一种湿式电除尘器的制作方法

本发明属于环保技术领域，涉及一种湿式电除尘器，广泛应用于钢铁、煤化工等多种行业。

背景技术：

在日趋严格的环保政策之下，钢铁、煤化工等传统高耗能、高污染的行业迫切需要一种高效除尘器来实现超低排放。传统的湿式电除尘器广泛应用在钢铁、煤化工等领域，能够实现颗粒物排放浓度小于50mg/nm³，但无法实现小于10mg/nm³超低排放要求。

湿式电除尘器采用结构形式有同心圆式、管式和蜂窝式等三种。无论哪种结构，其工作原理都是在金属导线与金属管壁或极板间施加高压直流电，以维持足以使气体产生电离的电场使阴阳极之间形成电晕区，以起到净化作用。按着电场理论,正离子吸附于带负电的电晕极，负离子吸附于带正电的沉淀极，所有被电离的正负离子均充满电晕极与沉淀极之间的整个空间；当颗粒物通过该电场时，吸附了负离子和电子的颗粒物在电场库伦力的作用下，移动到沉淀极后释放出所带电荷，并吸附于沉淀极上，从而达到净化气体的目的，这通常被称为荷电现象。当吸附于沉淀极上的颗粒物量增加到大于其附着力时，会自动向下流淌，从湿式电除尘器底部排出，净化后的气体则从湿式电除尘器上部离开并进入下道工序。气体放电过程在通常情况下气体是不导电的，但在高压电场的作用下气体内部的电子便会获得足够的能量成为自由电子而导电。在均匀性电场中，随着电压的增加，只要其间任何一点发生电离，两极间将立即充满带电离子，整个空间的气体被击穿，此时电流急剧增加而形成火花放电。

传统的湿式电除尘器由下列部件组成：一个直筒形外壳、内部设有管式沉淀极系统和一套拉紧的导线作为电晕极，另外还有连续供水、仪表、控制供电和输电等辅助设备；含颗粒物的烟气经沉淀极下面外壳上的入口，进入静电除焦器的分气板，均匀地分布。烟气通过电极区时，在静电作用下烟气中的颗粒物被分离，净烟气经上部的出口离开静电除尘器，被分离出来的颗粒物到达沉淀极内壁后被向下流动的水膜带走，最终从设备底部排出。

传统湿式电除尘器电极丝通常为不锈钢光丝制成，电极丝通过重锤拉紧，设备工作效率降低，稳定性下降，甚至发生火花放电现象；更进一步地，湿式电除尘器经常发生电晕线断线等常见故障。

近年来随着环保要求越来越严格，实现超低排放成为未来的趋势，对湿式电除尘器净化效率的要求有所提高，传统湿式电除尘器无法满足相关产业升级的需要。这些行业迫切需要一种能满足工艺需求的湿式电除尘器。

技术实现要素：

基于现实和生产实践的需要，本申请人投入大量资金及长期研究，提供了一种湿式电除尘器,其适应行业对于湿式电除尘器的要求，提高传统湿式电除尘器的净化效率，达到超低排放的环保要求。

依据本发明的技术方案，提供一种湿式电除尘器，其中湿式电除尘器筒体1上外部顶端安装有绝缘箱7，湿式电除尘器筒体1外部中间位置安装阴极固定器3，湿式电除尘器筒体1内部从上到下安装有顶部冲洗系统14、上吊架6、电极丝5、沉淀极4、吊架拉杆15、下吊架2和预处理系统13，沉淀极4为若干个内切圆为360mm正六边形的蜂窝孔，每个蜂窝孔的中心安装一根电极丝5，偏差不大于5mm，上吊架6与下吊架2之间通过吊架拉杆15连接拉紧。

其中，湿式电除尘器内部安装的电极丝5为柔性雪花芒刺线。电极丝5包含上部固定螺杆、中心管、起晕芒刺板钉、刚性连接件和下部固定螺杆，没有用于悬挂芒刺线的重锤。电极丝5、起晕芒刺板钉呈雪花状，按一定间距用空心铆钉固定于柔性钛合金极线上。固定有雪花芒刺板钉的柔性极线，极线通过上部的悬挂卡件固定于湿式电除尘器的阴极上框架上和下部用重锤固定。

优选地，湿式电除尘器采用雪花芒刺板钉。进一步地，湿式电除尘器筒体1上安装的绝缘箱7、阴极固定器3、上吊架6、下吊架2及电极丝5组成一个刚性框架，将电极丝5完全固定在湿式电除尘器筒体1上。进一步地，上吊架6通过筒体顶部的3～4个绝缘箱7拉紧，下吊架2通过侧面的阴极固定器3固定，而上吊架6与下吊架2之间又通过吊架拉杆15固定拉紧。

更进一步地，在进气孔处加装预处理系统13，预处理系统13由折流板和固定折流板的支承装置构成，折流板和固定折流板为波峰对波峰平行安装。按气流通过折板间隙数，折流板和固定折流板分为单通道折板和多通道折板；折流板和固定折流板之间的折板间距应根据气流速度由大到小而改变；折板的夹角采用90～120度；波高一般采用0.25～0.40米。

相比于现有技术，本发明湿式电除尘器中筒体上部对绝缘箱7采用柔性连接，下部采用阴极固定器3对下吊架2水平方向朝3或者4个方向拉紧，这样可以有效的防止上、下吊架的摆动，增加爬电距离，大大提高除尘效率。此外本发明有效解决了传统湿式电除尘器的电极丝放电特性差，容易摆动，容易断线，净化效率低，运行不稳定等诸多问题。本发明加装预净化系统，能够直接净化烟气中夹杂的大颗粒，并将小雾滴凝聚成大颗粒，有利于静电系统，直接有效地将颗粒物吸附与脱出下来，达到预处理的目的。

附图说明

图1是依据本发明湿式电除尘器的结构示意图。

图2是湿式电除尘器中的吊架拉杆与沉淀极的结构示意图。

图3是湿式电除尘器中的上吊架与沉淀极的结构示意图。

图4是湿式电除尘器中的下吊架与沉淀极的结构示意图。

图5是湿式电除尘器中绝缘箱与上吊架之间的连接。

图6是湿式电除尘器中的阴极固定器与下吊架之间的柔性连接。

图7是湿式电除尘器中的电极丝与上吊架及下吊架之间的柔性连接。

图8是湿式电除尘器中的上、下横钩示意图。

图9是湿式电除尘器绝缘箱的结构图。

图10是湿式电除尘器中上吊架的结构图。

图11是湿式电除尘器中的沉淀极的结构图。

图12是湿式电除尘器中的电极丝的示意图。

图13是湿式电除尘器预净化系统外形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中，一种湿式电除尘器筒体1上安装有绝缘箱7和阴极固定器3，湿式电除尘器筒体1内部依次安装有沉淀极4、上吊架6、下吊架2、电极丝5、预处理系统13、顶部冲洗系统14和吊架拉杆15，沉淀极4为若干个正六边形的蜂窝孔，每个蜂窝孔的中心安装一根电极丝5，偏差不大于5mm，上吊架6与下吊架2之间通过吊架拉杆15连接拉紧。其使用寿命更长，运行期间稳定性更好；预净化系统能够直接净化烟气中夹杂的大颗粒，并将小雾滴凝聚成大颗粒，有利于静电系统直接有效地将杂质吸附与脱出下来，达到预处理的目的

其中湿式电除尘器内部安装的电极丝5为柔性雪花芒刺线。电极丝5包含钛合金阴极线、雪花芒刺板、空心铆钉。电极丝5，用钛合金做阴极线，按一定间距布设雪花芒刺板并用空心铆钉固定。组成一根满足实际需要长度的极线，极线通过上部的悬挂卡件和下部用重锤固定。进一步地，湿式电除尘器采用缠绕芒刺板钉控制了极线起晕放电尖端的长度一致性、锐度一致性，大幅提高起晕放电尖端的密集度，降低了起晕电压。湿式电除尘器筒体1上安装的绝缘箱7、阴极固定器3、上吊架6、下吊架2及电极丝5组成一个柔性框架，将电极丝5完全固定在湿式电除尘器筒体1上。上吊架6通过筒体顶部的3～4个绝缘箱7拉紧，下吊架2通过侧面的阴极固定器3固定，而上吊架6与下吊架2之间又通过吊架拉杆15固定拉紧。另外地，在进气孔处加装预处理系统13，预处理系统13主要是由折流板和固定折流板的支承装置构成，折流板和固定折流板可以波峰对波峰平行安装。按气流通过折板间隙数，折流板和固定折流板分为单通道折板和多通道折板；折流板和固定折流板之间的折板间距应根据气流速度由大到小而改变；折板的夹角采用90～120度；波高一般采用0.25～0.40m。

进一步地，在湿式电除尘器筒体1上外部顶端安装有绝缘箱7，湿式电除尘器筒体1外部中间位置安装阴极固定器3，湿式电除尘器筒体1内部从上到下安装有顶部冲洗系统14、上吊架6、电极丝5、沉淀极4、吊架拉杆15、下吊架2和预处理系统13，沉淀极4为若干个内切圆为360mm正六边形的蜂窝孔，每个蜂窝孔的中心安装一根电极丝5，偏差不大于5mm，上吊架6与下吊架2之间通过吊架拉杆15连接拉紧。通过绝缘箱、阴极固定器、上吊架、下吊架、柔性雪花芒刺线组成的整体式阴极系统，使设备运行更稳定。进气孔加装预净化系统起到初步处理的效果。

本发明中所使用内切圆为360mm的正六边形蜂窝的柔性雪花芒刺线，蜂窝截面积增大提高了湿式电除尘器的效率，此外采用钛合金柔性雪花芒刺线做阴极线，抗腐蚀能力大大提高，同时雪花芒刺板呈雪花状，放电性能大大提高，整体除尘效率也大大提高。从成本上来将，柔性雪花芒刺线成本大幅降低。

此外，改进的柔性雪花芒刺线与传统电极丝相比电气性能更好，使用寿命更长，运行期间稳定性更好。采用新型芒刺线组成柔性阴极系统的湿式电除尘器，工作稳定，效率更高。预净化系统能够直接净化烟气中夹杂的大颗粒，并将小雾滴凝聚成大颗粒，有利于静电系统直接有效地将颗粒物吸附与脱出下来，达到预处理的目的。

具体地，本发明的湿式电除尘器在进气孔处增加预净化系统13，夹带在气相中的细小液体雾滴，经过预净化系统的时，雾滴碰到预净化系统装置上，被粘附或吸附下来，经过反复多次吸附雾滴，极小的雾滴附聚、聚结成为大的液滴，液滴在重力的作用下，在预净化系统内向下运动，同时继续吸附气体中夹带的雾滴，长大的雾滴流到预净化系统的底部，以靠液滴自身的重力跌落下来。本专利中湿式电除尘器处理后粉尘含量不高于10mg/nm³，远远高于传统湿式电除尘器50mg/nm³的处理能力。

在实践中，湿式电除尘器的电晕极工作在高温烟气环境中，烟气中夹杂的各种化学成分，严重腐蚀电晕极电极丝。腐蚀过后的电极丝经过一段时间容易在头尾两个固定处受力发生断裂而且在摇摆过程中，两电极之间如果小于安全距离，则容易发生弧光放电进而烧断电晕极。基于现有技术的问题，即湿式电除尘器常见故障的主要原因是电晕线断线，本发明湿式电除尘器将传统材质电极丝改为钛合金材质电极丝。改为钛合金电极丝后，耐腐蚀性和抗拉强度大大增强。所以在安装电极丝过程中应将其拉直固定在重锤上，使电晕线固定在沉淀极中心位置，电晕线直线度公差、中心度公差在允许值范围内。除此之外,需定期对电场进行清洗，除去电场内捕集的颗粒物，减少电场放电的因素，能够延长电极丝的使用寿命，同时保持通道的畅通，去除颗粒物效果更好。电场由于采用的是恒流源高压直流供电，设备的故障率低，维护量大大减少，运行可靠，能高效地去除烟气中的颗粒物。

本发明的湿式电除尘器具有以下特点：

1、本体的组成：

1)筒体1

2)沉淀极4

3)上吊架6和下吊架2

4)电极丝5

5)绝缘箱7及阴极固定器3

6)预净化系统13

7)顶部冲洗系统14

8)吊架拉杆15

2、材料选择

湿式电除尘器的筒体1材质采用碳钢、壁厚6～12mm。沉淀极4采用碳钢或不锈钢，板厚2～4mm；电极丝5采用钛合金柔性雪花芒刺线。

3、沉淀极4

由若干个蜂窝管组成，阳极管内切圆均为每组蜂窝管束具有完美的整体性，强度高、阳极管的同心度、平行度高。

4、阴极系统

阴极系统包括上吊架6、下吊架2电极丝5以及阴极固定器3；电极丝5采用本公司独有的柔性雪花芒刺线，降低了起晕电压，大幅提高了线电流密度。电极丝5为多节组装结构，方便拆装更换。同时，下吊架2采用“整体阴极线固定框架”专利技术，完全满足高电场气速下对阴极系统稳定性的特别要求。

5、绝缘箱7及阴极固定器3

湿式电除尘器均为1个供电区，顶部设绝缘箱73～4套，其中有一个带引线的绝缘箱。下部设阴极固定器33～4套。绝缘箱7和阴极固定器3外部采用岩棉保温，保温性能好，保证绝缘子的绝缘性能。

6、顶部冲洗系统14

湿式电除尘器本体顶部设有冲洗设置，用清水冲洗。定期清除粘附于沉淀极及电晕线上颗粒物。

7、所述湿式电除尘器中的吊架拉杆15与沉淀极4的结构示意图，如图2所示。

8、所述湿式电除尘器中的上吊架6与沉淀极4的结构示意图，如图3所示。

9、所述湿式电除尘器中的下吊架2与沉淀极4的结构示意图，如图4所示。

10、所述绝缘箱7根据设备型号设3～4个，与上吊架6之间的连接。如图5所示。

11、所述阴极固定器3根据设备型号设3～4个，与下吊架2之间的连接为柔性连接。原有的湿式电除尘器中下吊架2是可以摆动的，此图中增加了阴极固定器3，从3～4个方向拉紧下吊架2，这样可以避免下吊架2的摆动，增加爬电距离，提高除尘效率，如图6所示，图6是湿式电除尘器中的阴极固定器与下吊架之间的柔性连接。

12、所述沉淀极4为正六边形蜂窝状沉淀极管，具有结构紧凑，空间利用率高，无电场盲区的特点。

13、所述电极丝5为柔性雪花芒刺线，与上吊架6及下吊架2之间的连接为柔性连接。如图7所示，图7是湿式电除尘器中的电极丝与上吊架及下吊架之间的柔性连接。

上横钩如图8所示，一端通过调节螺母固定在上吊架的板条上，另一端固定柔性雪花芒刺线的上端。同理，下横钩如图8一端通过调节螺母固定在下吊架的板条上，另一端固定柔性雪花芒刺线的下端，从而将柔性雪花芒刺线垂直固定在蜂窝管内。

14、所述电极丝5为柔性雪花芒刺线，放电特性与传统电极丝相比，起晕电压低，工作电压、工作电流高，使用寿命等各方面性能均优于传统电极丝。

15、所述预净化系统13能够直接净化烟气中夹杂的大颗粒，并将小雾滴凝聚成大颗粒，有利于静电系统，直接有效地将颗粒物吸附与脱出下来，达到预处理的目的。这种预净化系统具有压降小、比表面积大、除雾效率高的特点。

此外，根据湿式电除尘器设备型号大小不同，湿式电除尘器筒体1为钢制的直径为1.5m到8m，高度为10m到15m的筒体，因为工艺管道的直径远小于湿式电除尘器筒体1的直径，所以湿式电除尘器筒体1的上部设置成锥形的变径结构。

如图1所示，湿式电除尘器筒体1上安装有绝缘箱7和阴极固定器3，湿式电除尘器筒体1内部安装有沉淀极4、上吊架6、下吊架2、电极丝5、预净化系统13、顶部冲洗系统14和吊架拉杆15，沉淀极4为若干个正六边形的蜂窝孔，每个蜂窝孔的中心安装一根电极丝5，偏差不大于5mm。上吊架6与下吊架2之间通过吊架拉杆15连接拉紧。电极丝5为柔性雪花芒刺线，用重锤固定。优选地，湿式电除尘器电极丝5包含上部固定螺杆，中心管，起晕芒刺板钉、柔性连接件、下部固定螺杆。湿式电除尘器电极丝5包含钛合金阴极线、雪花芒刺板、空心铆钉。用钛合金做阴极线，按一定间距布设雪花芒刺板并用空心铆钉固定。组成一根满足实际需要长度的极线，极线通过上部的悬挂卡件和下部用重锤固定于湿式电除尘器的阴极上下框架上，即可通电工作。湿式电除尘器采用柔性雪花芒刺线、简单有效的控制了极线起晕放电尖端的长度一致性、锐度一致性，大幅提高起晕放电尖端的密集度，降低起晕电压，提高起晕电流，极线的线电流密度显著提高。

此外距离湿式电除尘器筒体1底部1米左右的位置还设计有排污孔8、进气孔9、出气孔12、人孔11及按照国家标准设置的若干个国标防爆孔10等各种工艺管口。

如图9所示的绝缘箱7，其由内筒体7-5、外筒体7-4及绝缘子固定部件7-1组成，绝缘箱7内安装有用于隔离阳极与阴极的高压绝缘子7-2，高压绝缘子7-2将湿式电除尘器的阴阳两极隔离，根据湿式电除尘器设备型号大小不同，绝缘箱7一般为3～4个，绝缘箱7与上吊架6之间通过具有一定强度的钢管制作的拉杆7-6连接，拉杆7-6与上吊架6之间通过螺栓固定，形成柔性稳定连接。为了便于维护保养，绝缘箱7上设置有手孔7-3。所述阴极固定器3的结构及原理与绝缘箱7相同，根据湿式电除尘器设备型号的大小不同设置有3～4个，与下吊架2之间也通过具有一定强度的钢管制作的拉杆连接，拉杆与下吊架2通过螺栓固定形成柔性稳定的连接。

进一步地，湿式电除尘器筒体1上安装的绝缘箱7、阴极固定器3、上吊架6、下吊架2及电极丝5组成一个柔性框架，将电极丝5完全固定在湿式电除尘器筒体1上。其中上吊架6通过筒体顶部的3～4个绝缘箱7拉紧，下吊架2通过侧面的阴极固定器3固定，而上吊架6与下吊架2之间又通过吊架拉杆15固定拉紧，这样避免上吊架6、下吊架2的摆动，从而形成一个柔性框架。

所述上吊架6及下吊架2的结构相同，如图10所示。由具有一定强度的扁钢制成，横向布置的板条6-2上设计有若干腰型孔，用于安装调节电极丝5，竖向布置的撑条6-1从横向布置的板条6-2预制的方孔中穿过，组成一个呈柔性的整体框架结构。

如图11所示的沉淀极4，其由正六边形钢制蜂窝状管束4-1及环板4-2组成。环板4-2套住蜂窝状管束4-1，使蜂窝管以圆形方式固定，便于均布气流。

如图12所示的柔性雪花芒刺线。电极丝5与上吊架6及下吊架2之间通过螺栓固定，与上吊架6及下吊架2形成柔性连接。所述湿式电除尘器中的电极丝5外部示意图，如图12所示。

在另外的实施方式中，新型电极丝5包含钛合金阴极线、雪花芒刺板、空心铆钉。用钛合金做阴极线，按一定间距布设雪花芒刺板并用空心铆钉固定。组成一根满足实际需要长度的极线，极线通过上部的悬挂卡件和下部用重锤固定于湿式电除尘器的阴极上下框架上，即可通电工作。

相对于传统电极丝一般采用不锈钢丝制作，无放电尖端，该形式极线强度低，在烟气高流速下，易摆动引起拉弧放电，起晕电压高，起晕电流极低。本发明采用钛合金柔性雪花芒刺线有效的控制了极线起晕放电尖端的长度一致性、锐度一致性，大幅提高起晕放电尖端的密集度，降低起晕电压，提高起晕电流，极线的线电流密度显著提高。

如图13所示的预净化系统13，预净化系统中两板之间的距离为30～50mm，烟气中的液滴在折流板中曲折流动，与壁面不断碰撞凝聚成大颗粒液滴后，液流不断增多最终在重力作用下沿预净化系统叶片往下滑落，直到筒体底部，从而除去烟气所携带的液滴及少量的粉尘，减少烟气带水，防止风机振动，达到预处理的目的。叶片是组成预净化系统的最基本、最重要的元件，其性能的优劣对整个预净化系统的运行有着至关重要的影响。这种预净化系统具有压降小、比表面积大、除雾效率高的特点。

进气孔处加装预处理系统13能够直接净化烟气中夹杂的大颗粒，并将小雾滴凝聚成大颗粒，有利于静电系统，直接有效地将颗粒物吸附与脱出下来，达到预处理的目的。预处理系统13主要是由折流板和固定折流板的支承装置构成，折板以一定角度相交形成折线形薄壁件，其中高折板为外框组具有独立支撑结构，低折板为内芯组也有独立支撑结构，外框组与内芯组，折板可以波峰对波峰平行安装，称同波折板。按气流通过折板间隙数，又分为单通道折板和多通道折板。折板间距应根据气流速度及尘雾浓度由大到小而改变。折板的夹角采用90～120度。波高一般采用0.25～0.40m。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。