一种除导电粉尘的装置、方法及其用途制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种除导电粉尘的装置、方法及其用途，所述装置包括通过花板互相隔离的净气室和除尘室；所述除尘室中设有多孔金属过滤管；所述多孔金属过滤管的底端封口，顶端与花板之间通过法兰与所述法兰之下的绝缘垫件实现气体密封和电绝缘；所述法兰的外侧和所述法兰以下10～20cm的多孔金属过滤管外侧均涂覆有绝缘涂层；所述多孔金属过滤管通过外部高压电源进行荷电。此装置兼具多孔金属过滤管耐温高、强度好、可焊接的优势，且清灰容易，气阻随粉饼增厚而上升的速度较慢，是具有低气阻、高通量的高效除尘装置；绝缘涂层解决了多孔金属过滤管和除尘滑板之间的绝缘，提高除尘效率和安全性，非常适于非腐蚀性气氛下的导电粉尘的去除和收集。

【技术实现步骤摘要】
一种除导电粉尘的装置、方法及其用途
本专利技术涉及有色冶金
，尤其涉及一种除导电粉尘的装置、方法及其用途。
技术介绍
在有色冶金领域存在众多需要在高温下去除导电粉尘的工业需求，例如氮气下将铝业喷雾制备超细铝粉、转炉炼铜等等。这些场合急需能够耐受高温且能够充分除尘的可靠技术。此外，由于粉尘具有较高附加值，除尘的效果必须稳定可靠。目前工业除尘领域已经有了很多成熟技术，例如：机械除尘、湿法除尘、袋式除尘、电除尘以及静电布袋复合除尘等等。机械除尘是利用降尘室、旋风分离器等机械装置进行除尘的方法，湿法除尘是利用喷淋塔、水膜除尘器或文丘里除尘器进行除尘的方法，常见于处理尘埃颗粒尺寸较大的气体，对于需要去除微细颗粒且气体温度较高的场合，机械除尘和湿法除尘都难以胜任。袋式除尘的除尘效率很高，对粉尘的粒径范围波动的耐受性好，即使微细的粉尘也可成功获得很高的截留率，然而，袋式除尘的压降较大，对于风机等气体传输设备的动力载荷要求高，此外，目前常见的布袋难以耐受高温，对于废气中含有红热颗粒和引燃颗粒的烧结烟气而言，使用布袋除尘常常发生“烧袋”事故。此外，常见的工业废气处理工段，废气的压力很低，对于压降较大的袋式除尘，常常需要提高风机压头来应付布袋的压降，甚至需要重新选购风机。在通过喷雾法生产超细铝粉的工业装置中，袋式收尘是获取产品铝粉的唯一方法，然而随着对铝粉的超细化，粉饼阻力上升很快，需要频繁对布袋进行再生。电除尘也是当前非常常用和高效除尘手段，该方法是首先对气体中的粉尘荷电、而后通过电场力将其从气流中去除并固定在电极板表面的除尘方法。该方法可用于高温废气处理，且只有很小的压降阻力，但其缺点在于对粉尘的导电率、气体湿度都有一定要求，导电的粉体即使落在收尘极板上也会很快失去电荷并重新荷载相反电荷，进而被弹出收尘极板，所以电除尘是无法去除导电粉尘的。此外，电除尘的电晕极是在频繁产生火花的情况下工作的，因此当气氛中含有氧气时，有发生粉尘爆炸的潜在危险。另外，电除尘器能否成功荷电和气体的成分关系很大，对于气体成分主要为氮气且氧气含量很少的情况，电除尘器是不能有效对粉尘荷电的。目前利用金属粉末压制成型的多孔金属过滤管的制备已经非常成熟，中国钢铁科技集团有限公司已经具备多孔金属过滤板、过滤管的大规模生产能力，所生产的过滤管在煤气化、煤液化、有色冶金、高温除尘领域取得工业应用，这类多孔金属过滤管具有强度好、不易断裂、可焊接等诸多优点，但其缺点也很明显，第一，过滤管为均质材料，很难获得梯度孔隙，因此微细粉尘容易钻进管体内部而导致堵塞，第二，过滤管压降较大，尤其在过滤微细粉尘时过滤压降上升较快，第三，金属管不耐腐蚀，除尘气体中含有腐蚀性组份时，金属管常常因为腐蚀而导致堵孔。本研究团队曾利用表面导电的陶瓷过滤管为过滤介质，开发了一种用于导电粉尘的除尘方法并公开在CN105149092A中，所采用的技术手段主要是在陶瓷管表面的导电过滤层上荷载高电压，当导电粉尘到达导电陶瓷管表面时，粉尘会被导电陶瓷管荷电，带电的导电粉尘之间因为静电相斥的作用而在陶瓷管表面形成疏松的粉饼，从而大大降低粉饼的过滤压降。然而实践该技术方案也遇到了一定的操作困难，首先，导电陶瓷管脆性大，其长度难以超过2m，导致除尘器占地较大；第二，导电陶瓷管强度差，不耐磕碰，给安装过程造成了较大困难；第三，由于外接高压电源的引入线在除尘器含导电粉尘的一侧，很容易在穿墙瓷件上沉积导电粉尘，从而导致高压电与接地的设备壳体导通，进而发生电击穿事故。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种针对导电粉尘的除尘方法，通过一种简单的方法获得具有低气阻、高通量的高效除尘装置。该装置兼具多孔金属过滤管强度高、不易断裂、可焊接的优势，且清灰容易，气阻随粉饼增厚而上升的速度较慢。为达此目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种除导电粉尘的装置，通过花板互相隔离的净气室和除尘室；所述除尘室中设有多孔金属过滤管；所述多孔金属过滤管的底端封口，顶端与花板之间通过法兰与所述法兰之下的绝缘垫件实现气体密封和电绝缘；所述法兰的外侧和所述法兰以下10～20cm的多孔金属过滤管外侧均涂覆有绝缘涂层；所述多孔金属过滤管通过外部高压电源进行荷电。除尘过程中当导电粉尘到达多孔金属过滤管表面时将被荷载同种电荷，导致导电粉尘之间互相推斥，形成气阻很小的疏松粉饼，使后续的除尘过程不易产生过高的压降，且粉饼容易再生。本专利技术多孔金属过滤管耐高温、强度好、可焊接，非常适合用于非腐蚀性气氛下的导电粉尘的去除和收集，其导电性也是涂有导电涂层的陶瓷管无法比拟的。通过涂覆绝缘涂料，巧妙地解决了多孔金属过滤管和花板之间的绝缘这一技术难题，本专利技术相较于现有技术中的绝缘垫件的方式所具备的优势至少包括：绝缘涂料与法兰和多孔金属过滤管之间更服帖，绝缘效果更佳更稳定，同时，在涂刷绝缘涂料的部位上，涂料封闭了多孔金属过滤管的过滤孔道，完全封闭了气体流动，可以防止导电粉尘的沉积，此外，绝缘涂料为多孔金属过滤管和设备花板之间提供了有效和必要的静电隔离区间，绝缘效果可靠。优选地，所述法兰的上部加盖一陶瓷压盖，所述陶瓷压盖通过固定在所述花板上的螺栓来压紧所述法兰。优选地，外部高压电源借助焊接在所述法兰上的导线对所述多孔金属过滤管进行荷电。优选地，所述导线安置在除尘器的净气室内。通过创造性地采用在净气室的洁净气体一侧连接高压电源的方式，相较于在连接在含粉尘一侧的方式，有效防止穿墙瓷件表面沉积导电粉尘而导致的电击穿，大大提高安全性。优选地，所述外部高压电源是脉冲电源。优选地，所述多孔金属过滤管的过滤孔道为2～200μm，例如2μm、5μm、10μm、20μm、30μm、50μm、80μm、100μm、120μm、150μm、180μm或200μm等。优选地，所述绝缘垫件包括绝缘石棉垫片。优选地，所述净气室设有加压气体反吹口。含有导电粉尘的气体穿过多孔金属过滤管后粉尘留在多孔金属过滤管外部形成疏松粉饼，当粉饼加厚时通过顶部压缩气体的反吹将粉饼打落，并实现多孔金属过滤管的再生。优选地，所述除尘室的底部设有集灰仓。顶部压缩气体的反吹打落的导电粉尘落入除尘器下部的灰斗中方便回收。为了进一步解决多孔金属过滤管和除尘器花板之间的绝缘问题，本专利技术引入了绝缘喉衬。优选地，当所述多孔金属过滤管上荷载的电压超过5kV时，所述法兰和花板之间衬垫一陶瓷喉衬，所述陶瓷喉衬和花板之间，以及，所述陶瓷喉衬和所述法兰之间，均设有绝缘垫件。优选地，所述陶瓷喉衬包括50瓷喉衬、95瓷喉衬或石英喉衬。优选地，所述陶瓷喉衬的下缘距所述花板5cm以上。优选地，所述陶瓷喉衬的厚度大于等于4mm。优选地，当所述多孔金属过滤管上荷载的电压超过5kV且操作温度不高于100℃时，所述多孔法兰和花板之间衬垫一橡胶喉衬或一塑料喉衬。当使用橡胶喉衬或者塑料喉衬时，由于喉衬可以起到气体密封的作用，所以喉衬与多孔金属过滤管和喉衬与花板之间的绝缘垫件可以省略。优选地，所述橡胶喉衬包括丁苯橡胶喉衬、天然橡胶喉衬、丁氰橡胶喉衬、氯丁橡胶喉衬、顺丁橡胶喉衬、硅橡胶喉衬或氟橡胶喉衬中的任意一种。优选地，所述塑料喉衬包括聚四氟乙烯喉衬、聚乙烯喉衬、聚丙烯喉衬、聚甲醛喉衬、酚醛树脂喉衬或聚苯乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除导电粉尘的装置，其特征在于，包括：通过花板互相隔离的净气室和除尘室；所述除尘室中设有多孔金属过滤管；所述多孔金属过滤管的底端封口，顶端与花板之间通过法兰与所述法兰之下的绝缘垫件实现气体密封和电绝缘；所述法兰的外侧和所述法兰以下10～20cm的多孔金属过滤管外侧均涂覆有绝缘涂层；所述多孔金属过滤管通过外部高压电源进行荷电。

【技术特征摘要】
1.一种除导电粉尘的装置，其特征在于，包括：通过花板互相隔离的净气室和除尘室；所述除尘室中设有多孔金属过滤管；所述多孔金属过滤管的底端封口，顶端与花板之间通过法兰与所述法兰之下的绝缘垫件实现气体密封和电绝缘；所述法兰的外侧和所述法兰以下10～20cm的多孔金属过滤管外侧均涂覆有绝缘涂层；所述多孔金属过滤管通过外部高压电源进行荷电。2.如权利要求1所述的除导电粉尘的装置，其特征在于，所述法兰的上部加盖一陶瓷压盖，所述陶瓷压盖通过固定在所述花板上的螺栓来压紧所述法兰。3.如权利要求1或2所述的除导电粉尘的装置，其特征在于，外部高压电源借助焊接在所述法兰上的导线对所述多孔金属过滤管进行荷电；优选地，所述导线安置在所述净气室内；优选地，所述外部高压电源是脉冲电源。4.如权利要求1～3任一项所述的除导电粉尘的装置，其特征在于，所述多孔金属过滤管的过滤孔道为2～200μm；优选地，所述绝缘垫件包括绝缘石棉垫片。5.如权利要求1～4任一项所述的除导电粉尘的装置，其特征在于，所述净气室设有加压气体反吹口；优选地，所述除尘室的底部设有集灰仓。6.如权利要求1～5任一项所述的除导电粉尘的装置，其特征在于，当所述多孔金属过滤管上荷载的电压超过5kV时，所述法兰和花板之间衬垫一陶瓷喉衬，所述陶瓷喉衬和花板之间，以及，所述陶瓷喉衬和所述法兰之间，均设有绝缘垫件；优选地，所述陶瓷喉衬包括50瓷喉衬、95瓷喉衬或石英喉衬；优选地，所述陶瓷喉衬的下缘距所述花板5cm以上；优选地，所述陶瓷喉衬的厚度大于等于4mm。7.如权利要求1～5任一项所述的除导电粉尘的装置，其特征在于，当所述多孔金属过滤管上荷载的电压超过5kV且操作温度不高于100℃时，所述多孔法兰和花板之间衬垫一橡胶喉衬或...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈运法，刘海弟，岳仁亮，李伟曼，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11