一種去除氣體中納米級(jí)粉塵的設(shè)備及其除塵方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種去除納米級(jí)粉塵的設(shè)備及其除塵方法，該除塵設(shè)備將分離力直接作用于粒子上，可以去除氣體中納米級(jí)粉塵，適用于光通信、新能源行業(yè)除塵。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的主要除塵設(shè)備有機(jī)械式除塵器，過(guò)濾式除塵器，電除塵器和濕式除塵器。普通電除塵器在使用過(guò)程中，大量的粉塵將附著在正極上。在處理大量廢氣時(shí)(處理風(fēng)量多20X 104m3/h)，桶形結(jié)構(gòu)、采用普通材料的正極將被腐蝕或發(fā)生變形，一旦正負(fù)極發(fā)生變形，正負(fù)極間將發(fā)生頻繁的放電，負(fù)極將會(huì)出現(xiàn)擺動(dòng)，負(fù)極的變形量將會(huì)加重，最終斷裂。即使在負(fù)極的底部安裝重錘，也無(wú)法完全糾正變形。
[0003]采用常規(guī)的振蕩方式無(wú)法完全去除正極上的粉塵，即使采用水噴淋，對(duì)于大型的除塵器，噴淋水無(wú)法到達(dá)設(shè)備的底部，電除塵器的底部將積塵嚴(yán)重，這將降低除塵器運(yùn)行的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決正極表面易積塵和負(fù)極易變形的問(wèn)題，提供一種去除氣體中納米級(jí)粉塵的設(shè)備及其除塵方法。
[0005]本發(fā)明一種去除氣體中納米級(jí)粉塵的設(shè)備以及除塵方法基于以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種去除氣體中納米級(jí)粉塵的設(shè)備包括板式正極、管式負(fù)極、噴淋裝置、氣流分布裝置、外殼、緩沖槽、排風(fēng)管和引風(fēng)機(jī)。外殼內(nèi)安裝有板式正極安裝支架、管式負(fù)極安裝支架，板式正極安裝支架上安裝有板式正極，管式負(fù)極安裝支架上安裝有管式負(fù)極，管式負(fù)極處在板式正極之間。
[0006]噴淋裝置包括水管、噴淋頭，水管分布在外殼內(nèi)上、中、下三個(gè)部位，噴淋頭均勻分布在水管上，噴淋頭成360度方向分布，可以全方位噴淋在板式正極、管式負(fù)極上，去除吸附的納米級(jí)粉塵。
[0007]氣流分布裝置由漸擴(kuò)管和氣流分布板組成，漸擴(kuò)管安裝在外殼底部，氣流分布板安裝在漸擴(kuò)管上部，在氣流分布板上均勻分布?xì)饬骺住?br>[0008]緩沖槽安裝在外殼下部，用于接受沖洗吸附粉塵產(chǎn)生的廢水。
[0009]在外殼頂部設(shè)置有出口，安裝有排風(fēng)管，在排風(fēng)管上裝有引風(fēng)機(jī)(見(jiàn)附圖1)。
[0010]板式正極:該除塵設(shè)備采用板式正極，下部為內(nèi)三角結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較強(qiáng)。該板式正極便于粉塵在上面沉積，避免二次揚(yáng)塵，同時(shí)便于清灰，形狀簡(jiǎn)單易于制作并有足夠的剛度(見(jiàn)附圖2)。
[0011]板式正極采用樹(shù)脂、石墨粉、碳纖維加工而成，可耐高溫和電化學(xué)腐蝕。相比于傳統(tǒng)的鋼制材料，該正極的使用壽命大大增加，且可以在酸性環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用而不變形。
[0012]管式負(fù)極:該除塵設(shè)備的負(fù)極是產(chǎn)生電暈放電的主要部件，其性能好壞直接影響除塵的性能。該除塵設(shè)備采用管式負(fù)極，表面曲率大，擁有起暈電壓低，電暈電流大的特點(diǎn)。管式負(fù)極表面上設(shè)置有放電針，機(jī)械強(qiáng)度高，其最大優(yōu)勢(shì)在于在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，可以保證負(fù)極與正極的間距不會(huì)發(fā)生變形，避免異常放電，維持較佳的除塵效率(見(jiàn)附圖3)。
[0013]為了應(yīng)對(duì)高溫以及強(qiáng)腐蝕性酸氣的腐蝕，通過(guò)反復(fù)的研宄，確定了采用鎳基合金(鈦合金或者超級(jí)不銹鋼)制作該除塵設(shè)備的負(fù)極。
[0014]該除塵設(shè)備在大量理論計(jì)算和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定了合理的正負(fù)極間距(間距10cm-50cm)以及正極間距(15cm-50cm)，避免了正負(fù)極間距太大減弱放電強(qiáng)度，或者正極間距過(guò)小使放電強(qiáng)度降低的缺點(diǎn)。
[0015]噴淋裝置:該除塵設(shè)備采用高壓、多層、全方向水噴淋系統(tǒng)去除板式正極和管式負(fù)極上吸附的粉塵，當(dāng)水沖洗板式正極時(shí)，板式正極表面可形成一層水膜，粉塵便隨水膜一起流下。該水噴淋裝置為多層、全方向結(jié)構(gòu)，即使是處理大量廢氣時(shí)(處理風(fēng)量多20XlOV/h)，也可有效去板式正極和管式負(fù)極上的積塵。避免粉塵沉積在正極上影響電暈電流大小和均勻性，導(dǎo)致除塵效率降低。
[0016]同時(shí)，該水噴淋裝置可根據(jù)裝置內(nèi)溫度調(diào)節(jié)水壓、水量，也可根據(jù)裝置的運(yùn)行時(shí)間調(diào)整噴水頻次，合理使用水量。
[0017]氣流分布裝置:該除塵設(shè)備內(nèi)氣流分布的均勻性對(duì)除塵效率影響較大，該除塵設(shè)備的入口設(shè)漸擴(kuò)管，漸擴(kuò)管上設(shè)氣流分布板。該氣流分布板上分布了均勻的孔洞(見(jiàn)附圖4)，孔洞的數(shù)量以及孔洞間距通過(guò)多次試驗(yàn)后確認(rèn)(數(shù)量:10-30個(gè)/平方米，孔徑:30mm-80mm，厚度為2mm-5mm)。該氣流分布裝置分布均勾性好、阻力損失小，可減少禍流，保證氣流分布均勾。
[0018]外殼:該除塵設(shè)備的外殼為玻璃鋼一體加工而成，外殼分為數(shù)段，每段外殼米用法蘭對(duì)接，對(duì)接的內(nèi)部再進(jìn)行玻璃鋼包覆，可保證密封，可以根據(jù)不同的酸氣選擇不同材質(zhì)的玻璃鋼外殼。
[0019]緩沖槽:該除塵設(shè)備底部為緩沖槽，用于收集吸附粉塵產(chǎn)生的廢水。
[0020]一種去除氣體中納米級(jí)粉塵的設(shè)備的除塵方法如下:
光纖預(yù)制棒生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生含有納米級(jí)二氧化硅的廢氣，廢氣從該除塵設(shè)備底部進(jìn)入，通過(guò)漸擴(kuò)管和氣流分布板，風(fēng)速降為3-7.5m/s，氣體均勻分布于設(shè)備內(nèi)部。除塵設(shè)備內(nèi)設(shè)有板式正極、管式負(fù)極，將板式正極、管式負(fù)極接于電壓20KV-50KV，電流50mA-500mA的高壓直流電兩端，板式正極、管式負(fù)極之間產(chǎn)生一個(gè)足以使氣體電離的靜電場(chǎng)。當(dāng)含有納米級(jí)粉塵的廢氣通過(guò)氣流分布裝置后，將通過(guò)兩極間非均勻電場(chǎng)，通過(guò)時(shí)，在負(fù)極周?chē)鷱?qiáng)電場(chǎng)作用下發(fā)生電離，形成氣體離子和電子并使粉塵粒子荷電，荷電后的粉塵粒子在電場(chǎng)力作用下向板式正極運(yùn)動(dòng)并在板式正極上沉積，從而達(dá)到粉塵和氣體分離的目的。當(dāng)板式正極上粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，采用噴淋裝置將粉塵沖洗到底部緩沖槽。去除納米級(jí)粉塵后的廢氣將通過(guò)排風(fēng)管、引風(fēng)機(jī)后排放?？傮w來(lái)說(shuō)，該除塵設(shè)備的工作原理包括電暈放電、氣體電離、粒子荷電、荷電粒子的迀移、捕集等過(guò)程(見(jiàn)附圖5)。
[0021]一種去除氣體中納米級(jí)粉塵的設(shè)備及其除塵方法優(yōu)點(diǎn):
該除塵設(shè)備及其方法與其他除塵器的根本區(qū)別在于除塵過(guò)程的分離力直接作用于粒子上，而不是作用于整個(gè)氣流上。
[0022]該除塵設(shè)備以及方法中的板式正極具有集塵面積大，易于清理，以及形狀簡(jiǎn)單易于制作并有足夠的剛度。該板式正極采用樹(shù)脂、石墨粉、碳纖維加工而成，可耐高溫和電化學(xué)腐蝕。相比于傳統(tǒng)的鋼制材料，該正極的使用壽命大大增加，且可以在酸性環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用而不變形。
[0023]該除塵設(shè)備以及方法中的管式負(fù)極具有強(qiáng)度高，不易變形的特點(diǎn)，可以保證放電極與集塵極的間距不會(huì)發(fā)生變化，避免異常放電，維持較佳的除塵效率(可達(dá)99%以上)。
[0024]該除塵設(shè)備以及方法中的噴淋裝置為多層、全方向結(jié)構(gòu)，即使是處理大量廢氣時(shí)(處理風(fēng)量多20X 104m3/h)，也可有效去板式正極和管式負(fù)極上的積塵。避免粉塵沉積在板式正極上影響電暈電流大小和均勻性，導(dǎo)致除塵效率降低。該水噴淋系統(tǒng)可根據(jù)裝置內(nèi)溫度調(diào)節(jié)水壓、水量，也可根據(jù)裝置的運(yùn)行時(shí)間調(diào)整噴水頻次，合理使用水量，能耗低(耗電
0.2-0.8kwh/1000m3廢氣)。
[0025]該除塵設(shè)備以及方法中的氣流分布裝置分布均勻性好、阻力損失小(100_300pa)，可減少渦流，保證氣流分布均勻。
[0026]該除塵設(shè)備以及方法中的外殼采用玻璃鋼材質(zhì)，在保證氣密性的同時(shí)，還可以同時(shí)抵抗多種酸性氣體的腐蝕。
【附圖說(shuō)明】
[0027]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明的去除氣體中納米級(jí)粉塵的設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖中:1.噴淋裝置；2.固定支架；3.管式負(fù)極；4.板式正極；5.氣流分布裝置；6.外殼；7.緩沖槽；8.排風(fēng)管；9.引風(fēng)機(jī)。
[0029]圖2是本發(fā)明的去除氣體中納米級(jí)粉塵的設(shè)備的板式正極示意圖。
[0030]圖3是本發(fā)明的去除氣體中納米級(jí)粉塵的設(shè)備的管式負(fù)極示意圖。
[0031]圖4是本發(fā)明的去除氣體中納米級(jí)粉塵的設(shè)備的氣流分布裝置示意圖。
[0032]圖5是本發(fā)明的去除氣體中納米級(jí)粉塵的設(shè)備以及除塵方法的工作原理圖。
[0033]圖中:a.電暈放電；b.氣體電離；c.粒子荷電；d.荷電粒子迀移；e