一种自发热不沾灰放电电极及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种自发热不沾灰放电电极及其制备方法，该放电电极包括支撑杆和放电刺，所述支撑杆的两侧沿长度方向间隔设置有若干个放电刺，所述放电刺采用三层复合结构，包括设置于中间层的自发热区，以及分别设置于自发热区上、下外表面的不沾灰区，所述自发热区的材料采用金属纤维和碳纤维复合材料，所述不沾灰区采用不锈钢材料，所述放电刺的尖端放电点处还设有电晕放电区，所述电晕放电区采用钨与稀土金属氧化物复合材料。该放电电极表面不易积灰、腐蚀，并且便于加工，可批量生产，适合对现有电除尘器改造，适应性好。适应性好。适应性好。

【技术实现步骤摘要】
一种自发热不沾灰放电电极及其制备方法


[0001]本专利技术涉及烟气污染物治理的
，特别是一种自发热不沾灰放电电极及其制备方法。

技术介绍

[0002]电除尘是烟气领域除尘的主流技术之一，其基本原理是电晕放电使颗粒物荷电，在电场力的作用下粉尘被收集，所以，强化电场荷电对提高电除尘性能非常重要。电除尘器电晕放电并不是均匀的，放电极和收尘极的结构对电除尘效率影响较大，多种放电极结构已经被提出，包括电压、极性、结构形式等改进。郝吉明等探索了电除尘器管状芒刺类电晕极电参数模拟计算方法，日本三菱重工的土屋喜中等开发了新型放电极使其电流密度分布均匀，均在一定程度上提高了电除尘效率。
[0003]目前常规电除尘器为了降低放电电极表面的积灰，一般采用304或316不锈钢材料提高放电电极表面的光滑度，或是提高振打清灰的振打力，降低振打周期等方法，也有提出在振打时降低电源的电压，通过降压振打提高清灰效率等方法。另外，申请号CN202111267761.X的专利技术专利，提出了在放电电极支撑管体内设有发热机构，从而提高放电电极温度降低粉尘湿度以降低粘附性，通过有机涂层降低表面黏灰性能。电荷突破阴极表面存在一个逸出功，逸出功对阴极放电性能具有重要的影响。WebneltA发现氧化物阴极逸出功很低，具有高电流的放电特性。在烟气中含水量和含硫量高的环境下的电除尘器存在放电电极易积灰、易腐蚀的问题，比如污泥掺烧、造纸碱炉、钢铁烧结机头等烟气工况，导致放电电极电晕放电效率低甚至无法放电，降低电除尘效率。
[0004]现有的放电电极存在以下缺陷：
[0005]1、放电电极容易积灰、腐蚀，导致电晕放电效率低。
[0006]2、放电电极在污泥掺烧、造纸碱炉、钢铁烧结机头等含水量和含硫量高的环境下，积灰、腐蚀问题更加严重。
[0007]3、电晕放电均匀性差，能耗利用率低。
[0008]4、部分新型极线结构复杂，成本高。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种自发热不沾灰放电电极及其制备方法，该放电电极表面不易积灰、腐蚀，并且便于加工，可批量生产。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提出了一种自发热不沾灰放电电极，包括支撑杆和放电刺，所述支撑杆的两侧沿长度方向间隔设置有若干个放电刺，所述放电刺采用三层复合结构，包括设置于中间层的自发热区，以及分别设置于自发热区上、下外表面的不沾灰区，所述自发热区的材料采用金属纤维和碳纤维复合材料，所述不沾灰区采用不锈钢材料，所述放电刺的尖端放电点处还设有电晕放电区，所述电晕放电区采用钨与稀土金属氧化物复合材料。
[0011]作为优选，所述电晕放电区采用的材料包括：钨金属70
‑
80％，W
‑
ThO2含量0
‑
8％，W
‑
CeO2含量0
‑
5％，W
‑
MgO含量0
‑
9％，W
‑
La2O3含量0
‑
3％，W
‑
ZrO2含量0
‑
5％，W
‑
Y2O3含量0
‑
8％。
[0012]作为优选，所述电晕放电区的长度1
‑
3mm。
[0013]作为优选，所述不沾灰区的表面具有物理不粘层。
[0014]作为优选，所述物理不粘层为微米级的粗糙面，粗糙面其表层的硬度为HV500～1000，更优的硬度为HV500～800。
[0015]作为优选，所述自发热区21的厚度0.35
‑
0.65mm、所述不沾灰区22的厚度为0.1
‑
0.12mm。
[0016]本专利技术还提出了一种自发热不沾灰放电电极的制备方法，将成型的放电刺与支撑杆焊接，形成放电电极，所述放电刺的制备方法包括以下步骤：
[0017]S1.1制作不沾灰区形成不沾灰区薄片，包括以下步骤：
[0018]a.选材和喷砂工序：选取不锈钢板材，并预设形状，将磨料喷向不锈钢板材本体表面，使不锈钢板材表面形成粗糙面；
[0019]b.表面处理：对不锈钢板板材进行表面处理，形成的氧化膜；
[0020]c.打磨工序：对不锈钢板板材表面进行机械抛光；
[0021]d.硬化工序：加热处理形成表面硬化层；
[0022]e.氧化工序：进行氧化处理，在粗糙面上形成纳米级的氧化膜；
[0023]S1.2制作自发热区形成自发热区薄片：将金属纤维和碳纤维制作成厚度为0.35
‑
0.65mm的金属薄片，并预设形状。
[0024]S1.3压制成型：将自发热区薄片置于两个不沾灰区薄片之间进行压制成型，形成放电刺的三层复合结构，各层薄片之间采用金属胶水粘接；
[0025]S1.4制作电晕放电区：将钨与稀土金属氧化物复合材料高温熔化，然后黏附到放电刺尖端放电点位置，固化后再通过机械压制设备将钨与稀土金属氧化物复合材料压出尖端，形成电晕放电区。
[0026]作为优选，步骤a中，选取厚度为0.1
‑
0.12mm的不锈钢板材，通过磨料在不锈钢板材表面形成微米级的粗糙面。
[0027]作为优选，步骤d中，采用二次加热的方式硬化，先在600～650℃下热处理3～6小时，表面硬度达到HV500～1000，然后在450～600℃下热处理5～10小时，形成硬度为HV500～800的表面硬化层。
[0028]作为优选，所述表面硬化层的厚度为6～15微米。
[0029]本专利技术的有益效果：
[0030]1.放电电极通过加热电极表面温度，水分不结露，灰的湿度低，从而放电电极表面不易积灰、腐蚀。避免放电电极在污泥掺烧、造纸碱炉、钢铁烧结机头等含水量和含硫量高的环境下，积灰、腐蚀严重的问题。
[0031]2.电晕放电均匀性好，能耗利用率高。
[0032]3.加工简单，可通过压型设备批量高质量生产，成本低，质量好。
[0033]4.适合对现有电除尘器改造，适应性好。
[0034]本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
[0035]图1是本专利技术一种自发热不沾灰放电电极的结构示意图；
[0036]图2是本专利技术一种自发热不沾灰放电电极的断面示意图；
[0037]图3是本专利技术一种自发热不沾灰放电电极的放电刺的示意图；
[0038]图4是本专利技术一种自发热不沾灰放电电极的放电刺的断面示意图。
【具体实施方式】
[0039]参阅图1至图4，本专利技术一种自发热不沾灰放电电极，包括支撑杆1和放电刺2，所述支撑杆1的两侧沿长度方向间隔设置有若干个放电刺2，所述放电刺2采用三层复合结构，包括设置于中间层的自发热区21，以及分别设置于自发热区21上、下外表面的不沾灰区22，所述自发热区21的材料采用金属纤维和碳纤维复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自发热不沾灰放电电极，包括支撑杆(1)和放电刺(2)，所述支撑杆(1)的两侧沿长度方向间隔设置有若干个放电刺(2)，其特征在于：所述放电刺(2)采用三层复合结构，包括设置于中间层的自发热区(21)，以及分别设置于自发热区(21)上、下外表面的不沾灰区(22)，所述自发热区(21)的材料采用金属纤维和碳纤维复合材料，所述不沾灰区(22)采用不锈钢材料，所述放电刺(2)的尖端放电点处还设有电晕放电区(23)，所述电晕放电区(23)采用钨与稀土金属氧化物复合材料。2.如权利要求1所述的一种自发热不沾灰放电电极，其特征在于：所述电晕放电区(23)采用的材料包括：钨金属70
‑
80％，W
‑
ThO2含量0
‑
8％，W
‑
CeO2含量0
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5％，W
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MgO含量0
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9％，W
‑
La2O3含量0
‑
3％，W
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ZrO2含量0
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5％，W
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Y2O3含量0
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8％。3.如权利要求1所述的一种自发热不沾灰放电电极，其特征在于：所述电晕放电区(23)的长度1
‑
3mm。4.如权利要求1所述的一种自发热不沾灰放电电极，其特征在于：所述不沾灰区(22)的表面具有物理不粘层。5.如权利要求4所述的一种自发热不沾灰放电电极，其特征在于：所述物理不粘层为微米级的粗糙面，粗糙面其表层的硬度为HV500～1000。6.如权利要求1所述的一种自发热不沾灰放电电极，其特征在于：所述自发热区21的厚度0.35
‑
0.65mm、所述不沾灰区22的厚度为0.1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海宝，胡小鑫，杜宇江，何毓忠，罗水源，吕自强，
申请(专利权)人：浙江菲达环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：