專利名稱：靜電布袋緊密混合式除塵器及其運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣或氣體中的顆粒物去除設(shè)備,尤其涉及一種電除塵器及布袋除塵器， 屬于工業(yè)除塵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中，如發(fā)電、金屬冶煉的燃燒裝置，常常會在排放的氣體中帶有固體塵粒即 顆粒物。這些顆粒物分散在空氣中，形成灰色的氣團(tuán)，并隨風(fēng)飄散而到處飄落，污染環(huán)境。 部分粒徑很小的顆粒物，能夠從呼吸道進(jìn)入人體內(nèi)，表面還可能會富集大量的重金屬等，對 動植物以及人類的身體健康會造成很大的危害。工業(yè)生產(chǎn)的某些環(huán)節(jié)，也會對空氣的質(zhì)量提 出很高的要求，這也提出了對氣體里面的粒狀物去除的需求。
現(xiàn)有技術(shù)中使用的除塵裝置包括靜電除塵器以及傳統(tǒng)的脈沖反吹式布袋除塵器等，在對 除塵效率要求不很高的情況下，還可以使用重力沉降室、旋風(fēng)分離器以及水膜除塵器等。
專利W0 02/076618 A2提出了一種先進(jìn)的靜電與布袋混合的顆粒收集器，其結(jié)構(gòu)如附圖 (l)所示。其主要特征在于，在相鄰的兩行濾袋之間放置一排放電電極，這排電極和相鄰的兩 行濾袋之間放置一定丌孔比例的接地孔板，在放電電極與接地孔板之間施加電勢差，便形成 相鄰的兩行濾袋中間的兩塊孔板之間的靜電除塵區(qū)域。同時在兩塊孔板的兩端也安裝孔板， 用孔板形成對濾袋行兩側(cè)端面的封閉，避免濾袋被高壓放電極與孔板之間的高壓電場電擊損 毀。其運(yùn)行方式如下布袋正常過濾階段，待過濾煙氣從煙氣入口管道ll，經(jīng)入口管內(nèi)氣流 分布板12,漸擴(kuò)氣流分布板13，除塵器入口氣流分布板13，進(jìn)入到先進(jìn)混合式顆粒收集器 的過濾室內(nèi)。氣流首先流經(jīng)入口段氣流阻隔板23，進(jìn)入到由高壓放電極21與帶孔接地的收 塵極板25形成的靜電除塵區(qū)域24，此后氣流開始部分的穿過收塵極板25上所開的孔進(jìn)入到 布袋30的附近，最后所有的氣體都從布袋30外側(cè)進(jìn)入袋內(nèi)，并從袋上方的出口進(jìn)入凈氣倉， 再進(jìn)入尾部的煙道。清灰的時候，以比較大壓力的脈沖氣體從布袋內(nèi)進(jìn)行反吹，使得布袋外 側(cè)的顆粒層破碎并隨氣流攜帶至靜電除塵區(qū)域24，并被荷電而部分收集在接地孔板25上。
這項(xiàng)發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，它解決了之前發(fā)明所存在的問題即濾袋行在脈沖反吹時引起的 揚(yáng)塵大部分被相鄰濾袋行或自身再次吸附。在這項(xiàng)發(fā)明中，過濾單元反吹清灰時，通過具有 比較高能量和體積的脈沖壓縮氣體的作用，使得清灰揚(yáng)塵能穿過接地孔板回到孔板與電極間 的靜電收塵區(qū)而被孔板收集，這樣可以提高脈沖氣體對濾袋的反吹清灰效率，降低系統(tǒng)的阻 力，延長濾袋的使用壽命。
在上述專利WO 02/076618 A2中，布袋迸行正常過濾時，氣流可以直接通過接地孔板上 的孔進(jìn)入布袋區(qū)域，這些開孔面積的存在減少了接地板的有效收塵面積，從而降低靜電除塵
的效率。對于布袋部分而言，如果電除塵的效率從90%降低到80%，來流氣體中的含塵量就增 加了一倍，相應(yīng)的清灰周期就要縮短，布袋的使用壽命也會縮短很多。因此，提高布袋前電 除塵器的效率會使整個除塵系統(tǒng)的性能提高更多。
對于專利W0 02/076618 A2，由于它采用接地孔板作為靜電除塵器部分的收塵極，而靜 電除塵器的除塵效率又與收塵極的面積有很大的關(guān)系。通過計算電除塵器除塵效率最常用的 Deutsch模型計算發(fā)現(xiàn)，在專利W0 02/076618 A2中的開孔收塵極板對煙氣中的顆粒脫除效 率不足60%，而且實(shí)際上由于進(jìn)入布袋過濾區(qū)域的煙氣，并沒有穿過完整的孔板過濾區(qū)域， 靜電除塵效率還會有一定程度的降低。如果沒有這些開孔，除塵效率會達(dá)到90%。對布袋而 目'，丌孔之后的收塵極板使得進(jìn)入布袋表面處的煙氣中的顆粒濃度相對于原始煙氣的濃度由 未丌孔時的10%提高到40%。若布袋設(shè)置成在特定的壓力下清灰，清灰頻率便可能山于收塵極 的丌孔提高到原來的4倍，加速了布袋的老化，而且消耗更多的清灰氣體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種靜電布袋緊密混合式除塵器及其運(yùn)行方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)在 正常過濾情況下沒有充分利用靜電除塵的弱點(diǎn)，使得正常過濾情況下進(jìn)入布袋表面的顆粒濃 度大幅度降低，有效的降低系統(tǒng)運(yùn)行壓降、清灰氣體的使用量以及布袋的磨損老化，進(jìn)一歩 延長布袋的使用壽命。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種靜電布袋緊密混合式除塵運(yùn)行方法，其特征在于該方法包括如下歩驟
1) 待除塵煙氣由除塵器入口進(jìn)入收塵室，經(jīng)過氣流阻隔板，穿過由高壓放電極及接 地收塵極板構(gòu)成的靜電除塵區(qū)域，接地收塵極板采用能夠打開和關(guān)閉的結(jié)構(gòu)；
2) 在布袋正常過濾時，接地收塵極板處于關(guān)閉狀態(tài)，接地收塵極板對垂直極板方向 的氣流進(jìn)行阻隔，煙氣由靜電除塵區(qū)域到達(dá)接地收塵極板的尾端，然后進(jìn)入由布袋及兩側(cè)的 接地收塵極板構(gòu)成的過濾除塵區(qū)域，再經(jīng)過布袋過濾排出；
3) 在布袋進(jìn)行清灰時，接地收塵極板打開，允許氣流穿過極板，使得布袋清灰的揚(yáng) 塵穿過接地收塵極板回到靜電除塵區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對揚(yáng)塵的捕集。
本發(fā)明還提出了一種實(shí)施所述運(yùn)行方法的靜電布袋緊密混合式除塵器，含有煙氣入口管 道，漸擴(kuò)氣流分布板，除塵器入口氣流分布板，收塵室，設(shè)置在收塵室內(nèi)的高壓放電極,入口 段氣流阻隔板，布袋以及布置在所述布袋和相鄰高壓放電極之間的接地收塵極板，其特征在 于所述的接地收塵極板采用百葉窗式收塵極板，所述的入口段氣流阻隔板分別與布袋兩側(cè) 的百葉窗式收塵極板靠近入口的一端相連，形成一端開口的不完全封閉形式。
本發(fā)明所述的百葉窗式收塵極板采用橫向布置。
本發(fā)明還提出了另一種實(shí)施所述運(yùn)行方法的靜電布袋緊密混合式除塵器，含有煙氣入口 管道，漸擴(kuò)氣流分布板，除塵器入口氣流分布板,收塵室，設(shè)置在收塵室內(nèi)的高壓放電極，入
口段氣流阻隔板，布袋以及布置在所述布袋和相鄰高壓放電極之間的接地收塵極板，其特征在 于所述的接地收塵極板采用雙層孔板結(jié)構(gòu)，兩塊孔板能夠相對移動，使兩塊孔板中的孔處 于連通或錯開狀態(tài)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果采用本發(fā)明提出的方法，保證了 布袋過濾時電除塵部分的效率及布袋清灰時靜電對布袋揚(yáng)塵的脫除，實(shí)現(xiàn)對整個除塵系統(tǒng)性 能的提升，有效的降低系統(tǒng)運(yùn)行壓降并延長布袋的使用壽命。已有的技術(shù)采用固定丌孔的孔 板作為靜電收塵極板，在過濾的時候，這些孔一方面減少收塵面積，另外也為氣流從靜電除 塵區(qū)域直接進(jìn)入布袋過濾區(qū)域提供通道，成為降低靜電除塵器效率的因素。本發(fā)明集中針對 這些丌孔在不同階段的影響，采用一種可以打開和關(guān)閉的接地收塵極板替代已有技術(shù)中的固 定孔板設(shè)計，并形成一種新的靜電布袋緊密混合式除塵器運(yùn)行方法在^常過濾的時候，收 塵極板處于關(guān)閉狀態(tài)，對垂直極板方向氣流進(jìn)行阻擋，使得氣流必須先經(jīng)過完整的靜電除塵 部分才能進(jìn)入到布袋附近進(jìn)行過濾除塵，大幅提高靜電除塵部分的顆粒收集效率；清灰階段， 接地收塵極板打開，允許氣流從布袋附近直接穿過極板回到靜電除塵區(qū)域，實(shí)現(xiàn)布袋清灰的 揚(yáng)塵在靜電除塵區(qū)域的捕集。這種設(shè)計保留了現(xiàn)有技術(shù)利用靜電對布袋清灰揚(yáng)塵脫除的優(yōu)點(diǎn)， 同時實(shí)現(xiàn)了布袋過濾時對靜電除塵區(qū)域的充分利用。
采用本發(fā)明的除塵器及運(yùn)行方法后，靜電除塵區(qū)域過濾時收塵極板的面積就相當(dāng)于已有
專利W0 02/076618 A2中接地收塵孔板不丌孔時的面積，煙氣穿過靜電除塵區(qū)域時除塵效率 達(dá)到90%，大大改善了靜電的收塵效果。這樣布袋所過濾的氣流已經(jīng)經(jīng)過了完整的電除塵區(qū) 域的過濾，其含塵濃度比已有同類技術(shù)里布袋所過濾的氣體中要低很多(在上面的計算中， 改進(jìn)后布袋過濾的入口氣體含塵濃度只有專利WO 02/076618 A2的混合除塵器的1/4)，因此
布袋的過濾壓降必將增長緩慢，也使得反吹頻率降低，降低運(yùn)行能耗的同時布袋部分的性能
及使用壽命會有很大的提高。此外，電除塵器振打的時候，接地收塵極板處于關(guān)閉狀態(tài)，這
樣還避免現(xiàn)有技術(shù)在靜電除塵區(qū)域進(jìn)行振打時可能會有揚(yáng)塵直接穿過孔板的孔進(jìn)入到布袋表
面的情況。


圖1為專利W0 02/076618 A2的混合式顆粒收集器的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2為實(shí)施本發(fā)明所述運(yùn)行方法的靜電布袋緊密混合式除塵器的一種實(shí)現(xiàn)的立體結(jié)構(gòu)示 意圖，釆用橫向的百葉窗作為可以打開和關(guān)閉的接地收塵極板。
圖3為圖2的頂部視圖，表示在靜電布袋緊密混合式除塵器iH常過濾時的狀態(tài)以及過濾 煙氣的流動路徑。
圖4為圖2的頂部視圖，表示在靜電布袋緊密混合式除塵器的布袋進(jìn)行清灰時的狀態(tài)以 及反吹清灰氣體的流動路徑。 '
圖5a:圖2所實(shí)現(xiàn)的靜電布袋緊密混合式除塵器內(nèi)，布袋與相鄰的接地收塵極板在布袋
過濾時的正面視圖。圖5b:圖2所實(shí)現(xiàn)的靜電布袋緊密混合式除塵器內(nèi)，布袋與相鄰的接地收塵極板在布袋 進(jìn)行反吹清灰時的正面視圖。圖6為實(shí)施本發(fā)明所述運(yùn)行方法的靜電布袋緊密混合式除塵器的另一種實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意 圖，從頂部向下俯視，采用可以相對移動的雙層孔板作為接地收塵極板，本圖顯示了布袋過 濾時雙層孔板的開孔錯開布置形成對氣流阻隔時的狀態(tài)。圖7為圖6在布袋進(jìn)行清灰時雙層孔板的幵孔連通布置，讓反吹產(chǎn)生的氣流及揚(yáng)塵通過 孔板的狀態(tài)。圖8a:開孔錯開的雙層孔板接地收塵極板；圖8b:開孔連通的雙層孔板接地收塵極板。圖中1-除塵器入口漸擴(kuò)段，2-除塵器側(cè)板，3-除塵器后端板，5-灰斗，U-煙氣入口管 道，12-入口管內(nèi)氣流分布板，13-漸擴(kuò)氣流分布板，14-除塵器入口氣流分布板，21-高壓放 電極，22-百葉窗式接地收塵極板，22a-關(guān)閉的百葉窗式接地收塵極板，22b-打開的百葉窗式 接地收塵極板，23-入口段氣流阻隔板，24-靜電除塵區(qū)域，25-接地收塵孔板，26-雙層孔板 接地收塵極板，26a-開孔錯開的雙層孔板接地收塵極板，26b-開孔連通的雙層孔板接地收塵 極板，30-布袋。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明圖2是本發(fā)明提出的一種實(shí)施所述方法的靜電布袋緊密混合式除塵器，采用了橫向的百 葉窗作為可以打開和關(guān)閉的接地收塵極板。圖中，布袋出口處的花板，上方的凈氣室，以及 電極供電、絕緣、振打，布袋的清灰輔助系統(tǒng)均未畫出。煙氣經(jīng)入口漸擴(kuò)段l進(jìn)入到由除塵器入口漸擴(kuò)段l、除塵器側(cè)板2以及除塵器后端板3組成的除塵室，過濾結(jié)束后從除塵器內(nèi) 布袋30頂部的出口進(jìn)入凈氣室(未畫出)再排出。圖3是圖2從頂部向下的俯視圖，靜電布袋緊密混合式除塵器的布袋處于過濾時的工作 狀況。煙氣從煙氣入口管道ll，經(jīng)入口管內(nèi)氣流分布板12、漸擴(kuò)氣流分布板13、除塵器入 口氣流分布板14進(jìn)入到除塵器內(nèi)，在入口段氣流阻隔板23的阻礙下，首先進(jìn)入由高壓放電 極21與相鄰的百葉窗式接地收塵極板22形成的靜電除塵區(qū)域24。高壓放電極21與百葉窗 式接地收塵極板22之間施加有一定的電勢差，形成高壓放電極21與百葉窗式接地收塵極板 22之間的靜電除塵區(qū)域24。此時百葉窗式收塵極板22關(guān)閉，形成完整的一片，氣流需要穿 過靜電除塵區(qū)域24到達(dá)高壓放電極21組成的電極排的末端，即到達(dá)接地收塵極板的尾端， 在除塵器后端板3的阻礙作用下，折回進(jìn)入到布袋30與百葉窗式接地收塵極板22之間的過 濾除塵區(qū)域，如圖中較粗的虛線所示。這樣，進(jìn)入到過濾除塵區(qū)域的煙氣都先經(jīng)過了較長通 道的靜電過濾，其含塵濃度會大大降低。此外，電除塵部分對百葉窗式接地收塵極板22或高 壓放電極21的振打也選擇在圖3的工作狀況下進(jìn)行，這樣可以避免振打的揚(yáng)塵直接進(jìn)入到布
袋的表面，也對過濾性能有一定的提高。圖4是本發(fā)明提出的靜電布袋緊密混合式除塵器對布袋進(jìn)行反吹清灰時的工作狀況，也 是圖2從頂部向下的俯視圖。這個時候，百葉窗式接地收塵極板22處于打開狀態(tài)，即每一小 片都旋轉(zhuǎn)一定的角度，形成從布袋30直接穿過百葉窗式接地收塵極板22上的狹縫進(jìn)入到靜 電除塵區(qū)域24的通道，讓反吹清灰引起的濾袋外表面破碎的顆粒直接進(jìn)入到靜電除塵區(qū)域 24并隨即被荷電捕集。布袋清灰結(jié)束之后關(guān)閉百葉窗，讓百葉窗式接地收塵極板22仍形成 完整的一片，恢復(fù)圖3中的正常過濾狀態(tài)。圖5是布袋與相鄰的極板電極在過濾及清灰狀態(tài)下的示意圖，其中圖5a為布袋過濾的狀 態(tài)，圖5b為布袋清灰時的狀態(tài)。過濾時，百葉窗式極板關(guān)閉22a形成完整的一片，布袋30 清灰時，百葉窗打開22b從布袋直接穿過狹縫到靜電除塵區(qū)域的通道，顆粒碎片便可以穿過 這些通道進(jìn)入到靜電除塵區(qū)域而被捕集。圖6為本發(fā)明提供的靜電布袋緊密混合式除塵器的另一種實(shí)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，采用可 以錯開的雙層孔板接地收塵極板26，本圖顯示了布袋正常過濾時雙層孔板接地收塵極板關(guān)閉， 即兩塊孔板的開孔錯開布置形成對氣流阻隔時的狀態(tài)。煙氣從煙氣入口管道ll，經(jīng)入口管內(nèi) 氣流分布板12，漸擴(kuò)氣流分布板13,除塵器入口氣流分布板13，進(jìn)入到除塵室內(nèi)，在入口 段氣流阻隔板23的阻礙下，首先進(jìn)入由高壓放電極21與相鄰的雙層孔板接地收塵極板26形 成的靜電除塵區(qū)域24。高壓放電極21與雙層孔板接地收塵極板26之間施加有一定的電勢差， 形成靜電除塵區(qū)域24。布袋30過濾的時候，雙層孔板接地收塵極板26關(guān)閉，即兩塊孔板的 開孔錯開，使得過濾煙氣穿過靜電除塵區(qū)域24到達(dá)高壓放電極21組成的電極排的末端，在 后端板3的阻礙作用下，折回進(jìn)入到布袋30與可以調(diào)整的雙層孔板接地收塵極板26之間的 流通區(qū)域，如圖中較粗的虛線所示。這樣，進(jìn)入到過濾除塵區(qū)域的煙氣都經(jīng)過了較長通道的 靜電過濾，其含塵濃度會大大降低。此外，電除塵部分對雙層孔板接地收塵極板26或高壓放 電極21的振打也選擇在圖6的工作狀況下進(jìn)行，這樣可以避免振打的揚(yáng)塵直接進(jìn)入到布袋的 表面，也對過濾性能有一定的提高。圖7為圖6在布袋進(jìn)行清灰時雙層孔板接地收塵極板26打開，即兩塊孔板的開孔對齊布 置，讓反吹產(chǎn)生的氣流及揚(yáng)塵通過孔板的狀態(tài)。此時，雙層孔板接地收塵極板26打開，即兩 塊孔板的開孔對齊布置，形成從布袋30直接穿過雙層孔板接地收塵極板26的開孔進(jìn)入到靜 電除塵區(qū)域24的通道，讓反吹清灰引起的濾袋外表面破碎的顆粒直接進(jìn)入到靜電除塵區(qū)域 24并隨即被荷電捕集，之后便將可以雙層孔板接地收塵極板26關(guān)閉，即兩塊孔板的開孔錯 開布置，恢復(fù)圖6中的正常過濾狀態(tài)。圖8是圖6及圖7所述實(shí)現(xiàn)形式中的雙層孔板的一種實(shí)現(xiàn)的具體結(jié)構(gòu)，作為雙層孔板關(guān) 閉和打開的示意圖。布袋過濾時，雙層孔板接地收塵極板關(guān)閉，形成開孔錯開的雙層孔板接 地收塵極板26a，氣流無法垂直穿過；布袋清灰時，雙層孔板接地收塵極板打開，形成開孔
連通的雙層孔板接地收塵極板26b，氣流能夠通過開孔垂直穿過雙層孔板接地收塵極板。
權(quán)利要求
1. 一種靜電布袋緊密混合式除塵運(yùn)行方法，其特征在于該方法包括如下步驟1) 待除塵煙氣由除塵器入口進(jìn)入收塵室，經(jīng)過氣流阻隔板，進(jìn)入由高壓放電極及接 地收塵極板構(gòu)成的靜電除塵區(qū)域，所述的接地收塵極板采用能夠打開和關(guān)閉的結(jié)構(gòu)；2) 在布袋正常過濾時，接地收塵極板處于關(guān)閉狀態(tài)，接地收塵極板對垂直極板方向 的氣流進(jìn)行阻隔，煙氣由靜電除塵區(qū)域到達(dá)接地收塵極板的尾端，然后進(jìn)入由布袋及兩側(cè)的 接地收塵極板構(gòu)成的過濾除塵區(qū)域，再經(jīng)過布袋過濾排出；3) 在布袋進(jìn)行清灰時，接地收塵極板打開，允許氣流穿過極板，使得布袋清灰時的 揚(yáng)塵穿過接地收塵極板回到靜電除塵區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對揚(yáng)塵的捕集。
2. —種實(shí)施如權(quán)利要求1所述方法的靜電布袋緊密混合式除塵器，含有煙氣入口管道， 收塵室，設(shè)置在收塵室內(nèi)的高壓放電極，入口段氣流阻隔板，布袋以及布置在所述布袋和相鄰 高壓放電極之間的接地收塵極板，其特征在于所述的接地收塵極板釆用百葉窗式收塵極板(22)，所述的入口段氣流阻隔板分別與布袋兩側(cè)的百葉窗式收塵極板靠近入口的一端相連， 形成一端開口的不完全封閉形式。 '
3. 按照權(quán)利要求2所述的靜電布袋緊密混合式除塵器，其特征在于所述的百葉窗式收 塵極板采用橫向布置。
4. 一種實(shí)施如權(quán)利要求l所述方法的靜電布袋緊密混合式除塵器，含有煙氣入口管道， 收塵室，設(shè)置在收塵室內(nèi)的高壓放電極，入口段氣流阻隔板，布袋以及布置在所述布袋和相鄰高壓放電極之間的接地收塵極板，其特征在于所述的接地收塵極板采用雙層孔板結(jié)構(gòu)，兩塊孔板能夠相對移動，使兩塊孔板中的孔處于連通或錯開狀態(tài)。
全文摘要
靜電布袋緊密混合式除塵器及其運(yùn)行方法，主要用于電廠等的煙氣處理。除塵室內(nèi)在高壓放電極與布袋之間放置能夠打開和關(guān)閉的接地收塵極板，高壓放電極與兩側(cè)接地收塵極板構(gòu)成靜電除塵區(qū)域，布袋與兩側(cè)的接地收塵極板構(gòu)成過濾除塵區(qū)域。布袋過濾時，接地收塵極板關(guān)閉，煙氣進(jìn)入除塵室后，穿過靜電除塵區(qū)域到達(dá)接地收塵極板的末端，再進(jìn)入過濾除塵區(qū)域；布袋反吹清灰時，接地收塵極板打開，反吹清灰的氣體及揚(yáng)塵直接穿過接地收塵極板到達(dá)靜電除塵區(qū)域，用靜電對反吹清灰的揚(yáng)塵進(jìn)行捕集。與已有發(fā)明相比，除塵分成兩個階段在布袋過濾時，充分利用靜電除塵使得進(jìn)入布袋的煙氣含塵濃度大幅降低；布袋反吹清灰時，利用靜電除塵對清灰揚(yáng)塵進(jìn)行有效脫除。
文檔編號B03C3/47GK101121152SQ20071011927
公開日2008年2月13日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日
發(fā)明者強(qiáng) 姚, 薔 宋, 慶 徐, 徐海衛(wèi), 李水清, 王秀合, 趙江翔, 龍正偉 申請人:清華大學(xué);清華同方環(huán)境有限責(zé)任公司