基于颗粒陷阱效应的收尘极板、新型极配形式及高效静电除尘器制造技术

本发明专利技术涉及基于颗粒陷阱效应的收尘极板、新型极配形式及高效静电除尘器，收尘极板通过弯折形成多个凸起折板和凹槽，凹槽处形成颗粒陷阱，收尘极板与多角度双刺电极配合的新型极配形式在颗粒陷阱凸起处积灰厚度低、场强高，凸起处颗粒物在气流曳力或振打作用下易于进入陷阱；凹槽积灰厚度高，但形成的粉尘层内场强较低，防止颗粒间击穿和对放电的干扰，增大运行电压工作区间，配合智能振打系统组成静电除尘器。本发明专利技术减少二次扬尘，降低高比电阻飞灰有效场强损耗，拓宽电除尘器比电阻适用范围和工作温度窗口；具有提高电晕电流，强化细微颗粒物荷电，提高除尘效率等优势，可降低运行成本，具有较高的行业适用性和运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于颗粒陷阱效应的收尘极板、新型极配形式及高效静电除尘器
本专利技术涉及电除尘环保
，尤其涉及一种基于颗粒陷阱效应的收尘极板、新型极配形式及高效静电除尘器。
技术介绍
静电除尘器是一种利用电力将气体中的粉尘粒子分离出来的一种除尘设备，其广泛应用于各行业中高炉尾气除尘，具有耗能少，阻力低，除尘效率高和处理烟气量大等优点。传统静电除尘器如专利号为CN103357504B公开的一种静电除尘器，包括正极板和负极板，所述正极板和负极板之间具有间距，所述正极板上设有多个通孔以形成多个管状正极，所述负极板上对应地设有多个柱状负极，所述柱状负极套设在所述正极板的管状正极内，以形成多个管式静电除尘单元。传统静电除尘器能够处理的粉尘种类有限，如在电力行业中，在低温的范围中SO3会在颗粒表面冷凝，改变颗粒的介电常数和比电阻等，使得颗粒的荷电量及脱除效率改变；同时，随着除尘器的运行，收尘极板上会堆积有一定厚度的粉尘，粉尘堆积会对电除尘器稳定放电造成不良影响，降低除尘器工作效率，是静电除尘器面临的一大挑战；玻璃炉窑粉尘碱金属含量高，且具有腐蚀性，若此含尘烟气直接通过SCR脱硝装置，飞灰中的碱金属元素、微量元素化合物等将会导致SCR催化剂中毒而失活，同时降低SCR催化剂使用寿命，为了保证SCR系统高效稳定运行，需在进入SCR装置前对高温烟气中颗粒物进行脱除，SCR系统为了提高催化剂活性，一般运行温度在320-450℃范围内，因此就需要在320-450℃以上温度进行颗粒物脱除，实现高温烟气净化。为提升静电除器对细微颗粒物的脱除效率，常规静电除尘器通过增加辅助电极形成均匀电场收尘区，可缓解高比电阻粉尘带来的反电晕问题，在此基础上采用C型收尘极板和波纹板辅助电极。常规静电除尘器极板表面堆积形成的粉尘层会对颗粒的捕集产生重要影响，并且随着比电阻的变化将会产生截然不同的影响机制，对于过低比电阻粉尘在集尘极上易产生跳跃现象，容易形成二次扬尘，大幅降低除尘器效率；当粉尘比电阻过高到达收尘极后，粉尘层内的电压增大，使得空间收尘场强减弱，显著降低粉尘的驱进速度，在特定情况下，甚至会产生反电晕，导致除尘器无法正常运行。电除尘装置长期运行过程中，随着收尘板上灰的逐渐累积，板上灰的厚度不断增加，积灰层上的压降随之增加，因此需要用极板和极线振打的方式清除积灰，但在某些复杂工况下存在振打扬尘等问题，造成了捕集效率的大幅下降，在颗粒物排放标准的不断提高的趋势下，颗粒物的捕集强化是实现颗粒物进一步减排的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有静电除尘器存在的问题，提出一种可以拓宽比电阻适用范围，提高电晕电流，强化细微颗粒物荷电，减少气流夹带和振打时产生的二次扬尘，能够解决由于粉尘层累积造成的电极放电特性减弱，甚至反电晕的问题的基于颗粒陷阱效应的收尘极板及高效静电除尘器。为了达到目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术涉及一种基于颗粒陷阱效应的收尘极板，通过弯折的方式形成多个间隔设置的凸起折板和凹槽，凹槽处形成颗粒陷阱。所述颗粒陷阱凸起处积灰厚度低、场强高，凸起处颗粒物在气流曳力或振打作用下易于进入陷阱；凹槽积灰厚度高，但此处形成的粉尘层内场强较低，可有效防止颗粒间击穿和对放电的干扰，增大运行电压工作区间；同时由于凹槽处场强较低，可减小颗粒的静电粘附力，易于振打清灰。优选地，所述的收尘极板上还设有强化折板，可提高振打力的传输效果和分布均匀性，减少振打力损耗，有助于减少振打造成的二次扬尘。优选地，所述的凹槽的截面为等腰梯形，截面的上底面宽度为3～11cm，下底面宽度为2～6cm，凹槽深度为1～5cm，凹槽两腰与凹槽下底面角度为100～135°。本专利技术涉及一种新型极配形式，包括多块收尘极板和若干多角度双刺电极，所述的收尘极板间隔布置，收尘极板通过弯折的方式形成多个间隔设置的凸起折板和凹槽，凹槽处形成颗粒陷阱；所述的多角度双刺电极间隔设在相邻收尘极板之间。优选地，所述的多角度双刺电极与收尘极板的距离为150～250mm，相邻多角度双刺电极的距离为200～300mm；多角度双刺电极针刺长度为5～15mm，针刺角度为15°～60°。优选地，针对高比电阻粉尘，所述的多角度双刺电极针刺长度为10～15mm；针对低比电阻粉尘，所述的多角度双刺电极针刺长度为5～10mm。针对高比电阻粉尘，极线采用小角度长针刺电极，可以增大粉尘层内的收尘场强，有效地强化捕集，抑制反电晕的发生；针对低比电阻粉尘，极线采用大角度短针刺电极，抑制低比电阻颗粒在极板及颗粒陷阱上再次启动，降低二次扬尘导致的颗粒物捕集效率下降。针对不同比电阻粉尘和颗粒物控制要求，优化匹配双刺电极和颗粒陷阱梯形结构参数，实现颗粒物高效脱除。本专利技术涉及一种高效静电除尘器，包括若干组收尘极板、若干多角度双刺电极和智能振打系统；每组收尘极板包括多块间隔布置的收尘极板，至少一组收尘极板通过弯折的方式形成多个间隔设置的凸起折板和凹槽，凹槽处形成颗粒陷阱；所述的多角度双刺电极间隔设在相邻收尘极板之间；所述的智能振打系统与收尘极板配合，用于振打收尘极板。优选地，所述智能振打系统由智能振打模块和振打装置构成，所述的智能振打模块是基于预测粉尘层堆积造成运行电压降低数值即压降，构建压降预精确预测模型，当压降达到一定比例时开启所述振打装置。优选地，所述的构建压降预精确预测模型的具体步骤包括：1)基于在线和历史数据，建立涵盖烟气参数、电除尘装置电源装置参数、电除尘装置本体参数的电除尘装置关键设备与参数数据库；2)基于参数数据库，构建颗粒物沿烟气流向的浓度梯度模型；3)基于颗粒物沿烟气流向的浓度梯度模型，预测颗粒物在极板表面累积速率随气流方向的变化规律，获得极板对应时刻的颗粒积累量，并根据颗粒密度，获得极板颗粒积累厚度模型；4)结合颗粒物比电阻参数，建立粉尘层内积灰等效电阻，通过研究不同工况下电除尘装置各极线所对应粉尘层电阻，构建压降比例模型；5)根据压降比例模型计算压降比例，当超过上限值时启动振打装置；6)振打一段时间后，循环步骤1)～5)，调整振打时间。优选地，所述步骤1)中，建立的电除尘装置本体参数包括集尘面积、电极形式、线-板距离、停留时间、通道数、电场数；建立的涵盖烟气参数包括入口颗粒物浓度、入口烟气流速、入口烟气量；建立的电源装置参数主要包括一次电压、二次电压、一次电流、二次电流。所述步骤2)中，构建颗粒物沿烟气流向的浓度梯度模型具体包括以下步骤：2.1)基于参数数据库建立电除尘器入口颗粒物浓度预测模型Cin，其中，B为燃煤量；η为粉尘逃逸率；Aar为收到基灰分；Q为烟气流量；2.2)针对单个电除尘电场，假设令烟气入口处的x＝0，预测沿着x方向的每个微元长度Δx的颗粒物脱除量，进而构建每个微单元的颗粒物脱除量模型电场入口处，即x＝0时，Cx＝0＝Cin，当x＝Δx时，颗粒物的脱除量为其中，A为比集尘面积，lp为极板长度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于颗粒陷阱效应的收尘极板，其特征在于：所述的收尘极板通过弯折的方式形成多个间隔设置的凸起折板和凹槽，凹槽处形成颗粒陷阱。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于颗粒陷阱效应的收尘极板，其特征在于：所述的收尘极板通过弯折的方式形成多个间隔设置的凸起折板和凹槽，凹槽处形成颗粒陷阱。


2.根据权利要求1所述的基于颗粒陷阱效应的收尘极板，其特征在于：所述的收尘极板上还设有强化折板。


3.根据权利要求1所述的基于颗粒陷阱效应的收尘极板，其特征在于：所述的凹槽的截面为等腰梯形，截面的上底面宽度为3～11cm，下底面宽度为2～6cm，凹槽深度为1～5cm，凹槽两腰与凹槽下底面角度为100～135°。


4.一种新型极配形式，其特征在于：其包括多块收尘极板和若干多角度双刺电极，所述的收尘极板间隔布置，收尘极板通过弯折的方式形成多个间隔设置的凸起折板和凹槽，凹槽处形成颗粒陷阱；所述的多角度双刺电极间隔设在相邻收尘极板之间。


5.根据权利要求4所述的新型极配形式，其特征在于：所述多角度双刺电极和带颗粒陷阱的收尘极板距离为150～250mm，相邻电极距离为200～300mm；所述多角度双刺电极针刺长度为5～15mm，针刺角度为15°～60°。


6.根据权利要求4所述的新型极配形式，其特征在于：针对高比电阻粉尘，所述的多角度双刺电极针刺长度为10～15mm；针对低比电阻粉尘，所述的多角度双刺电极针刺长度为5～10mm。


7.一种高效静电除尘器，其特征在于：其包括若干组收尘极板、若干多角度双刺电极和智能振打系统；每组收尘极板包括多块间隔布置的收尘极板，至少一组收尘极板通过弯折的方式形成多个间隔设置的凸起折板和凹槽，凹槽处形成颗粒陷阱；所述的多角度双刺电极间隔设在相邻收尘极板之间；所述的智能振打系统与收尘极板配合，用于振打收尘极板。


8.根据权利要求7所述的高效静电除尘器，其特征在于：所述智能振打系统由智能振打模块和振打装置构成，所述的智能振打模块是基于预测粉尘层堆积造成运行电压降低数值即压降，构建压降预精确预测模型，当压降达到一定比例时开启所述振打装置。


9.根据权利要求8所述的高效静电除尘器，其特征在于：所述的构建压降预精确预测模型的具体步骤包括：
1)基于在线和历史数据，建立涵盖烟气参数、电除尘装置电源装置参数、电除尘装置本体参数的电除尘装置关键设备与参数数据库；
2)基于参数数据库，构建颗粒物沿烟气流向的浓度梯度模型；
3)基于颗粒物沿烟气流向的浓度梯度模型，预测颗粒物在极板表面累积速率随气流方向的变化规律，获得极板对应时刻的颗粒积累量，并根据颗粒密度，获得极板颗粒积累厚度模型；
4)结合颗粒物比电阻参数，建立粉尘层内积灰等效电阻，通过研究不同工况下电除尘装置各极线所对应粉尘层电阻，构建压降比例模型；
5)根据压降比例模型计算压降比例，当超过上限值时启动振打装置；
6)振打一段时间后，循环步骤1)～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，郑成航，吴卫红，伍致承，周灿，张涌新，刘少俊，翁卫国，张悠，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33