一种高效烟气净化装置的制作方法

本发明涉及空气净化设备的技术领域，特别是一种高效烟气净化装置。

背景技术：

目前，生物质颗粒燃料被广泛应用于日常生活和工业生产中，如茶叶杀青机、烘干机等，生物质颗粒燃料主成分为木质、竹质原料，无化学添加剂，其为颗粒状，其燃烧后，烟气中存在很多污染物，悬浮颗粒：微粒直径为0.9～90微米，会引起肺炎、支气管炎、哮喘、呕吐、皮肤过敏等不适和疾病；有毒气体：微粒直径0.0001～0.001微米等。

现有技术中，生物质颗粒燃料燃烧产生的烟气，未经处理直接排往大气中，大量的烟气排放将会造成大气污染、温室效应，破坏生态平衡，以及对人体造成损伤。

技术实现要素：

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种高效烟气净化装置，通过将静电场与磁场结合使用，实现了烟气的高效净化。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种高效烟气净化装置，其包括壳体，所述壳体内部为烟气通道，所述烟气通依次经过高压放电模块以及板式集尘模块；所述高压放电模块设置有若干个供烟气通过的金属圆管，所述金属圆管内同轴设置有放电针极，所述金属圆管和所述放电针极分别与电源的负极和正极电性连接，所述金属圆管以及所述放电针极之间的电场用于使得烟气中的烟尘颗粒带电；所述板式集尘模块包括若干根并行间隔布设的集尘板；所述集尘板包括层叠设置的负极板、绝缘板以及正极板，相邻两所述集尘板的所述正极板和所述负极板相对设置；所述正极板以及所述负极板分别与所述电源的正极以及负极电性连接；所述负极板的表面作为所述集尘板的迎风面向烟气来源方向倾斜，所述负极板的表上开设有烟尘容纳槽；所述板式集尘模块用于通过所述正极板以及所述负极板之间的电场使得带电的烟尘颗粒的运动轨迹偏转，并通过负极板及其灰尘容纳槽收集所述烟尘颗粒。

所述高压放电模块还包括负极导电板、正极导电架以及绝缘连接柱；所述负极导电板与所述正极导电架平行设置，二者之间连接有若干根绝缘连接柱；所述金属圆管安装在在所述负极导电板上；所述正极导电架呈栅格状，设置在所述金属圆管的出风口所在的一侧；所述放电针极的一端延伸至所述金属圆管中，其另一端与所述正极导电架固定连接。

所述高压放电模块呈板状，其边缘处设置有绝缘框架；所述高压放电模块通过所述绝缘框架固定在所述壳体的内部；所述高压放电模块通过所述绝缘框架固定在所述壳体的内部；所述放电针极延伸进入到金属圆管内的长度与所述金属圆管的长度比为3:4至5:6；所述金属圆管的长度与其内径的比值大于或等于1.2。

所述高压放电模块内各所述金属圆管紧密排列；所述圆管之间的空隙中设置有带电颗粒导向针，所述带电颗粒导向针与所述金属圆管的轴线平行，其一端与所述正极导电架电性连接，其另一端穿过所述金属圆管之间的空隙，并在所述金属圆管的进风口所在的一侧形成突出结构。

所述板式集尘模块还包括固定框架；各所述集尘板平行安装在所述固定框架中；所述灰尘容纳槽从所述集尘板的一端延伸至另一端。

所述灰尘容纳槽的第一侧边临近烟气来源方向，所述负极板的表面近邻所述灰尘容纳槽的第一侧边的区域嵌设有磁铁；所述磁铁的磁场使得来自烟气来源方向的带电烟尘颗粒的运动轨迹向所述负极板的表面以及所述灰尘容纳槽的方向偏转。

所述磁铁为稀土永磁铁；所述磁铁呈条形，其两极分别朝向所述集尘板的两端；所述磁铁与所述负极板的表面平齐。

所述集尘板的所述负极板与所述绝缘板之间设置有抗磁性材料层。

所述壳体内设置有多孔陶瓷板；所述多孔陶瓷板开设有气孔，所述气孔中设置有催化剂。本发明的优点是：板式集尘模块综合利用电场和磁场对烟气中带电颗粒进行吸附分离，以实现收集烟尘的目的，这样可以在确保烟尘收集效果的前提下适当降低正极板和负极板之间的电压，避免了采用过高的电压导致的臭氧污染以及电压击穿风险。

附图说明

图1为本发明高效烟气净化装置的结构示意图；

图2为高压放电模块的示意图；

图3为高压放电模块的剖视图；

图4为板式集尘模块的示意图；

图5为集尘板的截面图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-5所示，图中标记1-28分别表示为：壳体1、烟气进口2、烟气出口3、烟气通道4、板式集尘模块5、高压放电模块6a、高压放电模块6b、多孔陶瓷板7、金属圆管8、放电针极9、负极导电板10、正极导电架11、绝缘连接柱12、进风口13、出风口14、电源15、导电杆16、流通空隙17、带电颗粒导向针18、绝缘框架19、集尘板20、固定框架21、负极板22、绝缘板23、正极板24、烟尘容纳槽25、第一侧边26、磁铁27、抗磁性材料层28。

实施例：如图1所示，本实施例的高效烟气净化装置包括壳体1，壳体1的两端分别开设有烟气进口2和烟气出口3，壳体1内部为烟气通道4。高压放电模块的数目为二，板式集尘模块5的数目为三，两个高压放电模块分别为高压放电模块6a以及高压放电模块6b。净化烟气的过程中，烟气从烟气进口2进入壳体1内部，沿着烟气通道4依次高压放电模块6a、第一个板式集尘模块5、高压放电模块6b、第二个板式集尘模块5、第三个板式集尘模块5以及多孔陶瓷板7，最终从烟气出口3排出。各个高压放电模块用于在烟气穿过的过程中使烟气中的颗粒携带正电荷，各板式集尘模块5用于通过静电场以及磁场使得携带正电荷的颗粒在板式集尘模块5中沉积，以分离烟气中的空气以及污染物颗粒，从而实现烟气净化的目的。

如图1、2、3所示，高压放电模块6a和高压放电模块6b的结构类似，二者均设置有若干个供烟气通过的金属圆管8，金属圆管8内同轴设置有放电针极9，金属圆管8和放电针极9分别与电源15的负极和正极电性连接；通电后金属圆管8和放电针极9之间具有电场，烟气流过金属圆管8的过程中，烟气中的烟尘颗粒在其电场中运动时实现电场荷电和扩散荷电，使烟气的烟尘颗粒带正电荷。

具体的，高压放电模块还包括负极导电板10、正极导电架11以及绝缘连接柱12；负极导电板10与正极导电架11平行设置，二者之间连接有若干根绝缘连接柱12。金属圆管8安装在负极导电板10上，负极导电板10上设置有用于容纳金属圆管8的开口。金属圆管8的一端为进风口13，其另一端为出风口14。本实施例中，金属圆管8的轴线与负极导电板10以及正极导电架11垂直，金属圆管8的出风口14朝向正极导电架11。正极导电架11呈栅格状，放电针极9的一端为尖端，延伸至金属圆管8中，其另一端述正极导电架11固定连接。

负极导电板10以及正极导电架11均由金属制成。放电针极9与金属圆管8的轴线重合，放电针极9到金属圆管8内壁各处的放电距离相等，通电后可以形成从轴心线到内壁强逐渐递减的圆盘形高强度静电场，不会产生低场强死角，选用合适的电压，也能有效控制由于空气电离而产生的臭氧释放量。

壳体1的外侧设置有电源15，电源15的正极和负极分别与正极导电架11以及负极导电板10电性连接。电源15用于对正极导电架11通正电压，对负极导电板10通负电压。通电后，放电针极9以及金属圆管8形成了圆盘形高强度静电场。在电场力的作用下，烟气中的烟尘颗粒，被荷电而带正电荷，继而被负极所吸附，而微生物则在高强度电场的作用下被电离碳化杀灭。

具体的，正极导电架11是由若干交错相交的导电杆16连接形成的栅格状结构。正极导电架11在金属圆管8的出风口14处形成可供烟气通过的流通空隙17。

放电针极9延伸进到金属圆管8内的长度与金属圆管8的长度的比值为3:4至5:6。选取这种设置方式的原因是，若放电针极9的针尖距金属圆管8的进风口13太近，会使得离子风会变小，电晕不稳定，电离区会变薄，影响烟尘颗粒和微生物通过时所带的正电荷和电离度，导致烟尘颗粒和微生物无法被有效电离，或无法使其带有足够被集尘区吸附的正电荷；若放电针极9的针尖距离金属圆管8的进风口13太远，金属圆管8的管腔靠近进风口13的一部分管体就无法与放电针极9配合产生电离区，该段管腔也就失去了其使用价值，此时集尘区的区域也会相应减小，除尘效果会下降。如果针尖超出范围时，集尘效果会成比例下降。

本实施例中，高压放电模块内的各金属圆管8呈蜂窝状紧密排列。高压放电模块6b的主要作用是增强烟气中的烟尘颗粒所携带的正电荷的数量，然而各金属圆管8之间的空隙中的电场强度为0，烟气流过高压放电模块6b的过程中，部分烟气流过各金属圆管8之间的空隙，使得这部分烟气中的烟尘颗粒无法获得更多的正电荷。通过堵塞各金属圆管8之间的空隙可以解决这个问题，但是简单的堵塞会增加高压放电模块6b的风阻。

为了解决金属圆管8之间的空隙导致的盲区，高压放电模块6b中引入了带电颗粒导向针18。带电颗粒导向针18是高压放电模块6a和高压放电模块6b之间的主要区别。带电颗粒导向针18与各金属圆管8的轴线平行，其一端与正极导电架11电性连接，其另一端穿过金属圆管8之间的空隙，并在金属圆管8的进风口13所在的一侧形成突出结构。通电后，突出的带电颗粒导向针18与周围的金属圆管8之间存在电场，以使得将要通过金属圆管8之间的空隙的带电烟尘颗粒受到电场的排斥，使其运动轨迹向金属圆管8的进风口13进行偏转，避免了烟气中的带电烟尘颗粒从金属圆管8之间的空隙中穿过，消除了金属圆管8之间的空隙导致的盲区。

高压放电模块呈板状，其边缘处设置有绝缘框架19；高压放电模块通过绝缘框架19固定在壳体1的内部。这种安装结构便于对高压放电模块5进行清洗。

如图1、4、5所示，板式集尘模块5包括若干根并行间隔设置的集尘板20以及固定框架21。集尘板20呈长条形。各集尘板20的两端分别固定安装在固定框架21的两个侧边。各集尘板20之间间距相等且倾角相同，在固定框架21中构成百叶窗式的结构。相邻集尘板20之间的空隙可供烟气通过。

集尘板20为多层复合结构，集尘板20包括层叠设置的负极板22、绝缘板23以及正极板24。各集尘板20的正极板24以及负极板22分别与电源15的正极以及负极电性连接。负极板22的表面作为集尘板20的迎风面向烟气来源方向（图5中的c方向）倾斜，负极板22的表上开设有烟尘容纳槽25。在相邻的两个集尘板20中，一个集尘板20的正极板24朝向另一个集尘板20的负极板22，本实施例中，各集尘板20的负极板22均朝向斜上方。烟尘容纳槽25从集尘板20的一端延伸至另一端。烟尘容纳槽25的槽口宽度小于烟尘容纳槽25的最大宽度，这种结构使得烟尘容纳槽25具有更大的空间，以便容纳烟气中的烟尘颗粒。

通电后，相邻两个集尘板20的正极板24以及负极板22之间的电场使得烟气中的带电颗粒向集尘板20的负极板22的方向偏转，带正电的烟尘粒子可在电场的作用下落入烟尘容纳槽25中或者吸附在负极板22的表面。将集尘板20倾斜设置可以增强负极板22的集尘效果，以便来自烟气来源方向的烟气中的颗粒更加容易落入烟尘容纳槽25中。通过设置烟尘容纳槽25，可以避免烟气的流动将吸附在集尘板20表面的烟尘颗粒吹起造成二次污染。负极板22上设置有多条相互平行的烟尘容纳槽25，可以依次对烟气中带电的烟尘颗粒进行收集，增强了集尘板20对烟尘颗粒的收集效果。

烟尘容纳槽25的第一侧边26临近烟气来源方向（图5中的c方向），负极板22的表面近邻烟尘容纳槽25的第一侧边26的区域嵌设有磁铁27。磁铁27为稀土永磁铁；磁铁27呈条形，其两极分别朝向集尘板20的两端；磁铁27与负极板22的表面平齐。烟气中带正电的颗粒随着烟气的流动穿过磁铁27的磁场，磁铁27的设置方式使得带正电的颗粒的运动轨迹在洛伦兹力的作用下向负极板22的表面以及烟尘容纳槽25的槽口所在的方向偏转。由于磁铁27临近烟尘容纳槽25的第一侧边26，在磁场和电场的作用下，可以使得带正电的颗粒沿轨迹d落入烟尘容纳槽25中。板式集尘模块5综合利用电场和磁场对烟气中带电的烟尘颗粒进行分离吸附，以实现收集烟尘的目的，这样可以在确保烟尘收集效果的前提下适当降低正极板24和负极板22之间的电压，避免了采用过高的电压导致的臭氧污染以及电压击穿风险。

为了避免各磁铁27的磁场对集尘板20的其他区域造成影响，在集尘板20的负极板22与绝缘板23之间设置有抗磁性材料层28。抗磁性材料层28可以避免磁铁27的磁场延伸至集尘板20的正极板24一侧。

如图1所示，多孔陶瓷板7开设有细密的气孔，气孔中设置有催化剂。烟气流过多孔陶瓷板7时，其内部的硫化物、氮化物与催化剂发生催化反应，烟气中的有害物质会被催化剂氧化还原，从而达到对烟气的有效净化。

具体的，多孔陶瓷板7为疏松多孔的结构，孔隙的内设置有催化剂。在燃烧过程中，由于生物颗粒燃烧物会产生一定量的硫化物和氮化物，故在本装置的末端，装有能与硫化物、氮化物发生催化反应的多孔陶瓷板7，该多孔陶瓷板7中催化剂均匀附着处理，表面积大，当烟气经过其表面时，其中的有害物质会被催化剂氧化还原。与其他材料相比，陶瓷基载体与催化剂亲和力更强，不易产生龟裂脱落现象、耐温性好、性能稳定、使用寿命长。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。