一种具有换热功能的电除尘器的制作方法

本发明涉及一种具有换热功能的电除尘器，属于环保节能设备技术领域。

背景技术

目前我国的大气环境状况不容乐观，随着各个工业部门环保排放标准的不断提高，对除尘设备的性能要求日趋严格，同时要求除尘设备具有节能功效。电除尘器具有除尘效率高、运行稳定可靠、设备阻力低、维护费用低等特点，深受用户欢迎。目前在我国电力、钢铁、建材、化工等行业，电除尘器为主要的除尘设备，电除尘器减排效果显著，但节能不明显。在电力、钢铁、建材、化工等工业部门，对于排放的烟气温度较高的工况条件，一般在100℃-200℃，这部分烟气经过除尘、脱硫工艺净化后，一般直接排放到大气，这部分烟气的热量白白的损耗，如考虑在除尘器前加低温省煤器回收这部分热量，需要增加投资，同时增加了系统的故障率。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种具有换热功能的电除尘器，将电除尘器改造兼有换热器的功能，同时提高电除尘器的除尘性能，具有除尘及换热双重功能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种具有换热功能的电除尘器包括电除尘器本体，所述电除尘器本体内沿着烟气流向从前往后设有若干组电场，电场的有效长度约4m。本发明还包括换热阳极系统、余热利用装置和水泵，所述每组电场内均设有换热阳极系统，所述换热阳极系统的底部经管路连接有水泵出口，所述换热阳极系统的顶部经管路连接有余热利用装置一端，所述余热利用装置的另一端经管路连接有水泵进口，所述换热阳极系统内设有换热介质，换热介质可以循环使用。

前述的具有换热功能的电除尘器，所述换热阳极系统包括多排并联连接的阳极板排。

前述的具有换热功能的电除尘器，所述阳极板排包括底部框架梁、顶部框架梁、若干片阳极板和换热管，其中底部框架梁与顶部框架梁水平平行布置，所述底部框架梁与顶部框架梁之间竖直设有若干片阳极板，所述每片阳极板上均竖直设有若干根换热管。阳极板与上、下梁现场组装并焊接严密，成为阳极板排。本发明从传统电除尘器的阳极系统结构改造入手，在阳极板上增设换热管，换热管中设有流动着的换热介质。所述底部框架梁即为低温供水母管，所述顶部框架梁即为高温排水母管，所述换热管的一端与低温供水母管连通，所述换热管的另一端与高温排水母管连通，所述低温供水母管还经管路连接有水泵，所述高温排水母管还经管路连接有余热利用装置。所述底部框架梁、顶部框架梁、换热管内均设有换热介质，换热介质可以循环使用。阳极板排作为换热元件，每个电场有多排阳极板排，阳极板排并联，每排阳极板排有一个低温供水母管(底部框架梁)和一个高温排水母管(顶部框架梁)，采用下进上出水式。低温换热介质经过水泵加压送到电除尘器具有换热功能的前部电场，将高温烟气降温，烟温降低25℃-30℃，换热介质温度升高45℃-50℃，烟气在前部电场既除尘又降温，然后继续向后部电场流动被净化，换热后的高温换热介质排出电除尘器到余热利用装置(可以用于供热取暖或加热锅炉的二次风等)，换热介质经过余热利用装置后变成低温换热介质，可以再经水泵送至换热阳极系统，换热介质可循环使用。本发明改造成本较低，在现有电除尘器结构的基础上进行改造，电除尘器的整体设计不受影响，包括电除尘器的结构形式、电场流速、集尘面积、同极间距等按照常规设计，只是因换热阳极系统本身的重量及换热介质重量的增加，使得电除尘器的钢结构要考虑换热阳极系统增加的这部分载荷。

前述的具有换热功能的电除尘器，所述阳极板的断面为波形，所述阳极板上相邻布置的换热管均设于阳极板的波峰内侧面。为了增加阳极板的刚度和阳极板的表面积，同时也是为了使阳极板的具有挡风防二次扬尘功能，阳极板断面采用波形，专用生产线轧制而成。

前述的具有换热功能的电除尘器，所述水泵为两台，包括水泵一和水泵二，所述水泵一与水泵二并联连接，其工作为一用一备，保证系统的持续稳定运行。

前述的具有换热功能的电除尘器，所述换热阳极系统的材质为09crcusb。该钢种的企业代号为nd钢，是一种耐硫酸低温露点腐蚀用钢，用于抵御含硫烟气结露点腐蚀。为了防止腐蚀，具有冷却烟气功能的换热阳极系统的材料全部采用nd钢，整个阳极板为换热元件，阳极板的表面积即为换热面积，换热阳极系统可以适用于顶部振打和侧部振打清灰。由于电除尘器是在酸露点附近低温运行，易被腐蚀的电除尘器灰斗壁板和人孔门周边也均采用nd钢。

前述的具有换热功能的电除尘器，所述电除尘器本体内从前往后设有五组电场，所述前两组电场内设有换热阳极系统。目前，在电力、钢铁、建材等行业推出了超低排放，一般要求电除尘器的出口含尘浓度小于20-30mg/nm³。这种条件下，一般电除尘器需要五个电场，大型电除尘为双室，根据烟温条件，如果将烟气温度降低25℃-30℃,烟气温度降到不低于100℃，在酸露点之上，前面的两个电场采用具有换热功能的换热阳极系统就可以了。

前述的具有换热功能的电除尘器，所述阳极板排包括八片阳极板，所述每片阳极板上均竖直设有三根换热管；所述底部框架梁、顶部框架梁、换热管内的换热介质为水。

前述的具有换热功能的电除尘器，所述每片阳极板的宽度为490mm，接近标准宽度，厚度为1.5mm；所述换热管为无缝钢管，尺寸为φ32mm×3mm。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

1、本发明将电除尘器改造兼有换热器的功能，将除尘技术和换热技术合二为一，使电除尘器具有换热器的功能，电除尘器既是节能设备又是减排设备，可以完全替代低温换热器，用较低的投入换取可观的收益，同时提高电除尘器的除尘性能，对于除尘设备的节能减排，具有很重要的意义，也具有很好的市场前景；

2、本发明涉及的技术应用于电力、钢铁、建材、化工等行业热烟气除尘和换热设备上，为干、板、卧式结构，其前部电场的阳极板即可作为电除尘器的收尘极,同时也可作为烟气的换热元件；

3、本发明将烟气温度降低，减少了烟气流量，增加了电除尘器的比集尘面积，降低了电场风速，使除尘效率一定程度的提高；烟气温度降低可以降低粉尘的工况比电阻，可以抑制高比电阻粉尘反电晕的发生；烟气温度降低减少了后面湿法脱硫的水蒸发量，节约脱硫工艺水；

4、换热介质回收的热量进入余热利用装置再利用，可节能或降低煤耗。

附图说明

图1是本发明的工作流程图；

图2是本发明中阳极板排的结构示意图；

图3是本发明中阳极板的结构示意图；

图4是图3中的a-a向视图；

图5是图3中的b-b向视图。

附图标记的含义：1-电除尘器本体，2-电场，3-换热阳极系统，4-底部框架梁，5-水泵，6-顶部框架梁，8-余热利用装置，9-水泵一，10-水泵二，11-阳极板排，12-阳极板，13-换热管。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例1：如图1-图5所示，一种具有换热功能的电除尘器包括电除尘器本体1，所述电除尘器本体1内沿着烟气流向从前往后设有五组电场2，电场2的有效长度约4m。本发明还包括换热阳极系统3、余热利用装置8和水泵5，所述前两组电场2内均设有换热阳极系统3，所述换热阳极系统3的底部经管路连接有水泵5出口，所述换热阳极系统3的顶部经管路连接有余热利用装置8一端，所述余热利用装置8的另一端经管路连接有水泵5进口，所述换热阳极系统3内设有换热介质。

进一步的，所述换热阳极系统3包括多排并联连接的阳极板排11。所述阳极板排11包括底部框架梁4、顶部框架梁6、八片阳极板12和换热管13，其中底部框架梁4与顶部框架梁6水平平行布置，所述底部框架梁4与顶部框架梁6之间竖直设有八片阳极板12，所述每片阳极板12上均竖直设有三根换热管13。阳极板12与上、下梁现场组装并焊接严密(采用工厂连续焊接)成为阳极板排11。本发明从传统电除尘器的阳极系统结构改造入手，在阳极板12上增设换热管13，换热管13中设有流动着的换热介质。所述底部框架梁4即为低温供水母管，所述顶部框架梁6即为高温排水母管，所述换热管13的一端与低温供水母管连通，所述换热管13的另一端与高温排水母管连通，所述低温供水母管还经管路连接有水泵5，所述高温排水母管还经管路连接有余热利用装置8。所述底部框架梁4、顶部框架梁6、换热管13内均设有换热介质，换热介质可以循环使用。阳极板排11作为换热元件，每个电场2有多排阳极板排11，阳极板排11并联，每排阳极板排11有一个低温供水母管(底部框架梁4)和一个高温排水母管(顶部框架梁6)，采用下进上出水式。低温换热介质经过水泵5加压送到电除尘器具有换热功能的前部电场2，将高温烟气降温，烟温降低25℃-30℃，换热介质温度升高45℃-50℃，烟气在前部电场既除尘又降温，然后继续向后部电场2流动被净化，换热后的高温换热介质排出电除尘器到余热利用装置8(可以用于供热取暖或加热锅炉的二次风等)，换热介质经过余热利用装置8后变成低温换热介质，可以再经水泵5送至换热阳极系统3，换热介质可循环使用。本发明改造成本较低，在现有电除尘器结构的基础上进行改造，电除尘器的整体设计不受影响，包括电除尘器的结构形式、电场流速、集尘面积、同极间距等按照常规设计，只是因换热阳极系统3本身的重量及换热介质重量的增加，使得电除尘器的钢结构要考虑换热阳极系统3增加的这部分载荷。

进一步的，所述阳极板12的断面为波形，所述阳极板12上相邻布置的换热管13均设于阳极板12的波峰内侧面。为了增加阳极板12的刚度和阳极板12的表面积，同时也是为了使阳极板12的具有挡风防二次扬尘功能，阳极板12断面采用波形，专用生产线轧制而成。

实施例2：如图1-图3所示，一种具有换热功能的电除尘器包括电除尘器本体1，所述电除尘器本体1内沿着烟气流向从前往后设有五组电场2，电场2的有效长度约4m。本发明还包括换热阳极系统3、余热利用装置8和水泵5，所述每组电场2内均设有换热阳极系统3，所述换热阳极系统3的底部经管路连接有水泵5出口，所述换热阳极系统3的顶部经管路连接有余热利用装置8一端，所述余热利用装置8的另一端经管路连接有水泵5进口，所述换热阳极系统3内设有换热介质。所述水泵5为两台，包括水泵一9和水泵二10，所述水泵一9与水泵二10并联连接，其工作为一用一备，保证系统的持续稳定运行。

实施例3：如图1-图3所示，一种具有换热功能的电除尘器包括电除尘器本体1，所述电除尘器本体1内沿着烟气流向从前往后设有五组电场2，电场2的有效长度约4m。本发明还包括换热阳极系统3、余热利用装置8和水泵5，所述每组电场2内均设有换热阳极系统3，所述换热阳极系统3的底部经管路连接有水泵5出口，所述换热阳极系统3的顶部经管路连接有余热利用装置8一端，所述余热利用装置8的另一端经管路连接有水泵5进口，所述换热阳极系统3内设有换热介质。具体的，所述换热阳极系统3的材质为09crcusb。该钢种的企业代号为nd钢，是一种耐硫酸低温露点腐蚀用钢，用于抵御含硫烟气结露点腐蚀。为了防止腐蚀，具有冷却烟气功能的换热阳极系统3的材料全部采用nd钢，整个阳极板12为换热元件，阳极板12的表面积即为换热面积，换热阳极系统3可以适用于顶部振打和侧部振打清灰。由于电除尘器是在酸露点附近低温运行，易被腐蚀的电除尘器灰斗壁板和人孔门周边也均采用nd钢。

实施例4：如图1-图3所示，一种具有换热功能的电除尘器包括电除尘器本体1，所述电除尘器本体1内沿着烟气流向从前往后设有五组电场2，电场2的有效长度约4m。本发明还包括换热阳极系统3、余热利用装置8和水泵5，所述每组电场2内均设有换热阳极系统3，所述换热阳极系统3的底部经管路连接有水泵5出口，所述换热阳极系统3的顶部经管路连接有余热利用装置8一端，所述余热利用装置8的另一端经管路连接有水泵5进口，所述换热阳极系统3内设有换热介质。所述前两组电场2内设有换热阳极系统3。目前，在电力、钢铁、建材等行业推出了超低排放，一般要求电除尘器的出口含尘浓度小于20-30mg/nm³。这种条件下，一般电除尘器需要五个电场2，大型电除尘为双室，根据烟温条件，如果将烟气温度降低25℃-30℃,烟气温度降到不低于100℃，在酸露点之上，前面的两个电场2采用具有换热功能的换热阳极系统3就可以了。

实施例5：如图1-图3所示，一种具有换热功能的电除尘器包括电除尘器本体1，所述电除尘器本体1内沿着烟气流向从前往后设有五组电场2，电场2的有效长度约4m。本发明还包括换热阳极系统3、余热利用装置8和水泵5，所述每组电场2内均设有换热阳极系统3，所述换热阳极系统3的底部经管路连接有水泵5出口，所述换热阳极系统3的顶部经管路连接有余热利用装置8一端，所述余热利用装置8的另一端经管路连接有水泵5进口，所述换热阳极系统3内设有换热介质。

所述换热阳极系统3包括多排并联连接的阳极板排11。所述阳极板排11包括底部框架梁4、顶部框架梁6、阳极板12和换热管13，其中底部框架梁4与顶部框架梁6水平平行布置，所述底部框架梁4与顶部框架梁6之间竖直设有八片阳极板12，所述每片阳极板12上均竖直设有三根换热管13。阳极板12与上、下梁现场组装并焊接(采用工厂连续焊接)严密，成为阳极板排11。本发明从传统电除尘器的阳极系统结构改造入手，在阳极板12上增设换热管13，换热管13中设有流动着的换热介质。所述底部框架梁4即为低温供水母管，所述顶部框架梁6即为高温排水母管，所述换热管13的一端与低温供水母管连通，所述换热管13的另一端与高温排水母管连通，所述低温供水母管还经管路连接有水泵5，所述高温排水母管还经管路连接有余热利用装置8。所述底部框架梁4、顶部框架梁6、换热管13内均设有换热介质。阳极板排11作为换热元件，每个电场2有多排阳极板排11，阳极板排11并联，每排阳极板排11有一个低温供水母管(底部框架梁4)和一个高温排水母管(顶部框架梁6)，采用下进上出水式。低温换热介质经过水泵5加压送到电除尘器具有换热功能的前部电场2，将高温烟气降温，烟温降低25℃-30℃，换热介质温度升高45℃-50℃，烟气在前部电场既除尘又降温，然后继续向后部电场2流动被净化，换热后的高温换热介质排出电除尘器到余热利用装置8(可以用于供热取暖或加热锅炉的二次风等)，换热介质经过余热利用装置8后变成低温换热介质，可以再经水泵5送至换热阳极系统3，换热介质可循环使用。本发明改造成本较低，在现有电除尘器结构的基础上进行改造，电除尘器的整体设计不受影响，包括电除尘器的结构形式、电场流速、集尘面积、同极间距等按照常规设计，只是因换热阳极系统3本身的重量及换热介质重量的增加，使得电除尘器的钢结构要考虑换热阳极系统3增加的这部分载荷。所述底部框架梁4、顶部框架梁6、换热管13内的换热介质为水。所述每片阳极板12的宽度为490mm，接近标准宽度，厚度为1.5mm；所述换热管13为无缝钢管，尺寸为φ32mm×3mm。

本发明的工作过程：本发明采用高压静电除尘原理和热交换原理，含尘热烟气通过具有换热功能的电除尘器入口进入电除尘器内部，在前部电场2烟气冷却，大颗粒粉尘被脱除，净化冷却后的烟气继续流经后部电场2，较细粉尘再被进一步脱除后，达到一定要求的含尘浓度的烟气从尾部出口排出。吸附在两极上的粉尘通过振打清灰落入电除尘器下部灰斗，由输灰系统排出。热烟气部分热量被换热介质水吸收，到达余热利用装置8被利用。