具有烟气脱水功能的湿式电除尘器的制作方法

本实用新型是关于烟气湿式电除尘技术，尤其涉及一种具有烟气脱水功能的湿式电除尘器。

背景技术：

针对当前电力、冶金等行业日益提高的节能减排标准，很多企业在烟气湿法脱硫塔后增加湿式电除尘器对烟气进行深度净化，进一步处理粉尘和雾滴，降低排放浓度，实现超低排放、协同控制PM2.5和重金属等复合污染物。但由于湿法脱硫后烟气为饱和或过饱和状态，烟气通过烟囱排放带走大量水气，烟囱出口“白烟”拖尾现象突出，同时脱硫吸收塔补水量居高不下，造成了水资源的浪费，长期以来未得到足够的重视。对于缺水地区，湿法脱硫加剧了环境资源与经济发展之间的矛盾，如果能在湿式电除尘器中将烟气中的水分加以回收，将在实现烟气减排的同时实现节水的功效，实现良好的经济和社会效益。

另外，常规的湿式电除尘器对捕集PM2.5-PM10或以上的微尘、液滴、S0₃等有很高的效率，但对于PM2.5以下微尘的捕集效率不高，因此有必要改进工艺，提高对极细微尘的捕集效率，对湿式电除尘器烟气处理的潜力进一步挖掘。

申请公告号为CN104226479的发明专利。该发明公开了一种湿法脱硫后烟气的高效湿式电除尘净化装置与方法，该除尘器采用立式结构，烟气流动方向为下进上出，该除尘器内部设置有换热盘管、增湿喷嘴、阴极固定框架、积尘管、清洗喷嘴等，清洗水管道与液体循环泵连接。

该装置和方法采用盘管作为换热元件，盘管为普通圆管或翅片管，由于烟气经湿法脱硫后，烟气携带石膏或氨盐容易积存在换热盘管上，降低传热效率，甚至发生盘管堵塞现象，换热盘管无冲洗装置，发生积垢后无法清除，难以保证长期稳定运行。

此外，盘管式换热器传热系数低，占地面积大，烟气侧阻力高，除尘器内部有限空间布置大量的换热管排难以实施，烟气冷却降温幅度小，烟气脱水效果不明显。

另外，电除尘器入口烟气流场未做均匀化设计，换热盘管冷热不均，影响换热效率，除尘器阳极管入口处烟气未做均流设计，影响除尘效率。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种具有烟气脱水功能的湿式电除尘器，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有烟气脱水功能的湿式电除尘器，采用易于冲洗、耐冲刷且传热系数高的板式换热器，并在换热器前后对烟气进行流场均布处理；设置冲洗喷嘴对气流分布板和换热器进行定期清洗，避免了常规管式烟气换热器容易积垢堵塞的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有烟气脱水功能的湿式电除尘器，烟气均匀通过烟气冷却脱水装置，对烟气进行深度冷却，烟气析出水分后进入除尘器电场区域净化处理，收集液返回脱硫系统，在湿式电除尘器本体内完成烟尘高效捕集同时减少烟气含水量，解决大量水分随烟气排放的浪费问题。

本实用新型的目的是这样实现的，一种具有烟气脱水功能的湿式电除尘器，该湿式电除尘器包括竖直设置的柱状壳体；该柱状壳体的底端连接有径向尺寸向下渐缩的烟气入口段，该柱状壳体的顶端连接有径向尺寸向上渐缩的烟气出口段；所述烟气入口段中设有第一气流分布板；所述柱状壳体的腔体内由下向上依次设有第二气流分布板、板式换热器、下部冲洗装置、第三气流分布板、电集尘装置和上部冲洗装置；所述电集尘装置包括设置于柱状壳体内的阳极通道组件，阳极通道组件上的各阳极管道中分别贯穿设置一阴极线；所述上部冲洗装置和下部冲洗装置分别为枝杈形喷淋装置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述阳极通道组件由阳极框架固定于柱状壳体内；阳极通道组件由并列竖直设置的多个阳极通道模块组成；阳极通道模块中分别形成有多个相互接触且并列竖直设置的阳极管道。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述阳极通道组件由四个阳极通道模块组成。

在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述阴极线的两端分别固定于上阴极框架和下阴极框架；各所述阴极线与高压供电设备电连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述上部冲洗装置包括设置在一支架上的输水管和由该输水管两侧水平延伸设置的多个喷淋管，各喷淋管的下侧壁设有多个喷嘴；所述喷嘴朝向阳极通道组件设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述下部冲洗装置包括设置在一支架上的输水管和由该输水管两侧水平延伸设置的多个喷淋管，各喷淋管的上侧壁和下侧壁分别设有多个喷嘴；上侧壁的喷嘴朝向阳极通道组件设置；下侧壁的喷嘴朝向板式换热器设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，板式换热器并联竖直平行设置多组；板式换热器上设有与冷却塔连接的冷却水进口和冷却水出口，冷却水出口端连接有冷却水循环泵。

由上所述，本实用新型的具有烟气脱水功能的湿式电除尘器，在烟气入口设置两层气流分布板，对烟气进行均流，保证了板式换热器的换热效率；板式换热器及其上层气流分布板之间设置下部冲洗装置，单独对板式换热器进行冲洗，消除板式换热器表面积灰和结垢的可能；采用板式换热器的优点在于烟气侧阻力低，对脱硫增压风机能力影响较小，板式换热器表面不容易结垢，不会发生管式换热器的石膏堵塞现象，板式换热器体积小，传热系数大，在除尘器腔体内可布置多组换热器，可实现对烟气的深度冷却，回收水效果显著；在板式换热器和电集尘装置之间设置第三气流分布板，该第三气流分布板对通过除尘器阳极通道组件上的各阳极管道的烟气进行均流处理，提高烟气均布效果，同时增强烟气中尘粒和液滴的碰撞凝聚，小粒径微尘和雾滴直径增大，间接提高了除尘器对入口烟气中PM2.5以下粉尘的捕集效率，粉尘排放浓度可达到5mg/m³，甚至更低。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型具有烟气脱水功能的湿式电除尘器的结构示意图。

图2：为本实用新型中电集尘装置的俯视结构示意图。

图3:为本实用新型中上部冲洗装置的俯视结构示意图。

图4:为本实用新型中板式换热器的俯视结构示意图。

图5:为本实用新型中第一气流分布板的俯视结构示意图。

图6:为本实用新型中第二气流分布板的俯视结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1～图6所示，本实用新型提出一种具有烟气脱水功能的湿式电除尘器100，该湿式电除尘器100包括竖直设置的柱状壳体1；该柱状壳体1的底端连接有径向尺寸向下渐缩的烟气入口段2，该柱状壳体1的顶端连接有径向尺寸向上渐缩的烟气出口段3；所述烟气入口段2中设有第一气流分布板41；所述柱状壳体1的腔体内由下向上依次设有第二气流分布板42、板式换热器5、下部冲洗装置61、第三气流分布板43、电集尘装置7和上部冲洗装置62；所述电集尘装置7包括设置于柱状壳体内的阳极通道组件71，阳极通道组件71上的各阳极管道711中分别贯穿设置一阴极线721，多条阴极线721相互平行构成阴极线组72，各所述阴极线721与高压供电设备8电连接，将电源引入除尘器腔体；所述上部冲洗装置62和下部冲洗装置61分别为枝杈形喷淋装置；上部冲洗装置62和下部冲洗装置61分别与供水设备6连接。

烟气从除尘器底部烟气入口段2进入，烟气入口段2内部安装第一气流分布板41，在烟气入口段2的上方，即除尘器腔体的底部安装第二气流分布板42对烟气进行整流，消除局部流速不均匀现象；第一气流分布板41和第二气流分布板42为孔板结构，水平安装(如图5、图6所示)；根据工程中实际的烟气量和烟气流速，第一气流分布板41和第二气流分布板42也可合并。

含尘烟气由烟气入口段2进入除尘器，依次通过两层气流分布板整流后，烟气与板式换热器5均匀换热，板式换热器5可设置多组，位于除尘器整个过流截面上(如图4所示)；由于板式换热器体积小，换热系数大且烟气阻力低，烟气降温幅度较大，烟气中的水分大量析出，烟气达到过饱和状态，除尘器横截面烟气流速通常<1.8m/s，大粒径液滴凝聚在换热器表面形成水流滴落，小粒径液滴与烟尘微粒凝聚后随烟气带入电集尘装置7内部，在高压电场环境中，含尘液滴易于荷电，很容易被除尘器收集。定期启动上部冲洗装置62，阳极通道组件71上的各阳极管道711内表面收集的粉尘随冲洗水带走。上部冲洗装置62运行时，自上而下的水流对下方的气流分布板和板式换热器5也有一定冲洗效果，如出现换热器传热温差减小，冷却水温度升高的情况，开启换热器上方的下部冲洗装置61，对板式换热器5单独冲洗。

由上所述，本实用新型的具有烟气脱水功能的湿式电除尘器，在烟气入口设置两层气流分布板，对烟气进行均流，保证了板式换热器的换热效率；板式换热器及其上层气流分布板之间设置下部冲洗装置，单独对板式换热器进行冲洗，消除板式换热器表面积灰和结垢的可能；采用板式换热器的优点在于烟气侧阻力低，对脱硫增压风机能力影响较小，板式换热器表面不容易结垢，不会发生管式换热器的石膏堵塞现象，板式换热器体积小，传热系数大，在除尘器腔体内可布置多组换热器，可实现对烟气的深度冷却，回收水效果显著；在板式换热器和电集尘装置之间设置第三气流分布板，该第三气流分布板对通过除尘器阳极通道组件上的各阳极管道的烟气进行均流处理，提高烟气均布效果，同时增强烟气中尘粒和液滴的碰撞凝聚，小粒径微尘和雾滴直径增大，间接提高了除尘器对入口烟气中PM2.5以下粉尘的捕集效率，粉尘排放浓度可达到5mg/m³，甚至更低。

如图1所示，除尘器腔体是提供烟气净化处理的空间，提供高压电场的除尘环境；除尘器腔体的截面可以为矩形，也可为圆形；在本实施方式中除尘器腔体的截面为矩形；在本实施方式中，所述柱状壳体1、烟气入口段2和烟气出口段3均是在相应的框架内侧密封设置板材构成的。

如图1、图2所示，在本实施方式中，所述阳极通道组件71由阳极框架712固定于柱状壳体1内壁；阳极通道组件71由并列竖直设置的多个阳极通道模块组成；在本实施方式中，所述阳极通道组件71是由四个阳极通道模块组成，阳极框架712呈田字形，四个阳极通道模块固定于阳极框架712的四个框格内；阳极通道模块中分别形成有多个相互接触且并列竖直设置的阳极管道711。在本实施方式中，各阳极管道711的截面为正六边形，也可为圆形或方形等形状；烟气从各阳极管道流过时，携带的灰尘被收集在各阳极管道内部四周的阳极表面；各所述阴极线721的两端分别固定于上阴极框架和下阴极框架；高压供电设备8通过上阴极框架与各阴极线电连接。上阴极框架和下阴极框架由一外部装置(绝缘子室，现有技术)悬吊在除尘器腔体内。

进一步，如图3所示，在本实施方式中，所述上部冲洗装置62包括设置在一支架上的输水管621和由该输水管621两侧水平延伸设置的多个喷淋管622，各喷淋管622的下侧壁设有多个喷嘴623；所述喷嘴623朝向阳极通道组件71设置。

在本实施方式中，所述下部冲洗装置61的结构与上部冲洗装置62基本相同，两者区别在于，下部冲洗装置61中各喷淋管的上侧壁和下侧壁分别设有多个喷嘴，以构成喷射方向朝上和朝下的双向喷管；上侧壁的喷嘴朝向阳极通道组件设置；下侧壁的喷嘴朝向板式换热器设置。

如图1、图4所示，在本实施方式中，板式换热器5安装在除尘器腔体的下部区域，板式换热器5可并联竖直平行设置多组，板式换热器5上设有与冷却塔53连接的冷却水进口51和冷却水出口52，冷却水出口52端连接有冷却水循环泵54；板式换热器板片中为流动的循环冷却水对烟气降温，冷却水升温后经冷却水循环泵54送至冷却塔53降温，返回板式换热器继续冷却烟气，各设备之间通过管道相连。冷却水可采用常温水，也可采用冷冻水。烟气通过板式换热器5降温后，析出大量水滴，达到过饱和状态，烟气中的液滴和尘粒平均粒径增大，更容易在高压电场中被捕集。气流均布是影响除尘性能的重要因素，在换热器上方设有第三气流分布板43，确保进入阳极管道的烟气流场分布均匀。

烟气中携带的石膏、氨盐可能在板式换热器表面集聚；本实用新型在板式换热器5和第三气流分布板43之间设置喷射方向朝上和朝下的双向下部冲洗装置61，定期启动下部冲洗装置61喷淋冲洗板式换热器，同时冲洗第三气流分布板。

在本实施方式中，上部冲洗装置62、下部冲洗装置61进行喷淋冲洗均为间断工作；上部冲洗装置62、下部冲洗装置61可同时运行，也可单独运行。

本实用新型具有烟气脱水功能的湿式电除尘器具有如下有益效果：

1.本实用新型烟气析出水分为烟尘微粒之间凝聚提供了凝结核，PM2.5以下尘粒和雾滴形成向大微粒转变的趋势，同时烟气降温后体积减小，除尘器过流截面上烟气流速降低，电场内停留时间增加，提高了湿式电除尘器的除尘效率，尤其是提高了对微小粒径颗粒物的捕集效率。

2.本实用新型在湿式电除尘器入口设置两层气流分布板，对烟气进行均流，保证了换热器的换热效率；换热器和上层气流分布板之间设置双向喷淋装置，单独对换热器进行冲洗，消除换热器表面积灰和结垢的可能；

3.本实用新型烟气降温脱水采用板式换热器，板式换热器的优点在于烟气侧阻力低，对脱硫增压风机能力影响较小，板式换热器表面不容易结垢，不会发生管式换热器的石膏堵塞现象，板式换热器体积小，传热系数大，在除尘器腔体内可布置多组换热器，可实现对烟气的深度冷却，回收水效果显著；

4.本实用新型在换热器和阳极管之间设置一层气流分布板，该气流分布板对通过除尘器阳极管的烟气进行均流处理，提高烟气均布效果，同时增强烟气中尘粒和液滴的碰撞凝聚，小粒径微尘和雾滴直径增大，间接提高了除尘器对入口烟气中PM2.5以下粉尘的捕集效率，粉尘排放浓度可达到5mg/m³，甚至更低；

5.本实用新型采用循环水冷却烟气，冷却水采用闭式系统，无水量散失和损耗，没有高能耗设备，也可采用冷冻水，烟气冷却脱水效果更好；

6.烟气经冷却后产生大量冷凝液滴，随烟气进入除尘器阳极管组中，有助于在阳极管组内表面形成稳定向下自然流动的水膜，粉尘和石膏不容易在阳极表面板结，减少了阳极顶部冲洗的启动次数和耗水量；

7.烟气冷却后携带水分减少，从烟囱排出后，“白烟”拖尾现象有所减缓，减轻了视觉污染；

8.烟气冷却回收的水分可返回脱硫塔作为补水，节约脱硫系统水消耗量，为绿色节能化生产发挥积极作用。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。