一種濕式電除塵器陽(yáng)極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境工程領(lǐng)域，特別是指一種濕式電除塵器陽(yáng)極。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，大氣環(huán)境污染愈發(fā)嚴(yán)重，也越來(lái)越引起人們的關(guān)注。二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物是霧霾的主要組成。前兩者為氣態(tài)污染物，它們與霧氣結(jié)合在一起，讓天空瞬間變得灰蒙蒙的，空氣質(zhì)量變差。
[0003]2015年I月I日起，新環(huán)保法和鋼鐵行業(yè)新排放標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施。目前，我國(guó)鋼鐵行業(yè)的環(huán)保水平與新的環(huán)保要求相比，還存在較大的差距。鋼鐵企業(yè)必須真正樹(shù)立“環(huán)保是企業(yè)生命線”的觀念，加大環(huán)保投入，以廢氣治理為重點(diǎn)實(shí)施環(huán)保改造，全面提升環(huán)保水平，實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。
[0004]新標(biāo)準(zhǔn)中，燒結(jié)機(jī)頭(球團(tuán))顆粒物新排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/m3，特別排放限值為40mg/m3，目前國(guó)內(nèi)的燒結(jié)機(jī)頭(球團(tuán))濕法脫硫設(shè)施后幾乎都沒(méi)有加裝濕式電除塵器，顆粒物排放濃度一般只能達(dá)到50?80mg/m3，難以達(dá)標(biāo)。鋼鐵企業(yè)原料系統(tǒng)、燒結(jié)機(jī)尾、高爐出鐵廠、高爐礦槽、轉(zhuǎn)爐二次煙氣以及其他產(chǎn)塵點(diǎn)的顆粒物新排放標(biāo)準(zhǔn)限值在10-30mg/m3，但大多數(shù)鋼鐵企業(yè)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排放濃度在30-50mg/m3，如燒結(jié)機(jī)尾、少數(shù)高爐仍采用靜電除塵器，部分袋式除塵器未采用覆膜濾料等高效除塵技術(shù)，部分除塵系統(tǒng)過(guò)濾風(fēng)速過(guò)快，導(dǎo)致排放濃度較高。
[0005]絕大多數(shù)鋼鐵企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中，隨著規(guī)模的不斷擴(kuò)張，除塵系統(tǒng)處理能力往往難以滿足實(shí)際生產(chǎn)需要，或者在初期設(shè)計(jì)時(shí)煙氣捕集率就估計(jì)不足。導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量煙塵無(wú)法全部收集到除塵器凈化，部分煙塵從廠房外逸，造成無(wú)組織排放，影響企業(yè)環(huán)保形象。此外，廠區(qū)道路料場(chǎng)揚(yáng)塵，皮帶通廊未密閉，轉(zhuǎn)運(yùn)站未設(shè)置除塵系統(tǒng)等都導(dǎo)致鋼鐵企業(yè)大量無(wú)組織排放。
[0006]由于濕法脫硫的脫硫效率高，目前我國(guó)已有500余臺(tái)燒結(jié)(球團(tuán))設(shè)備采用濕法脫硫工藝，要滿足細(xì)顆粒物、二噁英等多污染物協(xié)同去除的要求，脫硫后必須配套濕式電除塵器。
[0007]目前已有的濕式電除塵器有，如中國(guó)專利:CN202876595U “一種柔性陽(yáng)極濕式除塵器” ；CN203061287U “一種雙向噴水的柔性陽(yáng)極濕式除塵器” ；CN104028383A “一種濕式電除塵器及其使用方法” ;CN102872669A “一種帶有硬質(zhì)網(wǎng)格層的柔性陽(yáng)極濕式除塵器”；CN204074267U “濕式電除塵器陽(yáng)極單元”。
[0008]目前的濕式除塵器有柔性陽(yáng)極和剛性陽(yáng)極兩種。柔性陽(yáng)極主要以布袋除塵器為主，布袋除塵器存在容易被電擊穿，且含濕性大的灰塵易粘在布袋表面板結(jié)的情況。剛性陽(yáng)極主要以玻璃鋼為主，但是玻璃鋼價(jià)格昂貴，且重量大，易腐蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明目的是為了解決目前濕式電除塵器陽(yáng)極重量大、易腐蝕、價(jià)格高、容易被擊穿，易粘壁等問(wèn)題，而發(fā)明的一種濕式電除塵器陽(yáng)極。
[0010]該濕式電除塵器陽(yáng)極由一個(gè)以上的陽(yáng)極單元組成，陽(yáng)極單元為六邊蜂窩狀結(jié)構(gòu)，六個(gè)邊為165度圓弧，相鄰兩段圓弧構(gòu)成120度角。該陽(yáng)極單元由竹篾表層涂鍍石墨烯而制成的竹制復(fù)合材料制成，竹篾厚度為0.5-2.5mm，長(zhǎng)度為2_10m，寬度為100-300mm ;石墨烯涂鍍?cè)谥耋纳舷聝蓚€(gè)表面上，且為單層涂鍍，竹篾本身為有弧度的片狀。
[0011]為能保證除塵效果，且設(shè)備的穩(wěn)定性，需要對(duì)竹篾的長(zhǎng)度進(jìn)行控制。竹篾的長(zhǎng)度不能太短，竹篾越短需要的陽(yáng)極單元越多，越增大除塵器系統(tǒng)阻力，增加能耗，且降低其除塵效果，本發(fā)明竹篾長(zhǎng)度控制在2m以上。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)及計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)，竹篾長(zhǎng)度不能超過(guò)10m，一旦超過(guò)10m，陽(yáng)極的震動(dòng)頻率加大，其穩(wěn)定性呈指數(shù)下降。
[0012]竹篾的寬度同樣也是保證濕式電除塵器除塵效果及設(shè)備穩(wěn)定性的一大因素。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)及計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)，竹篾寬度決定放電電壓的大小，寬度太窄，需要的陽(yáng)極單元會(huì)大大增加，本發(fā)明選用最小寬度為100mm。竹篾寬度太大，放電電壓會(huì)增大，各種不安全隱患增多。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)及計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)，竹篾寬度超過(guò)300mm時(shí)，濕式電除塵周圍電磁場(chǎng)強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，突升至300mm時(shí)的15倍，考慮操作工人的安全，選用竹篾寬度閾值300mm。
[0013]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0014]上述方案中，本發(fā)明針對(duì)目前濕式除塵器陽(yáng)極的缺點(diǎn)而采用竹制復(fù)合材料柔性陽(yáng)極，解決了目前柔性陽(yáng)極易被擊穿，積塵效果不好，且容易板結(jié)的問(wèn)題，同時(shí)本發(fā)明價(jià)格便宜，重量輕，易安裝，不易腐蝕，可以循環(huán)利用。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的濕式電除塵器陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中:1-陽(yáng)極單元。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的濕式電除塵器陽(yáng)極重量大、易腐蝕、價(jià)格高、容易被擊穿，易粘壁等問(wèn)題，提供一種濕式電除塵器陽(yáng)極。
[0019]如圖1所示，為本發(fā)明濕式電除塵器陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)示意圖。該濕式電除塵器陽(yáng)極由一個(gè)以上的陽(yáng)極單元I組成，陽(yáng)極單元I為六邊蜂窩狀結(jié)構(gòu)，六個(gè)邊為165度圓弧，相鄰兩段圓弧構(gòu)成120度角。經(jīng)計(jì)算機(jī)模擬及反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):六個(gè)面有弧度，且保持在165度時(shí)，電場(chǎng)的分布最均勻且電壓恒定時(shí)電場(chǎng)也較沒(méi)有弧度時(shí)增強(qiáng)1.5倍，從而大大提高了除塵效果。流場(chǎng)試驗(yàn)也表明，保持165度時(shí)，煙氣的壓力損失也最小，有效的降低了系統(tǒng)的能耗。且經(jīng)計(jì)算機(jī)模擬及反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)帶弧度的120度角，煙氣在此處的阻力會(huì)更小，且在此處不易形成積灰死角，沖洗方便，從而提高除塵效率。
[0020]濕式電除塵器陽(yáng)極竹篾正反兩個(gè)面都均勻的涂著一層石墨烯，石墨烯的電阻率是已知導(dǎo)電物質(zhì)中最低的，且電子迀移速度也是最快的，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，涂有單層石墨烯的竹篾比涂有石墨等其他導(dǎo)電物質(zhì)的電場(chǎng)增強(qiáng)5倍，從而大大降低了放電電壓，能耗減小效果非常明顯。
[0021]該濕式電除塵器陽(yáng)極將六片165度圓弧板拼接而成的等邊體為一個(gè)陽(yáng)極單元1，多個(gè)陽(yáng)極單元I組合成蜂窩狀，蜂窩的六個(gè)內(nèi)角均為120度。帶有芒刺的陰極線設(shè)置在蜂窩狀陽(yáng)極的正中央置，陰極線上的芒刺與陽(yáng)極板的圓弧部分互相呼應(yīng)，加大了放電強(qiáng)度，表層的石墨烯更是對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的影響非常大，由于電場(chǎng)強(qiáng)度的加大使得陰陽(yáng)極間的距離可以較傳統(tǒng)的蜂窩狀陽(yáng)極除塵器的陰陽(yáng)極間距加大5倍，從而大大提高了除塵效果。在濕式電除塵器中氣體被電離后，煙氣中的塵粒大多數(shù)在竹制復(fù)合材料陽(yáng)極上沉積。當(dāng)陽(yáng)極板上的灰塵集聚到一定厚度時(shí)，積塵效果下降，此時(shí)開(kāi)始做沖洗處理，傳統(tǒng)的濕式電除塵器沖洗過(guò)程中由于有沖洗盲區(qū)，容易造成死角，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，大量的泥垢會(huì)在很大程度上影響除塵效果。本發(fā)明陽(yáng)極板間夾角均為圓弧角，不容易有灰塵及泥垢積累。本發(fā)明濕式電除塵器陽(yáng)極采用竹制復(fù)合材料，耐腐蝕能力強(qiáng)，重量輕，因此陽(yáng)極整體重量相對(duì)較輕，不僅降低了陽(yáng)極支架的承重，而且竹制復(fù)合材料可以重復(fù)利用，節(jié)約了成本。濕法脫硫后的含濕含塵煙氣在除塵器陽(yáng)極間的通道中流動(dòng)，通道中由于高壓作用，會(huì)發(fā)生氣體電離，產(chǎn)生大量的自由電子、正負(fù)離子，煙氣中的塵粒在通道電場(chǎng)中被這些電子及正負(fù)離子碰撞從而帶電，隨后帶電的塵粒在電場(chǎng)作用下向異極電極移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)煙氣中的塵粒與氣體分離，達(dá)到凈化氣體的目的。本發(fā)明陽(yáng)極安裝簡(jiǎn)單，一旦某個(gè)陽(yáng)極板有損壞，更換方便。并且本發(fā)明陽(yáng)極板由于有天然弧度，比表面積大，強(qiáng)度高，在保證除塵效果的前提下，本發(fā)明濕式除塵器陽(yáng)極的抗腐蝕能力、抗煙氣沖擊能力等都要優(yōu)于傳統(tǒng)的除塵器陽(yáng)極。
[0022]具體實(shí)施過(guò)程中，以7個(gè)陽(yáng)極單元I構(gòu)成濕式電除塵器陽(yáng)極為例，竹制復(fù)合材料厚度為1mm，長(zhǎng)度為5m，寬度為150mm，每片竹篾的弧度為165度，竹篾間的夾角為120度，竹篾上下表面涂鍍單層石墨烯。陰極線位于每個(gè)陽(yáng)極單元的正中央自上而下，長(zhǎng)度為5m。本實(shí)施例選用的電壓為3.5萬(wàn)伏，入口煙氣達(dá)到飽和濕度，含塵量為70mg/Nm3，溫度為60°C。煙氣在陽(yáng)極通道內(nèi)向陽(yáng)極板方向的流速為150mm/s，因此含塵煙氣經(jīng)過(guò)3.5s就完成了塵粒在極板上的吸附，干凈的煙氣從除塵器底部排出，排出后的煙氣含塵量為3mg/Nm3，經(jīng)過(guò)24小時(shí)，排出后煙氣含塵量達(dá)到30mg/Nm3。啟動(dòng)沖洗裝置，沖洗10分鐘，沖洗過(guò)程中電壓降至1.5萬(wàn)伏，入口煙氣條件不變的情況下，在沖洗過(guò)程中出口煙氣含塵量可達(dá)到35mg/Nm3。
[0023]從以上實(shí)施例可知，本發(fā)明濕式除塵器除塵效率高，能耗小，不易腐蝕，造價(jià)低，在滿足除塵率的同時(shí)，最大程度上減輕了除塵器支架承重負(fù)擔(dān)。
[0024]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種濕式電除塵器陽(yáng)極，其特征在于:由一個(gè)以上的陽(yáng)極單元(I)組成，陽(yáng)極單元(I)為六邊蜂窩狀結(jié)構(gòu)，六個(gè)邊為165度圓弧，相鄰兩段圓弧構(gòu)成120度角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濕式電除塵器陽(yáng)極，其特征在于:所述陽(yáng)極單元(I)由竹篾表層涂鍍石墨烯而制成的竹制復(fù)合材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種濕式電除塵器陽(yáng)極，其特征在于:所述構(gòu)成陽(yáng)極單元⑴的竹篾厚度為0.5-2.5mm,長(zhǎng)度為2_10m，寬度為100_300臟；石墨烯涂鍍?cè)谥耋纳舷聝蓚€(gè)表面上，且為單層涂鍍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種濕式電除塵器陽(yáng)極，其特征在于:所述陽(yáng)極單元(I)的竹篾為本身有弧度的片狀。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種濕式電除塵器陽(yáng)極，屬于環(huán)境工程領(lǐng)域。該電除塵器陽(yáng)極為竹制復(fù)合材料。竹制復(fù)合材料厚度為0.5-2.5mm；竹制復(fù)合材料為竹篾表層噴鍍高導(dǎo)電物質(zhì)石墨烯后而形成的復(fù)合材料。本發(fā)明不僅耐腐蝕性強(qiáng)、重量輕、成本低，它的剛性與目前普遍使用的剛性陽(yáng)極---玻璃鋼相當(dāng)；而柔韌性和耐腐蝕性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前普遍使用的柔性陽(yáng)極---布袋；其使用壽命和玻璃鋼不相上下，是布袋陽(yáng)極的3倍。由于竹制復(fù)合材料的弧度以及表層石墨烯的作用，在相同電壓情況下，本發(fā)明電場(chǎng)強(qiáng)度比普通電場(chǎng)高5倍。該竹制復(fù)合材料陽(yáng)極解決了現(xiàn)有陽(yáng)極重量太大，基架無(wú)法承重，以及陽(yáng)極易被腐蝕，成本高，能耗大的問(wèn)題。且使用后的陽(yáng)極可以資源循環(huán)利用。
【IPC分類】B03C3-45, B03C3-60
【公開(kāi)號(hào)】CN104707731
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510119641
【發(fā)明人】宋存義, 常冠欽, 童震松, 錢(qián)大益, 邢奕, 汪莉
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月18日