粉尘荷电式布袋除尘器的制作方法

本发明涉及一种除尘设备，特别是涉及一种粉尘荷电式布袋除尘器。

背景技术：

目前，现场使用的除尘器分为布袋除尘器和电除尘器。布袋除尘器是通过滤袋对含尘气体进行过滤和粉尘收集与滤袋再生过程，以及净气的排放过程，实现布袋除尘器对含尘气体的净化和粉尘的分离与收集。

电除尘器是利用直流电场的建立，实现对含尘气体的粉尘荷电并利用同性相斥和异性相吸的荷电粉尘特点，将粉尘吸附在两极，并通过对收尘极和电晕极的清灰与粉尘收集过程，达到对尘气的分离和含尘气体的净化。

目前，国内的预荷电袋式除尘器的荷电电场设计在了进风口，其荷电粉尘还要在通道中经过气流折返和气流分布过程后，才能进入滤袋的尘气分离与收尘过程，而气流在折返和分布过程中，由于除尘器本体的接地，因而气流与通道壁表面的接触过程中以及粉尘之间的碰撞作用下，会使得大部分已荷电的粉尘失电而变为中性，而这部分粉尘吸附在滤袋表面形成滤饼后，粉尘颗粒之间没有同性相斥的效果，因而其滤尘饼的空隙率并不会增大多少。

而国内电袋除尘器基本上属于两级除尘，前级为电除尘，后级为布袋除尘，两级除尘会使后级除尘的粉尘更细，由于该除尘器同样存在荷电粉尘气流在通道中的折返和分布过程，因而部分荷电粉尘会有失电问题发生，这就会使除尘器滤袋的过滤层中更容易嵌入更细的粉尘，会进一步造成滤袋再生效果差和滤袋寿命相对较低的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的诸多不足，本发明提供一种利用所建立的高压直流电场对粉尘进行荷电，然后利用系统流体负压的作用并通过滤袋进行尘气分离，使荷电粉尘吸附在滤袋表面上，再定时（或定压）通过离线或在线反吹的方式实现滤袋的再生与清灰过程，从而使粉尘荷电式布袋除尘器能够实现对含尘气体的净化过程。

实现上述目的采用以下技术方案：

一种粉尘荷电式布袋除尘器，该除尘器的单室为长方立体倒棱锥形结构，除尘器本体包括净气室、尘气室、灰斗，净气室位于尘室的上方，净气室 与尘气室之间固定有滤袋，净气室与尘气室之间通过滤袋实现气流的连通，净气室内设有用于滤袋再生反吹清灰的喷气管，滤袋净化后的气体通过离线清灰阀引到出气口；尘气室内有过滤气体的布袋及袋笼总成，尘气室下部侧壁装有落尘档板，落尘档板位于绝缘板脉冲清灰管上部，绝缘板脉冲清灰管与绝缘板加热器相接，主要用于绝缘板的吹灰和防结露的加热功能，绝缘板固定在本体内部于进、出气口侧；进、出气口位于尘气室的一侧，尘气室的另一侧设有与其为一体的电晕保温箱；尘气室内的下端为电晕区，所述电晕区由阳极网和阴极电晕架组成，固定于绝缘板上的电晕极侧连接是阴极电晕架的固定端；电晕区的下方为灰斗，电晕区利用高压直流电场对粉尘进行荷电，然后利用流体负压的作用并通过滤袋的过滤功能进行尘气分离，使净气通过而荷电粉尘吸附在滤袋外表面。

作为优选，绝缘板与电晕极侧连接固定。

作为优选，防结露的绝缘板加热器和用于吹灰的绝缘板脉冲清灰管固定在本体内侧绝缘板的上部，以防止绝缘板的爬电和短路。

作为优选，电晕保温箱内装有瓷瓶脉冲清灰管、电晕极加热器、支撑瓷瓶和瓷瓶吊杆总成，支撑瓷瓶和瓷瓶吊杆总成垂直设置，瓷瓶吊杆总成固定于支撑瓷瓶上，瓷瓶脉冲清灰管和电晕极加热器固定在保温箱侧壁，瓷瓶吊杆总成与阴极电晕架连接。

作为优选，阳极网固定于除尘器本体内壁，阴极电晕架由瓷瓶吊杆和绝缘板上固定的电晕极侧连接进行连接与固定，阳极网与阴极电晕架之间具有绝缘特性，并形成高压电晕区。

作为优选，布袋外表面形成的荷电粉尘层，在粉尘荷电效应的作用下，滤尘饼的空隙率增大范围在（20～90）×100%。

采用上述技术方案，与现有技术相比，由于本发明利用高压（72KV）直流电场对粉尘进行荷电，然后利用系统流体负压的作用并通过滤袋进行尘气分离，使荷电粉尘吸附在滤袋的外表面上，具有以下优点：

1.首先对粉尘荷电，荷电后的粉尘无荷电数量损失的过渡过程，直接利用布袋除尘器原理进行收尘；

2.由于粉尘荷电效应的作用，滤袋形成的粉尘层对气流的阻力小，易于清灰，比常规布袋除尘器运行阻力低约500Pa左右，甚至以上，这与粉尘的荷电性（荷电量及荷电率）有关，而荷电性与粉尘粒度、比电阻等有关，因此系统整体阻力减小，引风机运行功率降低，节能效果明显。

3.由于滤袋外部形成的粉尘层在粉尘荷电效应的作用下，提高了滤尘饼的空隙率，因而其清灰周期时间可延长，约是常规布袋除尘器（2～10）倍，同样这与粉尘的浓度和荷电性有关，从而大大降低清灰设备的运行率，减少能耗。

4.由于系统阻力降低和滤袋反吹清灰次数的减少，从而使滤袋工作张力减小，反吹过程受损次数减少，因而延长了滤袋及喷吹阀的使用寿命，提高了整体设备的运行率，降低了设备的运行和维护费用。

5.由于形成的粉尘层透气性好，空隙率高，因而滤袋变形后其滤饼的剥落性好，因而可降低反吹清灰气流的压力和喷吹量，即降低反吹用压缩气体的压力和喷吹时间。

6.电晕电源为直流72KV，按照粉尘风量的不同，其选择电流在（5～50）ｍＡ范围，电晕功率小。

附图说明

图1是本发明的主视（剖视）结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图中标记：净气室1，布袋及袋笼总成2，尘气室3，进气口4，出气口5，电晕极保温箱6，落尘档板7，绝缘板脉冲清灰管8，绝缘板加热器9，绝缘板支撑10，电晕极侧连接11，灰斗12，阳极网13，阴极电晕架14，瓷瓶脉冲清灰管15，电晕极加热器16，支撑瓷瓶17，瓷瓶吊杆总成18，脉冲电磁阀19，压缩气储气罐20，喷吹管21，离线清灰阀总成22。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的描述。

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整。

布袋除尘器的结构采用双列或单列低压脉冲在线或离线的清灰形式，也可以采用双列或单列气箱式的清灰形式，本实施例以单列低压脉冲离线清灰布袋除尘器为例，详细说明其粉尘荷电式布袋除尘器的具体设计方案。

粉尘荷电式布袋除尘器的结构见图1，图2。该除尘器单室为倒棱锥体结构，倒棱锥体内由上往下分为净气室1、尘气室3和灰斗12三部分，净气室1内设有与压缩气储气罐20连通的喷气管21，压缩气储气罐20位于除尘器的壳体外，压缩气储气罐20与喷气管21之间的流体通道设置有调节气体流量的脉冲电磁阀19。净气室1与尘气室3之间，由花板相隔，花板孔与滤袋采用弹性环结构的涨紧连接方式，由净气室侧将袋笼总成装于滤袋内部，使位于尘气室侧的滤袋外表面撑起。净气室1的作用：一是可实现对滤袋的离线或在线清灰，二是将净化后的气体通过离线清灰阀引到出气口（箱）。

尘气室3位于净气室1的下方，净气室位于立体锥的上方，净气室与尘气室之间的花板用弹性环结构将滤袋固定。使滤袋成为净气室与尘气室之间的唯一流体通道，并在净气室侧的滤袋内口上部设有滤袋再生反吹清灰用的喷吹管，净气室还将滤袋净化后的气体通过离线清灰阀引到出气口（箱）。布袋的外表面裸露在尘气室3内。尘气室3上部的花板装有布袋及袋笼总成2，其主要作用是过滤尘粒，使尘气分离。布袋及袋笼总成2在纵向和横向成矩阵排布，其排布数量按单室处理风量综合配置。尘气室3的一侧设有进、出气口4、5，另一侧设有与其为一体的电晕保温箱6。在与进出气口（箱）相隔的侧板下部装有倾斜设置的落尘档板7，落尘档板7的下部装有绝缘板脉冲清灰管8和绝缘板加热器9及绝缘板支撑10。尘气室3内的下端设置有电晕区。尘气室3的作用：一是完成粉尘荷电过程；二是作为通道在系统负压引导下将尘气送入滤袋，同时在反吹过程中可将滤袋外表面的滤尘饼直接吹入灰斗；三是电晕极除与阳极网构成电晕区实现粉尘荷电外，其向下的尖端部位与灰斗的金属底部和侧部构成一个相对较弱的抑制电场，抑制电场对气流中的粉尘，包括反吹清灰后坠落到灰斗的粉尘，按照粉尘动能轨迹的能量不同，其抑制电场对粉尘具有减速和预荷电及预收尘的作用。

电晕区由阳极网13和阴极电晕架14组成，阳极网13与阴极电晕架14构成绝缘的两个极，将电晕极接负极，阳极网接正极并按接地处理，电晕电源的电压为直流72KV，电流按烟气处理量的不同在（5～50）ｍＡ范围进行计算选择。

电晕区的作用是建立高压直流电场并兼均布气流和抑制落灰后的二次扬尘作用。阴极电晕架14一端与电晕极侧连接11固定，另一端与位于电晕保温箱6内的瓷瓶吊杆总成连接固定。电晕保温箱6内装有瓷瓶脉冲清灰管15、电晕极加热器16、支撑瓷瓶17、瓷瓶吊杆总成18。支撑瓷瓶17垂直设置，支撑瓷瓶17上套装瓷瓶吊杆总成18。瓷瓶脉冲清灰管15、电晕极加热器16固定在保温箱的侧壁并与支撑瓷瓶17下部相对应。瓷瓶吊杆总成18上端露出支撑瓷瓶17外并作为电源的接入端，下端与阴极电晕架14连接。电晕区的下方为灰斗12，电晕区是利用阴阳极之间的高压直流电场对粉尘进行荷电，然后利用流体负压的作用通过滤袋进行尘气分离，使荷电粉尘吸附在滤袋外表面，通过对滤袋的反吹过程使滤袋再生并将粉尘脱落于灰斗。电晕保温箱6主要实现将电晕极绝缘，并作为高压电源的进线箱，防止瓷瓶的结露和粉尘的过度堆积，以免造成爬电和短路的发生。

作为优选方案，布袋及袋笼总成2形成的粉尘层在粉尘荷电效应的作用下，滤尘饼的空隙率增大，滤尘饼的空隙率增大范围在（20～90）×100%。清灰周期时间延长，约是常规布袋除尘器清灰周期的3倍，通常在（2-10）倍之间。布袋外表面形成的荷电粉尘层，属于负极性荷电粉尘，这是由于粉尘荷电过程虽有少量带正电荷的粉尘，在碰撞过程中也已复合成中性并扩散成负极性荷电粉尘，在同性荷电粉尘相斥效应的作用下，其滤袋的孔隙率基本不改变，但其外表面滤尘饼的空隙率发生了改变，按照体积比的定义概念公式,布袋外表面形成的粉尘层空袭率:

P=(V0-V)/V0×100%=（1—ρ0/ρ）×100%

其中：P---空隙率；V0---颗粒体积； V---自然状态体积；

ρ0---体积密度；ρ---自然体积密度；

可以看出V不变而V0增加，会使P改变，使滤尘饼具有了过滤海绵的特性，由于该状态下滤尘饼空隙率的大小与粉尘粒径组分和荷电量等有关，其空隙率增大范围在（20～90）×100%。

滤尘饼空隙率的增加，将使系统阻力减小，但随着滤尘饼厚度的逐渐增加，阻力会逐渐加大，这是由于其滤尘饼阻力与过滤风速、流体动力粘性阻力系数、滤尘饼空隙率、滤尘饼厚度、滤尘饼的阻力系数等有关，因此荷电粉尘形成的滤尘饼，按粒径组分和荷电量的不同，可增大其空隙率范围在（20～90）×100%，减小系统的整体运行阻力，增大滤袋再生反吹周期，减小再生清灰压缩空气压力和流量，延长了脉冲阀和离线清灰阀气缸的使用周期，延长了滤袋寿命、减缓了本体承压的极限压力和时间等。

由于形成的粉尘层透气性好，空隙率高，因而滤袋变形后其滤饼的剥落性好，可直接落入到灰斗内。

粉尘荷电式布袋除尘器是利用所建立的高压直流电场对粉尘进行荷电，荷电后的粉尘在流体负压的作用下直接吸入布袋的外表面，荷电后的气流无折返过程，且粉尘的荷电过程是在气流均布后进行的。然后利用流体负压的作用并通过布袋及袋笼总成2进行尘气分离，使荷电粉尘吸附在布袋外表面，并通过离线或在线反吹的方式实现布袋的再生与清灰过程，从而实现了含尘气体的净化过程。

本发明的工作过程

含尘气体经进气口4并经与尘气室间的隔板折返后进入灰斗12，尘气中的较大颗粒由于惯性落入灰斗12；尘气在上升过程中首先经过由阳极网13和阴极电晕架14组成的电晕区，在（0.1～0.01）秒时间内，会使大部分尘粒电晕为负电荷，小部分尘粒电晕为正电荷，由于电晕区对流体有阻力性，因而电晕区具有均布气流的特点；电晕后的荷电粉尘气流在流体负压的作用下，分散进入尘气室中矩阵排列的布袋外部空间，并经滤袋过滤后，粉尘留在滤袋外部形成尘饼，净化后的气体经布袋及袋笼总成2进入净气室1，净气室1中的净化气体又经离线清灰阀22及除尘器出口5排除。随着除尘进程的增加，其荷电尘粒被布袋及袋笼总成2阻隔且吸附在布袋外表面的尘饼越来越厚，其系统阻力也相对缓步增加，当达到设定的阻力时应控制离线清灰阀总成22阻断气流通路，并延时起动脉冲电磁阀19，使压缩气储气罐20中的干燥压缩气体在(0.1～0.2)S时间内通过喷吹管21送入该箱某行的各个滤袋，使滤袋在瞬间向外膨胀并形成反向气流将滤尘饼吹落于灰斗。该箱全部滤袋再生反吹后,延时开启离线清灰阀22,使该箱滤袋又可从新投入过滤过程。

在滤尘饼形成过程中，由于吸附在滤袋外部的尘粒具有荷电性，且为相同负极性电荷，因此在同性相斥的电荷相互作用下，其粉尘形成的滤尘饼比无极性粉尘形成的滤尘饼的空隙率大很多而体积密度低很多，提高了滤尘饼的通透性，因而可以使滤袋再生反吹的次数减少，同时使滤袋工作张力减小, 延长了滤袋及喷吹阀的使用寿命，提高了整体设备的运行率，降低了设备的运行和维护费用。

本发明比常规布袋除尘器高（600～800厘米），对苛刻占地场合，可将瓷瓶保温结构改成用绝缘板结构，这样就和传统布袋除尘器的长宽相同。但不提倡这种形式。

电晕区可设检修门，检修门应安装安全报警和高压断电功能保护的检测开关。

还可设置清扫用空气压缩机，压缩机出口气体应进行干燥后使用。

上述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。