑑於上述，本發明之組合電收塵器，同現有技術相比具有以下特徵1.組合電收塵器是多電場管式電收塵，可對粉塵進行多次收塵;它又是把單區和雙區，庫侖力和離心力以及慣性力和重力進行綜合收塵的煙氣淨化裝置，其結果是高效可靠。
2.其內管電旋風收塵器既無高速向上的「內旋氣流」又無」上灰環」存在，結構新穎，簡單可靠。
3.雙區管式電收塵收塵極表面積大，同時放電極表面積也很大，又有極化凝聚效應必然增加收塵效果而不會產生電暈封閉。
4.雙區電收塵器的電離區很小，既節約電暈功率又減少火花故障。
5.組合電收塵器既可單獨運行又可作為單元進行靈活多變的多元並、串聯及混聯組合。
6.結構簡單、緊湊，節約鋼材，便於製造、運輸、安裝、和檢修。
權利要求
1.具有多電場的組合電收塵，在管式電收塵器外層同軸地套列一個或幾個管式電收塵器。其內管(17)和內放電極(7)組成內管電場。內管和外管(16)及外放電極(9)組成外管電場。內管(17)和外管(16)上端由匯風筒蓋板(1)使其彼此隔離，下端在灰鬥(11)彼此貫通。煙氣從匯風筒的進風口(19)經進風管(18)切向進入內管(17)，在內管電場中形成電旋風，再經灰鬥(11)至外管(16)由匯風筒出口(6)排出。內放電極(7)和外放電極(9)分別由內導電桿(2)和外導電桿(4)接高壓直流電源。絕緣子(21)、(3)和(5)支承內放電極(7)和外放電極(9)，內放電極(7)用重錘(10)定位，也可用絕緣支承。外放電極(9)由幾個針筒形電極或齒筒形電極組成雙區電收塵，用連接吊杆(8)連接。內管(17)由支承架(15)支承。在灰鬥(11)中設置障灰環(12)，灰鬥下端有排灰口(13)，中側有檢查門(14)。匯風筒蓋板(1)上設有振動清灰電動機(20)。本發明的特徵是由內管(17)和內放電極(7)組成內管電場，由內管(17)、外管(16)、外放電極(9)組成外管電場。內、外管上端由匯風筒蓋板(1)使其彼此隔，下端在灰鬥(11)處彼此貫通，使內管電場和外管電場串聯起來，煙氣從匯風筒進口(19)經內管(17)、灰鬥(11)到外管(16)由匯風筒出口(6)排出。煙氣流向也可反過來進行。
2.根據權利要求
1，本發明的特徵是內管電場切向進風形成電旋風，該電旋風無內部排氣芯管，灰鬥(11)截面幾倍於內管(17)的尺寸，灰鬥(11)內的風速大大低於內管(17)中的風速，在灰鬥(11)中煙氣流向由螺旋向下變成外斜向上。若採用徑向進風就構成普通內管電收塵器。
3.根據權利要求
1，本發明的特徵是外管電場由內管(17)和外管(16)作用收塵極，外放電極(9)和內管、外管同軸且與內、外管的距離大致相等。構成一個管式電收塵器。
4.根據權利要求
1、2和3，本發明的特徵是內、外電極做成針筒形或鋸筒形或垛筒形或齒筒形放電極時，構成雙區電收塵器。內、外電極做成普通放電極時，構成單區電收塵器。內、外管電場既可為單區電收塵器和雙區電收塵器串聯也可都做成單區電收塵器或雙區電收塵器。
5.根據權利要求
1、至4、本發明的特徵是兩個或幾個內、外管同軸的電場，各個電場可分別供給高壓直流電源，也可共用同一高壓直流電源，直流電源電壓為±20KV至±160KV，採用負電暈，也可採用正電暈或正、負交錯。
6.根據權利要求
1、至5、本發明的特徵是在灰鬥(11)中設有障灰環(12)，防止二次飛灰。
7.根據權利要求
1、至6、本發明的特徵是組合電收塵器可單個運行，也可多元並聯或串聯、或混聯運行。
專利摘要
組合電收塵器是工業煙塵淨化裝置。它既是數臺管式電收塵的同軸組合，又是單區和雙區電收塵器的串聯組合，它還把電場和旋風收塵進行電旋組合，而其本身又可作為單元進行多元並、串聯組合。其內、外管上端由匯風筒隔開，下端靠灰鬥貫通。煙氣由匯風筒切向進入內管電場形成電旋風第一次收塵，再在灰鬥中由沉降和電力進行每二次收塵，外管為雙區電收塵，粉塵在電離區再次荷電，在收塵區的均勻強電場中完成煙氣的淨化處理；最後由匯風筒排出。
文檔編號B03C3/70GK86104221SQ86104221
公開日1987年1月31日 申請日期1986年6月24日
發明者李浩林 申請人:國家建築材料工業局合肥水泥研究設計院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan