一种复合电除尘器的制作方法

1.本发明涉及烟气除尘设备技术领域，具体的是一种复合电除尘器。

背景技术：

2.传统的炼钢烟气除尘系统中，静电除尘器作为最后一级精除尘装置，可以将入口烟气中粉尘浓度从100g/nm3左右净化至出口20mg/nm3，但由于静电除尘器对冶炼前期高比电阻粉尘捕集效率低以及静电除尘器中机械振打造成的细粉尘二次夹带等原因，其烟气粉尘出口浓度难以达到小于10mg/nm3，需要在后端设置除尘除雾装置，从而达到超低排放的目的。
3.名词解释：
4.电子雪崩：当一个电子从放电极(阴极)向收尘极(阳极)运动时，若电场强度足够大，则电子被加速，在运动的路径上碰撞其它原子会发生碰撞电离。和其它原子第一次碰撞引起电离后，就多了一个自由电子。这两个自由电子向收尘极运动时，又与其它原子碰撞使之电离，每一原子又多产生一个自由电子，于是第二次碰撞后，就变成四个自由电子，这四个电子又与其它原子碰撞使之电离，产生更多的自由电子。所以一个电子从放电极到收尘极，由于碰撞电离，电子数将雪崩似地增加。
5.雪崩电子：
6.从放电极(阴极)向收尘极(阳极)发射的全部电子中能够产生电子雪崩的电子。

技术实现要素：

7.为了实现高效除尘，本发明提供了一种复合电除尘器，该复合电除尘器高效耦合了静电除尘及电子雪崩除尘技术，通过多电场分级复合除尘，实现了除尘器出口含尘浓度≤10mg/nm3，该复合电除尘器具有气流分布均匀、除尘效率高、设备安全可靠等优点。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
9.一种复合电除尘器，包括外壳体，外壳体的一端设有入口，外壳体的另一端设有出口，沿从入口向出口的方向，外壳体内含有依次设置的静电除尘段和电子雪崩除尘段，电子雪崩除尘段内能够产生电子雪崩并除尘。
10.外壳体含有锥形入口段和锥形出口段，入口位于锥形入口段的端部，出口位于锥形出口段的端部，锥形入口段内含有多个气流分布板，锥形入口段和锥形出口段上均设有泄爆阀。
11.所述复合电除尘器为卧式结构，入口位于外壳体的左端，出口位于外壳体的右端，沿从左向右的方向，外壳体内含有多个串联设置的静电除尘段，静电除尘段的长度大于电子雪崩除尘段的长度。
12.静电除尘段内含有沿前后方向交替间隔设置的多个静电阴极装置和多个静电阳极装置，静电阴极装置和静电阳极装置之间形成静电除尘通道。
13.静电阴极装置含有沿左右方向间隔排列的多条静电阴极放电线，静电阴极装置连
接有静电阴极振打和静电高压电源，静电阴极振打和静电高压电源位于外壳体的上部，静电阴极振打含有阴极振打传动和阴极振打吊挂。
14.静电阳极装置含有直立的阳极板，所述阳极板为波纹板结构，静电阳极装置连接有静电阳极振打，静电阳极振打位于外壳体的中部，静电阳极振打包括入口振打装置和出口振打装置，入口振打装置位于静电阳极装置的左端，出口振打装置位于静电阳极装置的右端。
15.电子雪崩除尘段内含有沿前后方向交替间隔设置的多个电子雪崩阴极装置和多个电子雪崩阳极装置，电子雪崩阴极装置和电子雪崩阳极装置之间形成电子雪崩除尘通道，电子雪崩阴极装置和电子雪崩阳极装置之间能够产生所述电子雪崩，当电子雪崩除尘段工作时，在一个电子雪崩除尘通道内，电子雪崩阴极装置发射的雪崩电子为电子雪崩阴极装置发射的总电子的10％-90％。
16.电子雪崩阴极装置含有沿左右方向间隔排列的多条电子雪崩阴极放电线，电子雪崩阳极装置含有直立的空心阳极板，该空心阳极板内含有沿左右方向贯穿的容纳空腔，该空心阳极板的前侧壁和后侧壁上均设有多个粉尘通孔。
17.电子雪崩阴极装置连接有电子雪崩高压电源，电子雪崩高压电源位于外壳体的上部，外壳体的上部还设有声波清灰装置，声波清灰装置能够清除电子雪崩阴极装置和电子雪崩阳极装置表面的粉尘。
18.外壳体的下端设有底部输灰槽，底部输灰槽内含有输灰机，该输灰机能够将底部输灰槽内收集的粉尘输送至外壳体外，外壳体内还设有刮灰装置，刮灰装置为扇形机械结构，刮灰装置能够前后摆动并将外壳体下部内表面的粉尘刮入底部输灰槽内。
19.本发明的有益效果是：
20.1、对烟气采用分级复合除尘技术，将静电除尘与电子雪崩除尘高效耦合，结合机械振打清灰与声波清灰，实现了电除尘器的除尘效率超过99.992％，可直接将烟气粉尘浓度由入口的120g/nm3左右降至出口≤10mg/nm3，后续无需再设置除尘设施，达到了超低排放和洁净回收要求。
21.2、在实现超低排放的同时，实现了烟气粉尘全干回收，不仅节省了水处理设施，而且粉尘的循环利用更加方便。
附图说明
22.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
23.图1是本发明所述复合电除尘器的主视示意图。
24.图2是本发明所述复合电除尘器的左视示意图。
25.图3是本发明所述复合电除尘器的俯视示意图。
26.图4是静电阴极装置和静电阳极装置沿图1中a-a方向的示意图。
27.图5是图4中静电阳极装置的放大示意图。
28.图6是电子雪崩阴极装置和电子雪崩阳极装置沿图1中b-b方向的示意图。
29.图7是图6中电子雪崩阳极装置的放大示意图。
30.图8是声波清灰装置的示意图。
31.图9是刮灰装置的示意图。
32.1、锥形入口段；2、静电除尘段；3、电子雪崩除尘段；4、锥形出口段；5、刮灰装置；6、底部输灰槽；7、泄爆阀；8、钢支撑；9、外壳体；
33.11、入口；
34.21、静电阴极装置；22、静电阳极装置；23、静电阴极振打；24、静电阳极振打；25、静电高压电源；26、静电除尘通道；
35.231、阴极振打传动；232、阴极振打吊挂；
36.241、入口振打装置；242、出口振打装置；
37.31、电子雪崩阴极装置；32、电子雪崩阳极装置；33、声波清灰装置；34、电子雪崩高压电源；35、电子雪崩除尘通道；
38.321、容纳空腔；322、粉尘通孔；
39.41、出口。
具体实施方式
40.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
41.一种复合电除尘器，包括外壳体9，外壳体9的一端设有入口11，外壳体9的另一端设有出口41，沿从入口11向出口41的方向，外壳体9内含有依次设置的静电除尘段2和电子雪崩除尘段3，电子雪崩除尘段3内能够产生电子雪崩并除尘，如图1至图3所示。
42.在本发明所述复合电除尘器(其断句为复合、超净、电除尘器)中，高效耦合了静电除尘及电子雪崩除尘技术，静电除尘段2位于上游，用于捕集烟气中粗粉尘颗粒；电子雪崩除尘段3位于下游，用于捕集烟气中的细粉尘颗粒，通过复合电场净化处理，使烟气粉尘浓度由入口的120g/nm3可降至出口≤10mg/nm3，除尘效率超过99.993％。
43.在本实施例中，外壳体9含有锥形入口段1和锥形出口段4，所述复合电除尘器为卧式结构，锥形入口段1、静电除尘段2、电子雪崩除尘段3和锥形出口段4从左向右依次排列。入口11位于锥形入口段1的左端，出口41位于锥形出口段4的右端。
44.在本实施例中，锥形入口段1内含有多个直立的气流分布板，多个气流分布板沿前后方向间隔排列，多个气流分布板形成格栅结构，从而保证烟气均匀进入后续电场。锥形入口段1和锥形出口段4上均设有泄爆阀7，泄爆阀7为安全泄压装置，按照除尘器大小共设置6套-8套；泄爆阀7为弹簧机械结构，当除尘器内压力达到预设值后，泄爆阀自动迅速开启泄压，压力合格后泄爆阀自动复位密封。
45.在本实施例中，外壳体9内含有多个串联设置的静电除尘段2，多个静电除尘段2从左向右依次排列，静电除尘段2的长度(沿左右方向上的尺寸)大于电子雪崩除尘段3的长度(沿左右方向上的尺寸)。静电除尘段2的数量可以选择3个-5个(3级-5级)，静电除尘段2为宽间距长电场，烟气停留时间更长，可以更好的捕集烟气中粗粉尘颗粒，电子雪崩除尘段3为窄间距短电场，电场电压更高，可以更好的捕集烟气中的细粉尘颗粒。
46.在本实施例中，静电除尘段2内含有沿前后方向交替间隔设置的多个静电阴极装置21和多个静电阳极装置22，多个静电阴极装置21和多个静电阳极装置22之间形成了多个并排设置的静电除尘通道26，同时多个静电阴极装置21和多个静电阳极装置22之间也形成
了多个静电场，该静电场内不会产生电子雪崩(通常现有技术中静电场内不会产生电子雪崩，即便偶尔少量出现电子雪崩，该静电场内产生雪崩电子的数量远远小于电子雪崩电场内雪崩电子的数量，该静电场内雪崩电子的影响也很微弱，可视为意外)，多个静电场沿前后方向间隔排列，如图4所示。
47.在本实施例中，每个静电阴极装置21均含有沿左右方向间隔排列的多条静电阴极放电线，该静电阴极放电线上设有多个放电尖端，多个放电尖端沿上下方向排列，静电阴极装置21连接有静电阴极振打23和静电高压电源25，静电阴极振打23和静电高压电源25位于外壳体9的上部，静电阴极振打23含有阴极振打传动231和阴极振打吊挂232。
48.在本实施例中，静电阳极装置22含有直立的阳极板，所述阳极板为波纹板结构，如图5所示，静电阳极装置22连接有静电阳极振打24，静电阳极振打24位于外壳体9的中部外。为了确保振打效果，静电阳极振打24包括入口振打装置241和出口振打装置242，入口振打装置241位于静电阳极装置22的左端，出口振打装置242位于静电阳极装置22的右端。
49.静电阴极装置21通过静电阴极安装架和阴极振打吊挂232吊挂安装于外壳体9内，静电阳极装置22通过静电阳极安装架吊挂安装于外壳体9内。静电阴极装置21和静电阳极装置22平行于烟气方向，静电阴极装置21作为电场的放电极，通过静电高压电源25在放电极尖端放电，产生大量的带电粒子，使烟气中的粉尘荷电，带电粉尘在电场力的作用下向静电阳极装置22移动，到达静电阳极装置22后粉尘释放电荷并被捕集。
50.静电阴极振打23布置在电场顶部，通过机械传动带动振打锤产生合适的振打力，将静电阴极装置21上的粉尘振打下落至下述底部输灰槽6；静电阳极振打24布置在电场中部，同样通过机械传动带动振打锤产生合适的振打力，将静电阳极装置22上的粉尘振打下落至底部输灰槽6。
51.在本实施例中，电子雪崩除尘段3内含有沿前后方向交替间隔设置的多个电子雪崩阴极装置31和多个电子雪崩阳极装置32，多个电子雪崩阴极装置31和多个电子雪崩阳极装置32之间形成了多个电子雪崩除尘通道35，多个电子雪崩阴极装置31和多个电子雪崩阳极装置32之间也形成了多个电子雪崩电场，该电子雪崩电场内能够产生电子雪崩并除尘，即电子雪崩阴极装置31和电子雪崩阳极装置32之间能够产生所述电子雪崩并除尘，如图6所示。
52.当电子雪崩除尘段3工作时，在一个电子雪崩除尘通道35内，电子雪崩阴极装置31向电子雪崩阳极装置32发射的全部电子中，一部分为雪崩电子，电子雪崩阴极装置31发射的雪崩电子为电子雪崩阴极装置31发射的总电子的10％-90％，在电子雪崩除尘段3内主要依靠电子雪崩实现除尘。优选，在一个电子雪崩除尘通道35内，电子雪崩阴极装置31发射的雪崩电子为电子雪崩阴极装置31发射的总电子的50％-80％。
53.在本实施例中，电子雪崩除尘段3主要捕集烟气中剩余的微细粉尘，电子雪崩阴极装置31含有沿左右方向间隔排列的多条电子雪崩阴极放电线，电子雪崩阴极装置31的构造与静电阴极装置21基本相同。电子雪崩阳极装置32含有直立的空心阳极板，该空心阳极板内含有沿左右方向贯穿的容纳空腔321，该空心阳极板的前侧壁和后侧壁上均设有多个粉尘通孔322，如图7所示。另外，该空心阳极板的底部设有排灰口，在声波清灰时，该空心阳极板内的粉尘可以从该排灰口排下。
54.在本实施例中，电子雪崩阴极装置31连接有电子雪崩高压电源34，电子雪崩高压
电源34位于外壳体9的上部外，电子雪崩的产生取决于电子雪崩高压电源34的电压以及电子雪崩阴极装置31和电子雪崩阳极装置32之间距离。可以通过有限次的试验获得电子雪崩高压电源34的电压值以及电子雪崩阴极装置31和电子雪崩阳极装置32之间距离值，以产生所需的电子雪崩。
55.具体的，电子雪崩高压电源34的电压可以选择40kv-60kv，如通常可以选择为50k左右，电子雪崩阴极装置31和电子雪崩阳极装置32之间距离可以选择为125mm-175mm，如通常可以选择为150mm左右。
56.在本实施例中，外壳体9的上部还设有声波清灰装置33，声波清灰装置33能够清除电子雪崩阴极装置31和电子雪崩阳极装置32表面的粉尘，图3和图8所示。为了避免机械振打带来的二次扬尘现象，电子雪崩除尘段3的清灰采用声波清灰装置33，声波清灰装置位于外壳体9的顶部，根据烟气量和除尘器规格可选择两组或多组；声波清灰时利用冶炼间歇，此时烟气量最小含尘浓度最低，风机转速可降至最低，从而最大限度减少清灰过程中粉尘的二次夹带。
57.电子雪崩阴极装置31通过电子雪崩阴极安装架和阴极振打吊挂232吊挂安装于外壳体9内，电子雪崩阳极装置32通过电子雪崩阳极安装架吊挂安装于外壳体9内。电子雪崩阴极装置31和电子雪崩阳极装置32平行于烟气方向，电子雪崩阴极装置31作为电场的放电极，通过电子雪崩高压电源34在放电极尖端放电，产生大量的带电粒子，使烟气中的微细粉尘荷电，带电粉尘在电场力和电风的共同作用下向电子雪崩阳极装置32移动，到达电子雪崩阳极装置32后粉尘穿过粉尘通孔322进入容纳空腔321，粉尘在该空心阳极板中释放电荷并被锁定捕集。
58.在本实施例中，外壳体9的下端设有底部输灰槽6，底部输灰槽6内含有输灰机，该输灰机能够将底部输灰槽6内收集的粉尘输送至外壳体9外，外壳体9内还设有刮灰装置5，刮灰装置5为扇形机械结构，刮灰装置5能够前后摆动并将外壳体9下部内表面的粉尘刮入底部输灰槽6内，如图1、图2、图3和图9所示。另外，外壳体9的下方连接有钢支撑8，钢支撑8将外壳体9支撑于地面基础之上并高架起来，每个环梁处可以设置一组外壳体9。
59.底部输灰槽6为整体结构，底部输灰槽6内设置链式输灰机，该链式输灰机能够将收集的干灰输送至机头并排出到除尘器外。刮灰装置5能够沿除尘器下部约120
°
范围内前后来回摆动，刮灰装置5分为入口侧和出口侧，入口侧的负责前左侧的两个静电除尘段2，出口侧的负责其余的静电除尘段2和电子雪崩除尘段3。静电阴极装置21、静电阳极装置22、电子雪崩阴极装置31和电子雪崩阳极装置32的下端与外壳体9的下端之间存在间距，以便于刮灰装置5来回摆动工作。
60.下面介绍该复合电除尘器的工作过程。
61.1、上游未处理含尘烟气经入口11进入该复合电除尘器，通过锥形入口段1内的气流分布板，将烟气均匀分布导流；
62.2、烟气以合适的流速首先进入第一个静电除尘段2，在静电除尘段2内烟气中的粉尘在静电高压电源25的作用下荷电(带电)，在电场力作用下荷电粉尘向静电阳极装置22运动并被捕集；
63.3、经过第一个静电除尘段2处理后的烟气继续向后，依次进入第二个静电除尘段2、第三个静电除尘段2等，烟气中的大部分粉尘在静电场被捕集，通过设置的静电阴极振打
23和静电阳极振打24将粉尘振打至除尘器下部；
64.4、静电场处理之后的烟气进入末级的电子雪崩除尘段3内，此时烟气中的粉尘以≤10μm的微细粉尘为主，在电子雪崩高压电源34的作用下部分微细粉尘荷电，同时电子雪崩阴极装置31产生电风，微细粉尘在电场力和电子雪崩引起的电场风作用下向电子雪崩阳极装置32运动并被捕集；
65.5、在电子雪崩除尘段3中，电子雪崩阴极装置31与电子雪崩阳极装置32上捕集的灰为微细粉尘且灰量不大，通过设置在电场顶部的两组或多组声波清灰装置33将收集的细粉尘振落至电场下部，需要特别说明的是，由于冶炼的周期性，每炉冶炼后会有十几分钟的间隙期，在此期间不产生烟气，因此风机转速可降至最低，此时通过声波清灰装置33振落下的细粉尘不易被烟气带走，而是在重力作用下降落到电场下部；
66.6、刮灰装置5将所有电场下部的干灰刮入底部输灰槽6中，通过输灰槽内的刮板机将灰排出该复合电除尘器；
67.7、除尘后的烟气从出口41排出，经过电子雪崩除尘段3之后的烟气含尘量≤10mg/nm3，超净烟气通过出口41进入后续设施，如图1至图9所示。
68.为了便于理解和描述，本发明中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图1中的上侧方向，方位词“下”表示图1中的下侧方向，方位词“左”表示图1中的左侧方向，方位词“右”表示图1中的右侧方向，方位词“前”表示垂直于图1的纸面并指向纸面内侧的方向，方位词“后”表示垂直于图1的纸面并指向纸面外侧的方向。本发明采用了阅读者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本发明保护范围的限定。
69.以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

技术特征：

1.一种复合电除尘器，其特征在于，所述复合电除尘器包括外壳体(9)，外壳体(9)的一端设有入口(11)，外壳体(9)的另一端设有出口(41)，沿从入口(11)向出口(41)的方向，外壳体(9)内含有依次设置的静电除尘段(2)和电子雪崩除尘段(3)，电子雪崩除尘段(3)内能够产生电子雪崩并除尘。2.根据权利要求1所述的复合电除尘器，其特征在于，外壳体(9)含有锥形入口段(1)和锥形出口段(4)，入口(11)位于锥形入口段(1)的端部，出口(41)位于锥形出口段(4)的端部，锥形入口段(1)内含有多个气流分布板，锥形入口段(1)和锥形出口段(4)上均设有泄爆阀(7)。3.根据权利要求1所述的复合电除尘器，其特征在于，所述复合电除尘器为卧式结构，入口(11)位于外壳体(9)的左端，出口(41)位于外壳体(9)的右端，沿从左向右的方向，外壳体(9)内含有多个串联设置的静电除尘段(2)，静电除尘段(2)的长度大于电子雪崩除尘段(3)的长度。4.根据权利要求3所述的复合电除尘器，其特征在于，静电除尘段(2)内含有沿前后方向交替间隔设置的多个静电阴极装置(21)和多个静电阳极装置(22)，静电阴极装置(21)和静电阳极装置(22)之间形成静电除尘通道(26)。5.根据权利要求4所述的复合电除尘器，其特征在于，静电阴极装置(21)含有沿左右方向间隔排列的多条静电阴极放电线，静电阴极装置(21)连接有静电阴极振打(23)和静电高压电源(25)，静电阴极振打(23)和静电高压电源(25)位于外壳体(9)的上部，静电阴极振打(23)含有阴极振打传动(231)和阴极振打吊挂(232)。6.根据权利要求4所述的复合电除尘器，其特征在于，静电阳极装置(22)含有直立的阳极板，所述阳极板为波纹板结构，静电阳极装置(22)连接有静电阳极振打(24)，静电阳极振打(24)位于外壳体(9)的中部，静电阳极振打(24)包括入口振打装置(241)和出口振打装置(242)，入口振打装置(241)位于静电阳极装置(22)的左端，出口振打装置(242)位于静电阳极装置(22)的右端。7.根据权利要求3所述的复合电除尘器，其特征在于，电子雪崩除尘段(3)内含有沿前后方向交替间隔设置的多个电子雪崩阴极装置(31)和多个电子雪崩阳极装置(32)，电子雪崩阴极装置(31)和电子雪崩阳极装置(32)之间形成电子雪崩除尘通道(35)，电子雪崩阴极装置(31)和电子雪崩阳极装置(32)之间能够产生所述电子雪崩，当电子雪崩除尘段(3)工作时，在一个电子雪崩除尘通道(35)内，电子雪崩阴极装置(31)发射的雪崩电子为电子雪崩阴极装置(31)发射的总电子的10％-90％。8.根据权利要求7所述的复合电除尘器，其特征在于，电子雪崩阴极装置(31)含有沿左右方向间隔排列的多条电子雪崩阴极放电线，电子雪崩阳极装置(32)含有直立的空心阳极板，该空心阳极板内含有沿左右方向贯穿的容纳空腔(321)，该空心阳极板的前侧壁和后侧壁上均设有多个粉尘通孔(322)。9.根据权利要求7所述的复合电除尘器，其特征在于，电子雪崩阴极装置(31)连接有电子雪崩高压电源(34)，电子雪崩高压电源(34)位于外壳体(9)的上部，外壳体(9)的上部还设有声波清灰装置(33)，声波清灰装置(33)能够清除电子雪崩阴极装置(31)和电子雪崩阳极装置(32)表面的粉尘。10.根据权利要求3所述的复合电除尘器，其特征在于，外壳体(9)的下端设有底部输灰
槽(6)，底部输灰槽(6)内含有输灰机，该输灰机能够将底部输灰槽(6)内收集的粉尘输送至外壳体(9)外，外壳体(9)内还设有刮灰装置(5)，刮灰装置(5)为扇形机械结构，刮灰装置(5)能够前后摆动并将外壳体(9)下部内表面的粉尘刮入底部输灰槽(6)内。

技术总结

本发明提供了一种复合电除尘器，包括外壳体(9)，外壳体(9)的一端设有入口(11)，外壳体(9)的另一端设有出口(41)，沿从入口(11)向出口(41)的方向，外壳体(9)内含有依次设置的静电除尘段(2)和电子雪崩除尘段(3)，电子雪崩除尘段(3)内能够产生电子雪崩并除尘。该复合电除尘器高效耦合了静电除尘及电子雪崩除尘技术，通过多电场分级复合除尘，实现了除尘器出口含尘浓度≤10mg/Nm3，该复合电除尘器具有气流分布均匀、除尘效率高、设备安全可靠等多个优点。优点。优点。