高频与脉冲分域耦合微细颗粒物深度脱除系统技术方案

本发明专利技术提供一种高频与脉冲分域耦合微细颗粒物深度脱除系统，该系统中电除尘器至少配置三级电场，电除尘器的前电场采用高频直流电源供电，后电场采用脉冲电源供电，并且在电除尘入口变径段设有双向多区导流均流装置。前电场区室采用高频电源经济高效脱除2.5μm以上粗粉尘颗粒，后电场区室采用脉冲电源重点经济高效脱除2.5μm以下细颗粒粉尘，突破了干式电除尘难以经济高效捕集细微粉尘的技术瓶颈，并兼顾了技改项目的一次投资经济性及场地限制，电除尘器出口烟尘排放节能模式可稳定低于10mg/m

High Frequency and Pulse Domain Coupling System for Deep Removal of Fine Particles

The invention provides a high frequency and pulse domain coupling fine particulate matter depth removal system, in which the electrostatic precipitator is equipped with at least three-stage electric field, the front electric field of the electrostatic precipitator is supplied by high frequency direct current power supply, and the rear electric field is supplied by pulse power supply, and a bidirectional multi-zone diversion current sharing device is arranged in the variable diameter section of the entrance of the electrostatic precipitator. High frequency power supply is used to economically and efficiently remove coarse dust particles above 2.5 micron in front electric field compartment, and pulse power supply is used to economically and efficiently remove fine dust particles below 2.5 micron in back electric field compartment, which breaks through the technical bottleneck of dry electrostatic precipitation, which is difficult to economically and efficiently capture fine dust, and takes into account the economic investment and site restrictions of technical renovation project, and saves energy by discharging smoke and dust at the outlet of electrostatic precipitator. The model is stable below 10mg/m.

【技术实现步骤摘要】
高频与脉冲分域耦合微细颗粒物深度脱除系统
：本专利技术属烟尘超低排放
，具体采用高频电源、脉冲电源、流场实时均化等技术设计了一种高频+脉冲分域耦合匹配的高效颗粒物脱除系统，用于流场精准调控、强化细颗粒荷电凝并、提高汞氧化及富集能力，从而实现高效除尘、节能提效和协同脱汞。
技术介绍
：随着燃煤烟气排放进入史上最严控制阶段，颗粒物排放控制要求满足超低限值10mg/m3，甚至更低燃气锅炉排放限值5mg/m3要求，传统干式电除尘技术面临细颗粒难荷电、高能耗、和振打逃逸等系列技术瓶颈，改造为布袋或电袋复合除尘技术会大幅增加投资，且增加烟风系统阻力，大幅增加工作能耗，且受限于场地空间、改造工期、配套改造等诸多因素。如能够立足原有工艺基础，实现除尘提效、节能运行和超低限值排放，技术、经济、环境、社会效益均将比较显著。传统电除尘技术对2.5μm及以下微细颗粒难以荷电捕集，尤其是小于1μm的微细粉尘更是望尘莫及，加之电除尘振打尤其是末级电场振打会导致被捕集的微细粉尘逃逸，成为电除尘器难以突破的技术瓶颈。此外，单纯通过提高荷电功率和电压增加粉尘荷电能力，提高捕集除尘效率性价比太低。因此，解决2.5μm及以下微细颗粒荷电，尤其是小于1μm的微细粉尘荷电，是电除尘器取得突破和实现出口烟尘浓度达到10mg/m3超低排放要求，甚至5mg/m3燃气锅炉烟气排放标准的技术瓶颈。因此，根据不同粒径分粉尘特性及其荷电需求以及综合考虑不同输入条件，开发新型电源匹配耦合的高效低能耗除尘技术及装备具有实用意义。
技术实现思路
：本专利技术针对现技术存在的问题，提供一种双电源分域耦合精准除尘系统。本专利技术的具体技术方案如下：一种高频与脉冲分域耦合微细颗粒物深度脱除系统，该系统中电除尘器至少配置三级电场，电除尘器的前电场采用高频电源供电，后电场采用脉冲电源供电，并且在电除尘入口变径段设有双向多区导流均流装置。本专利技术进一步设计在于：所述双向导流均流装置垂直于气流方向设置有的纵向和横向两组，用于纵向和横向调节进入电除尘器的烟气。本专利技术进一步设计还在于：该系统中双向多区实时导流均流装置设有叶片组件、驱动单元和控制单元。本专利技术进一步设计还在于：该系统配置总电场数m取值6≥m≥4，高频电源数量≥1个，脉冲电源≥2个。本专利技术进一步设计还在于：电除尘器总电场数为六个时，前四个电场采用高频电源供电，后两个电场采用脉冲电源供电。本专利技术进一步设计还在于：电除尘入口变径段多区域分别设置双向多区导流均流装置，用于多区域分别导流均流控制。本专利技术进一步设计还在于：该系统还设置有总控模块，以分别与总控模块连接的双向多区实时均流控制模块、高频控制模块和脉冲控制模块，其中双向均流控制模块，用于调节双向导流均流装置叶片的开度，总控模块可根据不同输入条件及工况参数，匹配协同调用各个分模块以实现对系统的最优化调整。本专利技术相比现在技术具有如下优点：1、本专利技术突破传统电除尘对烟气中微细粉尘捕集难，易因振打逃逸，且传统升级改造受场地空间、基础承载、设备投资、系统阻力、运行能耗、停炉工期等诸多限制的系列技术经济瓶颈限制。2、本专利技术创新开发了高频+脉冲分区耦合控节能提效技术，前电场区室采用高频电源经济高效脱除2.5μm以上粗粉尘颗粒，后电场区室采用脉冲电源重点经济高效脱除2.5μm以下细颗粒粉尘，突破了现有干式电除尘难以经济高效捕集细微粉尘的技术瓶颈，并兼顾了技改项目的一次投资经济性及场地限制，电除尘器出口烟尘排放节能模式可稳定低于10mg/m3，高效模式可低于5mg/m3。解决了只采用高频电源控制时能耗高的问题。3、本专利技术可采用微秒级脉冲电源，以谐振变换的方式基于直流供电单元输出微秒级叠加脉冲电压，强化细颗粒荷电并介入产生等离子对细颗粒起到凝并作用，有效解决了细颗粒易逃逸且不易荷电捕集的技术难题。保证了电场瞬时超高的电荷浓度。极大提高了细颗粒的荷电能力。4、本专利技术在除尘器入口变径段增设可实时在线调整和均化除尘器内部烟气流场的双向多区域导流均流装置，布置在除尘器变径段断面各个区域的叶片可以分区单独控制和调整开度，断面烟气流场可纵、横双向多区域实时调节，用以随烟气工况变化实时均化调节流场，有效解决除尘器普遍存在的流场不均、局部流速过快、细颗粒烟尘逃逸的问题，显著提高除尘效率。5、本专利技术后端两个电场采用强化微细颗粒荷电凝并的脉冲电源，振打时保证有一个电场投运，另外调整末级电场振打周期，即可防治微细颗粒逃逸。6、本专利技术可采用微秒级脉冲电源，以谐振变换的方式基于直流供电单元输出微秒级叠加脉冲电压，强化细颗粒荷电并介入产生等离子对细颗粒起到凝并作用，有效解决了细颗粒易逃逸且不易荷电捕集的技术难题且兼顾低能耗和经济性。保证了电场瞬时超高的电荷浓度。极大提高了细颗粒的荷电能力附图说明:图1为本专利技术实施例一的结构示意图，也作摘要附图。图2为两种控制模式PM2.5排放效果比较图。图3为仅采用高频电源控制除尘器浓度场试验结果图。图4为采用高频+脉冲双电源耦合控制除尘器浓度场试验结果图。具体实施方式：实施例一:如图1所示，本专利技术高频与脉冲分域耦合微细颗粒物深度脱除系统，除尘系统采用两室六电场结构，每室的前端4个电场采用高频电源供电，后端电场2个采用脉冲电源供电。除尘器入口变径段增设双向导流均流装置。前电场区室采用高频电源重点经济高效脱除2.5μm以上粗颗粒粉尘；后端电场采用新型脉冲电源供电，强化微细颗粒物凝并和荷电捕集，重点经济高效脱除2.5μm以下细颗粒粉尘，并有效抑制因振打导致的二次扬尘；除尘其入口变径段增设双向导流均流装置，可用于在线调节和改善除尘器断面流场；整个除尘系统采用一种可以精准控制的多维智能馈弥控制系统。电除尘器前端各个电场供电采用基于B、Nb等元素掺杂改性超微晶超薄材质和脆性冷态模压成型、精准固溶时效热处理工艺制作铁芯的新型高频电源（本实施例采用国电环保科技有限公司的HF-01型高频电源）。后端电场供电采用微秒级高压脉冲电源（本实施例采用国电环保科技有限公司的HFPPS-01高压脉冲电源）其铁芯采用基于B、Nb等元素掺杂改性超微晶材质，制作采用脆性冷态模压超薄成型及精准固溶时效热处理工艺，并介入直流叠加脉冲型谐振变换器调频，震荡周期可以实现低于75微秒，甚至低于30微秒，该电源内置采用双极供电，可产生正负电子，促进和强化了微细颗粒物凝并和强化捕集。除尘器其入口变径段增设一种可以在线调节的叶导流均流装置（本实施例采用201620689154.0号，烟气导流均流装置），除尘器断面烟气流场可纵、横双向多个区域分别实时调节，用以随烟气工况变化实时均化调节流场，有效解决除尘器普遍存在的流场不均、局部流速过快、细颗粒烟尘逃逸的问题，显著提高除尘效率。设置垂直于气流方向纵、横双向多区域均流调节组件，可实现烟气纵横双向烟气在线动态调节，改善除尘器断面流场。本专利技术建立了匹配高频+脉冲耦合控制方式，可结合燃煤灰分特性及机组实际情况确定高频和脉冲两种电源的最佳经济匹配模式。本专利技术具有如下特点：（1）电除尘器前端四个电场采用基于硼、铌等元素掺杂改性超微晶超薄材料铁芯的高频电源，重点捕集大部分粗颗粒2.5μm以上粉尘，而最后两个电场采采用基于硼、铌等元素掺杂改性超微晶超薄材料铁芯的微秒级脉冲电源，用以捕集从前面逃逸的细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频与脉冲分域耦合微细颗粒物深度脱除系统，该系统中电除尘器至少配置三级电场，其特征在于：电除尘器的前电场采用高频电源供电，后电场采用脉冲电源供电，并且在电除尘入口变径段设有双向导流均流装置。

【技术特征摘要】
1.一种高频与脉冲分域耦合微细颗粒物深度脱除系统，该系统中电除尘器至少配置三级电场，其特征在于：电除尘器的前电场采用高频电源供电，后电场采用脉冲电源供电，并且在电除尘入口变径段设有双向导流均流装置。2.根据权利要求1所述高频与脉冲分域耦合微细颗粒物深度脱除系统，其特征在于：所述双向导流均流装置垂直于气流方向设置有的纵向和横向两组，用于纵向和横向调节进入电除尘器的烟气。3.根据权利要求2所述高频与脉冲分域耦合微细颗粒物深度脱除系统：该系统中双向多区导流均流装置设有叶片组件、驱动单元和控制单元。4.根据权利要求1-3任一所述高频与脉冲分域耦合微细颗粒物深度脱除系统，其特征在于：该系统配置总电...

【专利技术属性】
技术研发人员：许月阳，杨希刚，薛建明，仲兆平，李永生，管一明，王宏亮，许军进，徐崞铭，
申请(专利权)人：国电科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32