针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法及装置，其是在密闭、氧气含量低于5%条件下，将碳热还原炉烟气通入荷电区，在荷电区设有阴电极，并以高温电加热电滤耦合组件作为阳电极，兼具集尘极的作用，在直流、交流或者脉冲高压电压作用下，荷电区会对烟气中的颗粒物进行荷电，荷电颗粒物在电场力及微孔物理阻力的作用下实现对颗粒物的有效去除，同时高温电加热电滤耦合组件能在电流作用下产生高温，对烟气进行加热，防止碳热还原炉烟气冷凝，有效地解决了部分碳热还原炉烟气如黄磷烟气冷凝对管道的堵塞现象；本发明专利技术很大程度提高中了高温碳热还原炉工业废气中颗粒物的高效去除效率。

The method and device of dry medium and high temperature classification electric filter dust removal for the flue gas of carbon heat reduction furnace

【技术实现步骤摘要】
针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法与装置
本专利技术涉及除尘设备领域，具体涉及一种针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法与装置。
技术介绍
有色金属工业是矿物加工工业，物流量大，工艺流程长，是环境污染的主要行业之一。尤其因为我国金属矿物品位低、结构复杂、并常与有毒的金属和非金属元素共生，所以在采、选、冶、加工各流程均产生较大量的有害废渣(石)、废水和废气，造成严重环境污染。有色金属工业生产每年排放可能超过3亿吨的温室气体(折合CO2)，还排放大量的其它有害气体，如SO2等。同时大量的余热不能得到有效利用，造成能源浪费。严重影响着中国有色金属工业的可持续发展。黄磷是一种重要的化工产品，我国是世界上主要的产磷国和出口国。黄磷的生产通常采用电炉法，每生产1t黄磷副产尾气2500-3000Nm3。黄磷蒸气主要成分为一氧化碳，一般含量在85-95%，另外还有氮气、氢气、二氧化碳等气体，并有少量未冷凝下来的磷，此外还含有P4、H2S、F等杂质。黄磷蒸气富含CO，炉气热值在10000kJ/m3左右，可以作为燃料，其中的CO、H2更是宝贵的化工原料，综合利用途径很广。但由于黄磷蒸气中有害杂质种类较多，净化分离难度较大，阻碍了黄磷蒸气的有效利用。磷蒸气生产中，黄磷生产除尘可分为湿法除尘和干法除尘，国内大部分的黄磷生产线都采用湿法除尘技术，但湿法除尘不仅需要消耗水，还产生大量的泥磷，产生大量的含磷污水，常见的废气干法除尘有旋风除尘、布袋除尘、膜过滤、电除尘和电-袋除尘技术。传统旋风除尘器可以净化高温、高含尘浓度的烟气，且结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，但除尘效率仅为20%-30%，对细颗粒物效果不佳。袋式除尘器是的以广泛推广应用的除尘技术，结构简单，维护操作方便。对粉尘的特性不敏感，不受粉尘及电阻的影响，净化后粉尘排放浓度可小于30mg/m3，但其操作温度一般要求低于280℃，且对细微粉尘的处理效果不理想。传统单元式控制技术难以满足越来越严格的细颗粒物净化要求，各种技术的耦合作用开始受到人们的关注，复合除尘技术可以很好的利用各个单个除尘技术的优点，达到最高的去除效率。例如，把电除尘技术和袋式除尘技术结合起来的电袋除尘技术，专利《电袋复合除尘器电区顶部阴极电磁振打装置》(授权公告号CN203155405U）介绍了一种阴极电磁振打装置，主要是合理改善了一些机械振打的劣势，避免了二次飞扬加重的情况，对于电袋除尘器的使用寿命及稳定性有了一定程度的提高，但是该方法仅仅从外部利用电磁作用改善电袋除尘器中部分装置的使用效果，没有从技术层面将电磁调控利用到底。电除尘和旋风除尘结合发展起来的电旋风除尘技术，专利《一种基于外交变磁加强的静电旋风除尘系统》（授权公告号CN203155405U）中介绍了一种通过外交变磁调控改变带电颗粒物在除尘器内所受磁场力的方向，延长了其在电场中的作用时间，最终通过电场去除带电颗粒物，该方法虽然提高了小颗粒物的去除效率，但是延长了除尘时间，增加了运行成本，并且容易受到颗粒本身性质，灰尘浓度的影响，导致其不能保持高效稳定的除尘效率。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法，以达到对碳热还原炉烟气中高温工业废气中细颗粒物的分级高效去除目的；该方法不仅除尘效率高，且处理黄磷烟气时不需要消耗水，不会产生泥磷，从根本上解决了黄磷烟气湿式除尘的缺点。本专利技术针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法是在密闭、氧气含量低于5%条件下，将碳热还原炉烟气通入荷电区，在荷电区设有阴电极，并以高温电加热电滤耦合组件作为阳电极，兼具集尘极的作用，在直流、交流或脉冲高压电压作用下，荷电区会对烟气中的颗粒物进行荷电，荷电颗粒物在电场力及微孔物理阻力的作用下实现对颗粒物的有效去除，同时高温电加热电滤耦合组件能在电流作用下产生高温，对烟气进行加热，防止碳热还原炉烟气中的特殊组分如黄磷蒸气冷凝，有效地解决了烟气中的特殊组分冷凝对管道的堵塞现象。所述高温电加热电滤耦合组件是由纵筋和支撑环纵横叠交焊接而成的中空圆柱形笼体，中空圆柱形笼体外套装有滤布层，纵筋和支撑环均是由耐高温、耐腐蚀、具有良好电发热性能的材料制得。或者高温电加热电滤耦合组件是由纵筋和支撑环纵横叠交焊接而成的带有微孔的中空圆柱形笼体或者为带有微孔的中空圆柱体，纵筋、支撑环以及带有微孔的中空圆柱体由耐高温、耐腐蚀、具有良好电发热性能的材料制得；纵筋和支撑环纵横叠交焊接而成的带有微孔的中空圆柱形笼体或者带有微孔的中空圆柱上的微孔孔径为1~100μm；此高温电加热电滤耦合组件外部不必附有滤布；上述耐高温、耐腐蚀、具有良好电发热性能的材料为碳化硅、碳纤维、不锈钢、金属钼、镍铬合金、铁铬铝合金、氧化锆、二硅化钼中的一种。所述滤布为普通滤布、电滤布、金属滤布、加电后发热的滤布或表面附有催化材料具有催化功能的滤布，滤布材料为铝合金、玻璃纤维、聚四氟乙烯、碳纤维、碳化硅、金属钼、碳纤维、不锈钢、镍铬合金、铁铬铝合金、氧化锆、二硅化钼中的一种，加电后发热的滤布产生的温度为100~500℃，表面附有催化材料具有催化功能的滤布，滤布上的催化剂涂层材料为Ag、Pt、Co、Mn、Fe、Cu、TiO2-SiO2、Fe2O3-TiO2、Fe3O4-TiO2、CeO2-TiO2、MnO2-TiO2、ZrO2-TiO2、Ag2O-ZrO2中的一种或任意比几种；电滤布参照“一种电滤布及其应用”中的方法制得。所述高温电加热电滤耦合组件的加热温度为200~800℃，所耐受的pH值为3~11之间。所述阴电极为针状电极、双区柱状电极、中心骨刺状电极、线状电极、双区半骨刺电极、锥形栅状电极中的一种，电极材料为碳化硅、碳纤维、不锈钢、纯钼中的一种。所述烟气入口流速为5m/s~23m/s，氧含量低于5%，当选用直流高压电压作用时，放电电压为10kV~100kV；当选用交流高压电压作用时，交流放电电压为10kV~300kV；当选用脉冲高压电压作用时，放电电压为10kV~200kV；烟气入口气体温度为100℃~300℃。本专利技术另一目的是提供完成上述方法的装置，其包括一个以上的除尘单元、鼓风机、绝缘支座、高压电源，其中除尘单元包括绝缘外壳、出气通道、绝缘固定支架、高温电加热电滤耦合组件、阴电极、喷头，绝缘固定支架固定在绝缘外壳顶部的固定板下方，一个以上的高温电加热电滤耦合组件固定在绝缘固定支架下方，2个以上的阴电极固定在绝缘固定支架上并位于高温电加热电滤耦合组件周围，喷头固定在固定板下并位于高温电加热电滤耦合组件的上方，固定板与绝缘固定支架之间设置有出气通道，除尘单元之间的出气通道贯通并在尾端设置有出气口，绝缘外壳下部一侧开有进气口，灰斗固定在绝缘外壳底部，高压电源分别与高温电加热电滤耦合组件、阴电极连通，除尘单元固定在绝缘支座上，鼓风机通过管道与喷头连通。所述灰斗为漏斗状，斗壁斜度≥60°，灰斗下灰口大小依排灰量大小选定，但最小不得小于300×300mm。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法，其特征在于：在密闭、氧气含量低于5%条件下，将碳热还原炉烟气通入荷电区，在荷电区设有阴电极，并以高温电加热电滤耦合组件作为阳电极，兼具集尘极的作用，在直流、交流或脉冲高压电压作用下，荷电区会对烟气中的颗粒物进行荷电，荷电颗粒物在电场力及微孔物理阻力的作用下实现对颗粒物的有效去除，同时高温电加热电滤耦合组件能在电流作用下产生高温，对烟气进行加热，防止碳热还原炉烟气冷凝，有效地解决了碳热还原炉烟气中组分冷凝对管道的堵塞现象。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法，其特征在于：在密闭、氧气含量低于5%条件下，将碳热还原炉烟气通入荷电区，在荷电区设有阴电极，并以高温电加热电滤耦合组件作为阳电极，兼具集尘极的作用，在直流、交流或脉冲高压电压作用下，荷电区会对烟气中的颗粒物进行荷电，荷电颗粒物在电场力及微孔物理阻力的作用下实现对颗粒物的有效去除，同时高温电加热电滤耦合组件能在电流作用下产生高温，对烟气进行加热，防止碳热还原炉烟气冷凝，有效地解决了碳热还原炉烟气中组分冷凝对管道的堵塞现象。


2.根据权利要求1所述的针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法，其特征在于：高温电加热电滤耦合组件是由纵筋和支撑环纵横叠交焊接而成的中空圆柱形笼体，中空圆柱形笼体外套装有滤布层，纵筋和支撑环均是由耐高温、耐腐蚀、具有良好电发热性能的材料制得。


3.根据权利要求2所述的针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法，其特征在于：滤布为普通滤布、电滤布、金属滤布、加电后发热的滤布或表面附有催化材料的滤布；滤布材料为铝合金、玻璃纤维、聚四氟乙烯、碳纤维、碳化硅、金属钼、碳纤维、不锈钢、镍铬合金、铁铬铝合金、氧化锆、二硅化钼中的一种，加电后发热的滤布产生的温度为100~500℃。


4.根据权利要求1所述的针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法，其特征在于：高温电加热电滤耦合组件是由纵筋和支撑环纵横叠交焊接而成的带有微孔的中空圆柱形笼体或者为带有微孔的中空圆柱体，纵筋、支撑环以及带有微孔的中空圆柱体由耐高温、耐腐蚀、具有良好电发热性能的材料制得。


5.根据权利要求2或4所述的针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法，其特征在于：耐高温、耐腐蚀、具有良好电发热性能的材料为碳化硅、碳纤维、不锈钢、金属钼、镍铬合金、铁铬铝合金、氧化锆、二硅化钼中的一种。


6.根据权利要求4所述的针对碳热还原炉烟气干式中高温分级电滤除尘的方法，其特征在于：纵筋和支撑环纵横叠交焊接而成的带有微孔的中空圆柱形笼体或者带有微孔的中空圆柱体，其上的微孔孔径为1~100μm。


7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿广飞，李志顺成，宁平，杨聪庆，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53