一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置及系统，该装置包括阳极系统和阴极系统，其特征在于：所述的阳极系统包括上下对称设置的阳极上框架和阳极下框架，阳极上框架的一端设有进水口，同时在阳极上框架的侧面设有多个出水口，且在每个出水口的位置设有上下与阳极上框架和阳极下框架相连的阳极板，水从阳极上框架的出水孔流出，在阳极板正反两面快速形成均匀水膜；在阳极下框架的底部设有接水管，所述的接水管与导流管连通；所述的阴极系统包括若干设置于相邻阳极板之间的阴极线；所述的阴极线、阳极板和高压电源组成的静电场。
【专利说明】
一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置及系统
技术领域
[0001]本发明属于大气污染物治理领域，特别是涉及一种用于工业生产烟尘阵发式排放颗粒物洁净治理的一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置。
【背景技术】
[0002]工业生产过程尤其是阵发式排放源(如硅铁浇铸、铸管、焊接、高炉出铁、原料堆积、喷涂等)排放的烟尘颗粒物具有质量浓度低、数量浓度很高、不同性质细颗粒物物化特性差异较大、涉及行业面广复杂等特点。当前，针对典型的工业生产过程阵发式排放源烟尘治理，普遍采用的技术有屋顶静电除尘、过滤式除尘、荷电喷雾降尘、磁水降尘、化学减尘降尘等。屋顶电除尘器具备诸多优点，包括:不占用地面面积;安装简单不需要大型风机和管道系统；构造相对简单，活动部件少，检修维护量相对于静电除尘器较低等。为了解决机械振打二次飞扬、反电晕造成的细颗粒物脱除效率低的问题，部分屋顶电除尘采用了定期湿式清灰工艺，这样从清灰原理上避免了反电晕和二次扬尘，省掉了机械振打机构及输灰系统，也减轻了设备重量和维护工作量。
[0003]然而传统的采用湿法清灰工艺的屋顶电除尘器，普遍采用轮流周期喷水冲洗阳极和阴极方式，这样每个单元冲洗时须采用断电冲洗操作用以防止电场短路;传统的喷水冲洗方式，为了达到较好的清灰效果需要喷入大量的冲洗水，水量消耗很大，容易喷溅到工作面产生污染；阳极板多为不锈钢材料制作，设备投资高重量相对大;极板多采用固体极板，因材料表面张力和机加工偏差问题极板表面水膜极易分布不均，引起的“干斑点”和“火花放电”影响电场稳定性。另外传统的屋顶电除尘装置结构上仍由壳体、气流均布板、阳极板、阴极、绝缘系统、热风吹扫系统、振打清灰机构、供电装置等构成，部件仍然相对较多，绝缘系统单设绝缘子室且采用热风吹扫工艺，系统复杂耗能高。因此，进一步解决现有技术存在的问题，优化系统工艺，提高设备运行效率同时保障设备连续稳定运行是十分必要的。
【发明内容】
[0004]本发明以传统屋顶静电除尘器为基础，以采用新型复合材料阳极应用为突破口，充分借用现有的车间通风小间的结构特性，公开了一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘单元模块，原钢结构壳体由新型复合材料阳极板封闭代替，为独立的阴阳极一体化悬吊结构，整个除尘单元模块受力点仅为4个，重量更轻可由工业车间通风屋顶支撑钢柱均匀承担，设备工厂内成套制作现场吊装就位即可，可按照车间内部环境状态和通风量需求在屋顶快捷组合。
[0005]本发明是通过如下方式实现:
[0006]—种一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置，包括阳极系统和阴极系统，所述的阳极系统包括上下对称设置的阳极上框架和阳极下框架，阳极上框架的一端设有进水口，同时在阳极上框架的底部设有多个出水口，且在每个出水口的位置设有上下与阳极上框架和阳极下框架相连的阳极板，水从阳极上框架的出水孔流出，在阳极板正反两面快速形成均匀水膜;在阳极下框架的底部设有接水管，所述的接水管与导流管连通;所述的阴极系统包括若干设置于相邻阳极板之间的阴极线;所述的阴极线、阳极板和高压电源组成的静电场。
[0007]上述的阴极线将周围气体电离，产生负离子和电子，电子与颗粒碰撞颗粒荷电，在电场力的作用下颗粒运动到阳极板表面，完成静电吸附过程;水从阳极上框架内部的长方管开的出水孔流出，在阳极板正反两面快速形成均匀水膜，冲洗掉阳极板表面捕集的灰尘颗粒物，灰水混合物在重力作用下经阳极板流入接水半管中，沿下倾斜的接水半管进入导流管后，在重力作用下流入循环水箱。
[0008]所述的阴极系统还包括有阴极上框架和阴极下框架，所述的阴极线的两端分别与阴极上框架和阴极下框架相连。
[0009]所述的阴极上框架位于阳极上框架的顶部，且通过绝缘瓷柱相连。
[0010]在所述的阴极上框架的下部间隔焊接有多个钢板I，每个钢板I上开设有若干用于悬挂阴极线的孔;所述的钢板I相对于阳极板间隔设置。
[0011]所述的阴极下框架包括多个与钢板I上下相对设置的钢板II，钢板II的两端和中部都被不锈钢下部定位卡板用槽卡住形成阴极下框架;使用时，阴极下框架被三个绝缘内热拉杆固定在通风小间的钢梁上。
[0012]所述的阴极线的两端分别固定在钢板1、钢板II的孔内。
[0013]所述的阳极上框架和阳极下框架，均包括多个间隔且平行设置的长方管和与长方管横向相连的短方管，阳极上框架的每个长方管的端部均设有进水口，每个进水口均与进水管道相连；阳极上框架四角焊有不锈钢方板，方板下表面放在通风小间的钢支柱上，上表面放置内热式高压绝缘瓷柱支撑阴极系统；阳极上框架长方管一端设有法兰与进水管用螺栓连接;阳极的上框架和下框架之间有阳极立杆用螺栓螺母连接。
[0014]阳极下框架长方管的下部用管卡固定沿长度方向下倾斜的塑料半圆管，每个半圆管端部均与一根下倾斜的导流管连接，最后引出至循环水箱。
[0015]所述的阳极板采用表面亲水性良好的耐腐蚀改性刚性极板或柔性纤维织物极板构成；阳极板上部通过连接板和螺栓固定在为阳极上框架的长方管上，下部通过连接板和螺栓固定在阳极下框架的长方管上；阳极板中心距为300?500mm，水经腰形孔流到亲水性良好的阳极板正反面快速形成水膜；
[0016]所述的阴极线为厚度2?3mm锯齿芒刺线、鱼骨线或钉形线等。
[0017]—种一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘系统，包括上述的除尘装置，所述的导流管与循环水箱相连，所述的循环水箱与清水箱相连，清水箱的水经过过滤后通过循环水送到阳极上框架的进水口。
[0018]所述的循环水箱上部设溢流管道，冲洗灰水中的颗粒物自然沉淀后，下部开有排污口，清液溢流至清水箱，经过滤器连接循环水栗，经栗送入进水管道后分配到阳极上框架内部的长方管后流出，形成持续的冲洗水膜，冲洗水循环使用。
[0019]所述的电除尘装置的四周用彩钢复合板围护，防止空气倒灌;顶部配有轴流风机；整套系统采用可视化PLC自动控制;轴流风机运行状态、高压电源一 \ 二次电压电流、内部电场运行状态、阳极板表面的灰水流动状态、循环水栗给水量、水膜冲洗效果均采用可视化PLC自动控制。
[0020]本发明提出的一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置，通过亲水性阳极新材料的使用，立足于生产车间设有的自然通风小间传统结构特征，将传统屋顶电除尘阴阳极独立支撑结构优化为阴阳极悬吊支撑水膜清灰一体化形式，降低钢材耗量和单元设备重量40?50%，直接吊装就位安装快捷工作量极小;将传统屋顶电除尘设备的机械振打清灰或周期断电冲洗模式变革为无间断操作水膜清灰方式，降低用水量30?50%且水膜分布均匀清灰效果好，灰水循环利用;绝缘系统由热风吹扫系统变为内热式瓷柱支撑，大幅减少附属设备，安全可靠性提升。本发明有利于提升生产车间环境卫生水平，保障一线操作工人的身心健康，具有广阔的市场应用前景。
[0021]本发明具备以下优点:
[0022]阴阳极一体化悬吊结构模块化制作为独立除尘单元，亲水性良好的复合材料阳极表面可实现持续循环水膜冲洗，工艺简单清灰彻底且水耗量低，彻底消除“反电晕”和烟尘“二次飞扬”，除尘效率高达99%，设备出口浓度小于5mg/m3排放；设备重量250?350kg/(100mVh)，较传统设备本体总重降低40?60%，钢材耗量低40?60% ;除尘单元模块化制作安装工作量小，可视化操作自动化程度高检修维护量低。
【附图说明】
[0023]图1为一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置系统图；
[0024]图2为一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置主视图；
[0025]图3为一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置俯视图；
[0026]图4为一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置接水局部结构示意图；
[0027]图中:I一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置、2为高压电源、3为导流管、4为循环水箱、5为连接管道、6为清水箱、7为循环水栗、8为清水箱排污管道、9为循环水箱排污管道、10为管道过滤器、11为通风小间支撑梁、12为阴极线、13为阳极板、14为阳极上框架、15为内热式绝缘瓷柱、16为阴极上框架钢板、17为阴极上框架、18为轴流风机、19为复合彩钢板、20为阳极支撑方板、21为接水半管、22为阴极下框架钢板;23为上部阴极定位夹板、24为内热绝缘拉杆、25为进水法兰、26为下部阴极定位夹板、27为阳极上框架加强方管；28为阳极下框架、29为阳极立杆、30为管卡。
【具体实施方式】
[0028]下面结合图1、图2和图3给出本发明的一个最佳【具体实施方式】。
[0029]本发明的一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置由高压电源2、阴极系统、内热式绝缘瓷柱15、阳极系统组成。
[0030]具体的，阳极系统包括阳极上框架和阳极下框架上下对称，阳极上框架和阳极下框架由间隔300?500mm的5000mm长方管和三根总长为3000mm的短方管交叉焊接组成，阳极上框架的长方管间隔30?50mm开Φ6 X 50mm的腰形孔。上框架四角焊有180 X 180 X 1mm不锈钢方板，方板下表面放在通风小间的钢支柱上，上表面放置内热式高压绝缘瓷柱支撑阴极系统。阳极上框架长方管一端设有法兰与进水管用螺栓连接，阳极下框架长方管的下部用管卡固定沿长度方向下倾斜5°的Φ 150mm塑料半圆管，每个半管端部均与一根下倾斜5°的Φ 200_导流管热塑连接，最后引出至循环水箱。
[0031]阴极上框架为“王”字型结构，两头大梁两端开Φ50πιπι孔用螺栓固定在四个内热式绝缘瓷柱上，上框架下部按照固定间隔焊接5000 X 5 X 10mm钢板，钢板间隔200?400mm开Φ30圆孔用来悬挂阴极线，阴极线上下分用螺栓固定在不锈钢钢板上，下部钢板两端和中部都被不锈钢下部定位卡板用槽卡住形成阴极下框架。装置吊装就位后，阴极下框架被三个绝缘内热拉杆固定在通风小间的钢梁上；
[0032]阳极板采用表面亲水性良好的耐腐蚀改性刚性极板或柔性纤维织物极板构成；阳极板中心距为300?500mm，水经腰形孔流到亲水性良好的阳极板正反面快速形成水膜；阴极线为厚度2?3_锯齿芒刺线、鱼骨线或钉形线等。
[0033]进一步的，由上述装置构成的除尘系统，包括上述的除尘装置，同时导流管与循环水箱相连，循环水箱与清水箱相连，清水箱的水经过过滤后通过循环水送到阳极上框架的进水口。
[0034]循环水箱上部设溢流管道，冲洗灰水中的颗粒物自然沉淀后，下部开有排污口，清液溢流至清水箱，经过滤器连接循环水栗，经栗送入进水管道后分配到阳极上框架内部的长方管后流出，形成持续的冲洗水膜，冲洗水循环使用。
[0035]进一步的，一体化屋顶水膜静电除尘装置的四周距离600?800mm用彩钢复合板围护，防止空气倒灌，顶部配有轴流风机，单个风机风量为50000?70000m3/h，风压175?300Pa，噪声小于60db。整套系统采用可视化PLC自动控制;轴流风机运行状态、高压电源一 \二次电压电流、内部电场运行状态、阳极板表面的灰水流动状态、循环水栗给水量、水膜冲洗效果均采用可视化PLC自动控制。
[0036]模块化的一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置尺寸为5000X3000X3500mm，单元设备满足机动车载物限高要求。
[0037]进一步的，上述内容参照附图1、2、3具体为:
[0038]阴极线12通过螺栓固定在阴极上框架钢板16和阴极下框架钢板22上，板间距由上部阴极定位夹板23和下部阴极定位夹板26保证。阴极上框架钢板16焊接在“王”字型阴极上框架17上，下部阴极定位夹板26和阴极下框架钢板22组成阴极下框架，阴极下框架被3根内热绝缘拉杆24固定在通风小间支撑梁11上，阴极上框架17放置在内热式绝缘瓷柱15上由螺栓固定。阳极系统实施方式为:阳极板13上部通过连接板和螺栓固定在为阳极上框架14上，下部通过连接板和螺栓固定在阳极下框架28上。阳极上框架14和阳极下框架28通过多个阳极立杆29用螺栓固定；阳极上框架14内部焊有阳极上框架加强方管27，四角焊有180 X 180X 1mm的阳极支撑方板20，方板20放在通风小间支撑梁11上，内热式绝缘瓷柱15放置在阳极支撑方板20之上，用来支撑阴极系统。阳极上框架14的长方管的一端焊有进水法兰25，与进水管道用螺栓连接。阳极下框架28内部的长方管上用管卡30固定下倾斜5°的接水半管21，灰水沿接水半管21进入导流管3后，进入循环水箱4。循环水冲洗系统由循环水箱4、连接管道5、清水箱6、循环水栗7、管道过滤器10组成。循环水箱4下部设有循环水箱排污管道9，清水箱6下部设有清水箱排污管道8。
[0039]生产车间生产过程排放的烟尘颗粒物，在热空气上升的自然通风烟囱效应和轴流风机18负压机械通风双重作用下，从下部均匀进入一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置I的内部，烟气自下而上通过阴极线12、阳极板13和高压电源2组成的静电场，促使阴极线12将周围气体电离，产生负离子和电子，电子与颗粒碰撞颗粒荷电，在电场力的作用下颗粒运动到阳极板13表面，完成静电吸附过程，清洁气体经轴流风机18排入大气。水从阳极上框架17内部的长方管开的腰孔中流出，在阳极板13正反两面快速形成均匀水膜，冲洗掉阳极板13表面捕集的灰尘颗粒物，灰水混合物在重力作用下经阳极板13流入接水半管21中，沿下倾斜的接水半管21进入导流管3后，在重力作用下流入循环水箱4。灰水经循环水箱
4、清水箱6两级自然沉淀和过滤器10三级沉淀过滤后，被循环水栗4打入进水管中循环使用。
[0040]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘装置，包括阳极系统和阴极系统，其特征在于:所述的阳极系统包括上下对称设置的阳极上框架和阳极下框架，阳极上框架的一端设有进水口，同时在阳极上框架的底部设有多个出水口，且在每个出水口的位置设有上下与阳极上框架和阳极下框架相连的阳极板，水从阳极上框架的出水孔流出，在阳极板正反两面快速形成均匀水膜;在阳极下框架的底部设有接水管，所述的接水管与导流管连通;所述的阴极系统包括若干设置于相邻阳极板之间的阴极线;所述的阴极线、阳极板和高压电源组成的静电场。2.如权利要求1所述的电除尘装置，其特征在于:所述的阴极系统还包括有阴极上框架和阴极下框架，所述的阴极线的两端分别与阴极上框架和阴极下框架相连。3.如权利要求2所述的电除尘装置，其特征在于:所述的阴极上框架位于阳极上框架的顶部，且通过绝缘瓷柱相连。4.如权利要求2所述的电除尘装置，其特征在于:在所述的阴极上框架的下部间隔焊接有多个钢板I，每个钢板I上开设有若干用于悬挂阴极线的孔;所述的钢板I相对于阳极板间隔设置。5.如权利要求4所述的电除尘装置，其特征在于:所述的阴极下框架包括多个与钢板I上下相对设置的钢板II，钢板II的两端和中部都被不锈钢下部定位卡板用槽卡住形成阴极下框架。6.如权利要求1所述的电除尘装置，其特征在于:所述的阳极上框架和阳极下框架，均包括多个间隔且平行设置的长方管和与长方管横向相连的短方管，每个长方管的端部均设有进水口，每个进水口均与进水管道相连，每个长方管间隔开设有出水孔；阳极下框架长方管的下部用管卡固定沿长度方向下倾斜的塑料半圆管，每个半圆管端部均与一根下倾斜的导流管连接，最后引出至循环水箱。7.如权利要求1所述的电除尘装置，其特征在于:所述的阳极上框架四角焊有不锈钢方板，所述方板下表面放在通风小间的钢支柱上，上表面放置内热式高压绝缘瓷柱支撑阴极系统。8.如权利要求1所述的电除尘装置，其特征在于:所述的阳极板采用表面亲水性良好的耐腐蚀改性刚性极板或柔性纤维织物极板构成；阳极板上部通过连接板和螺栓固定在为阳极上框架的长方管上，下部通过连接板和螺栓固定在阳极下框架的长方管上。9.一种一体化阴阳极悬吊支撑水膜清灰屋顶电除尘系统，其特征在于，包括如权利1-8任一所述的除尘装置，所述的导流管与循环水箱相连，所述的循环水箱上部设与清水箱相连的溢流管道，清水箱的水经过过滤后通过循环水送到进水管道后分配到阳极上框架内部的长方管后流出，形成持续的冲洗水膜，冲洗水循环使用。10.如权利了要求9所述的系统，其特征在于，所述的电除尘装置的四周用彩钢复合板围护;彩钢复合板顶部配有轴流风机。
【文档编号】B03C3/47GK105921279SQ201610326529
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】常景彩, 马春元
【申请人】山东大学, 曲阜山大能源环境有限公司