CN112121572A - 一种等离子导滤器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种等离子导滤器，其由导滤段和等离子段组成，导流板、均气板、收尘极、电晕线、上吊架、下吊架、内部冲洗管道均安装于壳体内，进气烟道、上部绝缘箱、下部绝缘箱和出气烟道安装于壳体外且与壳体法兰连接，直流高压电源通过高压隔离开关与上部绝缘箱相连；电晕线穿过收尘极蜂窝管正中心，电晕线上端通过上吊架与上部绝缘箱连接，电晕线下端通过下吊架与固定器连接。在本发明中，烟气进入等离子导滤器以后，对烟气中颗粒物高效捕集，实现颗粒物连续达标排放；同时对烟气中的苯酚、甲醛有害气体分子进行氧化、降解，进而消除了烟气中的异味，实现烟气主要排放污染物的协同治理，并最终获得排放目视效果的极大改善。

Description

一种等离子导滤器

技术领域

本发明属于环保治理技术领域，具体涉及一种等离子导滤器，其主要适用于工业烟气颗粒物和挥发性非甲烷类有机废气需要协同治理的湿式电除尘工艺技术。

背景技术

为大幅减少各行业的主要大气污染物排放总量，国家制定了打赢蓝天保卫站行动计划，加快了行业型污染物排放标准的制定。矿物棉工业烟气的排放标准在原有基础上大幅提升了要求，尤其是集棉机和固化炉产生的废气，要求颗粒物和挥发性非甲烷类有机物达到更低的排放要求。

在玻璃棉、岩棉、矿棉等矿物棉绝热材料生产过程中，集棉机和固化炉的废气中主要含有大量粉尘颗粒物、具有挥发性的苯酚和甲醛有害气体。传统的处理方式，将此部分废气通过岩矿棉板进行过滤，由于岩矿棉过滤板投资成本及处理成本相对较低，因此国内很多岩矿棉生产企业使用岩矿棉过滤来处理集棉机和固化炉产生的废气，达到去除废气中颗粒物、苯酚和甲醛等有害气体的目的。以上方式主要依赖岩矿棉过滤板机械过滤，处理效率不稳定且效率较低，无法满足现行的矿物棉工业烟气的排放标准。

目前，在行业中也有少部分企业在岩矿棉过滤板后使用活性炭吸附法，利用活性炭吸附烟气中的有机废气，对颗粒物的去除效率几乎为零，易堵塞活性炭；热氧化催化氧化法，在催化剂的作用下使有机废气氧化成氧化碳和水，对颗粒物无去除效率，操作温度较高，运行成本高；UV光子钛触媒，利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射有机废气，将有机化合物降解转化成低分子化合物，对颗粒物无去除效率。以上方法均存在工艺设备严重堵塞的问题，无法协同治理颗粒物、苯酚、甲醛等有机废气。

发明内容

基于现实和生产实践的需要，本申请人提供了一种等离子导滤器，其适用于矿物棉工业烟气烟尘治理及除尘，其为一种对颗粒物和挥发性非甲烷类有机废气具有协同治理的环保治理装备，同时能很好的改善工业烟气的排放目视效果。

依据本发明的技术方案，提供一种等离子导滤器，由导滤段和等离子段组成，其包括进气烟道、导流板、均气板、收尘极、电晕线、壳体、上部绝缘箱、上吊架、直流高压电源、下部绝缘箱、下吊架、内部冲洗管道和出气烟道；其中导流板、均气板、收尘极、电晕线、上吊架、下吊架、内部冲洗管道均安装于壳体内，进气烟道、上部绝缘箱、下部绝缘箱和出气烟道安装于壳体外且与壳体法兰连接，直流高压电源通过高压隔离开关与上部绝缘箱相连；电晕线穿过收尘极蜂窝管正中心，电晕线上端通过上吊架与上部绝缘箱连接，电晕线下端通过下吊架与固定器连接。

进一步，导流板由若干折流板组成，根据处理气量和进气烟道大小确定折流板数量及折流角度，导流板固定在壳体内筒壁和支撑梁之间。均流板为玻璃钢格栅板，内部冲洗管路为非金属管材，使用支撑梁固定在壳体内。

等离子段包括均流板、收尘极、电晕线、壳体、上部绝缘箱、上吊架、直流高压电源、下部绝缘箱、下吊架、内部冲洗管道和出气烟道；其中导流板、其中均流板、收尘极、电晕线、上吊架、下吊架、内部冲洗管道均安装于壳体内，上部绝缘箱、下部绝缘箱和出气烟道安装于壳体外且与壳体法兰连接，直流高压电源通过高压隔离开关与上部绝缘箱相连；

电晕线穿过收尘极蜂窝管正中心，电晕线上端通过上吊架与上部绝缘箱连接，电晕线下端通过下吊架与固定器连接。

进一步，所述收尘极由若干数量的蜂窝管组合成型，使用支撑梁固定在壳体内，收尘极的上端部与壳体内壁之间密封连接，材质为碳钢。

进一步，所述蜂窝管内切圆直径为250mm～360mm，长度3m～6m，收尘极蜂窝管数量根据烟气量和蜂窝管内切圆直径确定，蜂窝管内烟气流速为0.5m/s～3m/s。

更进一步，所述电晕线采用刚性电晕线，利用钢管管轴的刚性保证电晕线的直线度，电晕线材质选用不锈钢，电晕线安装于收尘极蜂窝管正中心，电晕线数量与收尘极蜂窝管数量相同。

更进一步，直流高压电源采用新型复合脉冲电源。上部绝缘箱、下部绝缘箱内安装高压套管瓷瓶，用于连接上吊架、下吊架和直流高压电源，确保电晕电场产生在收尘极与电晕线之间；通过上部绝缘箱、下部绝缘箱与上吊架、下吊架连接实现电晕线上、下端固定无摆动。内部冲洗管道与壳体法兰连接，并使用法兰与外部给水系统连接，内部冲洗管道包含若干喷头，喷头与管道材质相配套。所述上吊架、下吊架为碳钢材质，其主要作用是悬挂电晕线并使其能够调节至蜂窝管中心，确保电晕线位置固定不动。

与现有技术相比较，本发明的一种等离子导滤器具有以下有益效果：

1、本发明的一种等离子导滤器应用于玻璃棉、岩棉、矿棉等矿物棉绝热材料行业集棉机和固化炉后工业烟气的最新排放要求治理，可有效解决当前颗粒物排放超标或苯酚和甲醛有害气体无法协同治理的问题。

2、经等离子导滤器处理后的颗粒物去除效率可达90％以上，烟气拖尾得到有效改善。同时有效降低苯酚和甲醛等有害气体的排放，去除效率效率可达80％以上，有效去除排放烟气的异味。

3、等离子导滤器具有广阔的市场前景，有效解决了集棉机和固化炉后工业烟气的颗粒物与苯酚、甲醛有害气体协同治理的技术难题，为矿物棉绝热材料行业集棉机和固化炉后工业烟气的治理积累了丰富的经验和成果。

4、等离子导滤器解决了玻璃棉、岩棉、矿棉等矿物棉绝热材料生产过程中，集棉机和固化炉的废气中颗粒物、苯酚和甲醛有害气体的协同治理问题，其净化效率高、运行稳定、协同治理，满足所在行业的最新的排放要求、协同治理和连续达标要求。

附图说明

图1为依据本发明的一种等离子导滤器的立面结构示意图；

图2是图1的A-A剖面示意图；

图3是图1的B-B剖面示意图；

图4是图1的C-C剖面示意图。

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。

本发明提供的一种等离子导滤器，其由导滤段和等离子段组成，其中导流板、均气板、收尘极、电晕线、上吊架、下吊架、内部冲洗管道均安装于壳体内，进气烟道、上部绝缘箱、下部绝缘箱和出气烟道安装于壳体外与壳体法兰连接，直流高压电源通过高压隔离开关与上部绝缘箱相连；电晕线穿过收尘极蜂窝管正中心，电晕线上端通过上吊架与上部绝缘箱连接，电晕线下端通过下吊架与固定器连接。在本发明中，集棉机和固化炉的烟气进入等离子导滤器以后，对烟气中颗粒物高效捕集，实现颗粒物连续达标排放；同时对烟气中的苯酚、甲醛有害气体分子进行氧化、降解，进而消除了烟气中的异味，实现集棉机和固化炉的烟气主要排放污染物的协同治理，并最终获得排放目视效果的极大改善。

具体地，本发明所提供的等离子导滤器，其包括导滤段和等离子段。导滤段包括进气烟道、壳体、导流板、均流板、内部冲洗管路；其中导流板、均流板、内部冲洗管路安装于壳体内，进气烟道安装于壳体外且与壳体焊接。等离子段包括均流板、收尘极、电晕线、壳体、上部绝缘箱、上吊架、直流高压电源、下部绝缘箱、下吊架、内部冲洗管道和出气烟道；其中导流板、其中均流板、收尘极、电晕线、上吊架、下吊架、内部冲洗管道均安装于壳体内，上部绝缘箱、下部绝缘箱和出气烟道安装于壳体外且与壳体法兰连接，直流高压电源通过高压隔离开关与上部绝缘箱相连；电晕线穿过收尘极蜂窝管正中心，电晕线上端通过上吊架与上部绝缘箱连接，电晕线下端通过下吊架与固定器连接。

其中导滤段导流板由若干折流板组成，根据处理气量和进气烟道大小确定折流板数量及折流角度，导流板固定在壳体内筒壁和支撑梁之间。均流板为玻璃钢格栅板，内部冲洗管路为非金属管材，使用支撑梁固定在壳体内。

其中等离子段收尘极由若干数量的蜂窝管组合成型，使用支撑梁固定在壳体内，收尘极的上下端部与壳体内壁之间密封连接，材质为金属不锈钢。蜂窝管内切圆直径为250mm～360mm，长度3m～6m，收尘极蜂窝管数量根据烟气量和蜂窝管内切圆直径确定，蜂窝管内流速一般选取0.5m/s～3m/s。

本发明所使用的电晕线采用刚性芒刺线，利用钢管管轴的刚性保证电晕线的直线度，其实现了起晕电压更低，相同电压下能输出更大的电晕电流，材质选用不锈钢，安装于收尘极蜂窝管正中心，数量与收尘极蜂窝管数量相同。直流高压电源选用新型复合脉冲电源，功率因数高达0.96，输出电压为80kv～170kv，输出电流0.5A～4A，为电晕电场提供更高的电晕电压和更大的电晕电流。上部绝缘箱、下部绝缘箱内安装高压套管瓷瓶，用于连接上吊架、下吊架和直流高压电源，确保电晕电场产生在收尘极与电晕线之间。绝缘箱内安装的高压套管瓷瓶采用电加热保护，保证瓷瓶绝缘可靠，不结露爬电。通过上部绝缘箱、下部绝缘箱与上吊架、下吊架连接可实现电晕线上、下端固定无摆动。更进一步地，内部冲洗管道与壳体法兰连接，并与外部给水系统法兰连接，其包含若干喷头，喷头与管道材质相配套，一般为FRPP内部管道配套304喷头。上吊架、下吊架一般选用碳钢材质，其主要作用是悬挂电晕线并使其能够调节至蜂窝管中心，确保电晕线位置固定不动。

在本发明的技术方案中，导滤段对烟气进行导流均布、喷淋洗涤降温，使烟气中的岩棉纤维尘充分浸水并凝成大纤维尘进而脱除，并洗涤脱除部分易溶于水的甲醛；同时通过喷淋洗涤降温，使烟气中以极微液滴形式存在的水溶性酚醛树脂絮凝成较大液滴状态，利于后序脱除。

烟气经过导滤段处理后进入等离子段，烟气中的岩棉纤维粉尘、含水溶性酚醛树脂等物质的液滴经电场荷电并进而分离去除，在高压脉冲放电的同时电场产生大量的高能电子和活性粒子，对烟气中的苯酚、甲醛有害气体分子进行氧化、降解，进而消除了烟气中的异味，并最终获得排放目视效果的极大改善。

下面结合附图来进一步阐明本发明，如图1-图4所示，本发明等离子导滤器其包括导滤段和等离子段。其包括气烟道1、导流板2、均气板3、收尘极4、电晕线5、壳体6、上部绝缘箱7、上吊架8、直流高压电源9、下部绝缘箱10、下吊架11、内部冲洗管道12、出气烟道13。

进气烟道1汇聚集棉机和固化炉的烟气，进入到等离子导滤器的壳体6内，进气烟道1其结构一般为矩形结构，也可为圆形结构。集棉机和固化炉烟气在导流板2、均气板3的导流作用下，均匀的与导滤段内部冲洗管路12喷出的循环水充分接触，随后均匀的扩散至等离子段收尘极4中，导流板2结构一般为板材拼接成的L型，也可拼接成三角形，L型和三角形的形状角度需根据实际工况经计算机模拟后确定。收尘极4为蜂窝状管式结构，由若干个相同长度的蜂窝管组合而成，电晕线5采用带钢管轴刚性电晕线，电晕线5安装于收尘极4管中心，当集棉机和固化炉的烟气通过收尘极4时，电晕线5与收尘极4形成的高压电场，电晕线5产生的负高压使集棉机和固化炉的烟气的颗粒物吸附了负离子和电子，形成带电粒子，在电场库伦力的作用下，颗粒物被捕集到收尘极4后释放出所带电荷，并吸附于收尘极4上；在高压脉冲放电的同时电场产生大量的高能电子和活性粒子，对烟气中的苯酚、甲醛有害气体分子进行氧化、降解。

壳体6作为等离子导滤器的外壳及承载结构，导流板2、均气板3、收尘极4、电晕线5、上吊架8、下吊架11、内部冲洗管道12安装于壳体6内部，上部绝缘箱7、直流高压电源9、下部绝缘箱10、出气烟道13、进气烟道1，安装于壳体6外部。上部绝缘箱7用于连接上吊架8和直流高压电源9，将直流高压电源9产生的负高压电传导至阴极上框架8。阴极上框架8用于悬挂固定电晕线5上部，并将负高压传导至电晕线5，下部绝缘箱10用于固定下吊架11，下吊架11用于固定电晕线5下部，在下部绝缘箱10的作用下防止固定电晕线5和下吊架11摆动，并保证与壳体6绝缘。内部冲洗管道12用于冲洗收尘极4、电晕线5、上吊架8、下吊架11，防止收尘极4、电晕线5等部件的表面结垢。出气烟道13与进气烟道1结构一致，其作用将处理后净烟气引出湿式电除尘器。

图1中所示的导流板2、均气板3、收尘极4、电晕线5、上吊架8、下吊架11、内部冲洗管道12均安装于壳体内，电晕线5穿过收尘极4蜂窝管正中心，电晕线5上端通过上吊架8与上部绝缘箱7连接，电晕线5下端通过下吊架11与下部绝缘箱10连接，进气烟道1、上部绝缘箱7、下部绝缘箱10、出气烟道13安装于壳体外与壳体法兰连接，直流高压电源9通过高压隔离开关与上部绝缘箱7相连。内部冲洗管道12与壳体6法兰连接，并与外部给水系统法兰连接。

烟气由进气烟道1进入设备壳体内部，气流经过导流板2的间隙，导流板2的数量及角度根据处理气量和进气烟道大小确定，一般数量不少于5块，角度一般为90°～180°，与壳体6内筒壁和支撑梁之间均要固定，材质一般采用碳钢材质。均气板3的格栅式通道需选择合适开孔率，开孔率一般为30％～50％，均气板3与壳体6内支撑梁使用专用卡子连接固定使烟气均匀的进入收尘极4蜂窝管中。收尘极4蜂窝管数量根据烟气量和蜂窝管内切圆直径设计确定，蜂窝管内流速一般选取1m/s～3m/s。收尘极4蜂窝管内切圆直径一般选取250mm～360mm，厚度一般选取1mm～4mm之间，长度一般选取3m～6m之间，收尘极4由若干数量的蜂窝管组合成型，并垂直放于壳体内支撑梁上，收尘极4材质可以使用非金属导电玻璃钢，也可以使用金属不锈钢，一般使用导电玻璃钢材质。收尘极4上下端部与壳体6内壁之间连接密封，其材质与收尘极4相同。电晕线5安装于收尘极4蜂窝管正中心，数量与收尘极4蜂窝管数量相同。电晕线5采用带钢管轴刚性电晕线，利用钢管管轴的刚性保证电晕线的直线度，其实现了起晕电压更低，相同电压下能输出更大的电晕电流，同时电场产生大量的高能电子和活性粒子，材质一般选用不锈钢。壳体6直径大小和厚度根据收尘极4蜂窝管排布情况确定，壳体6一般采用碳钢加玻璃鳞片防腐或者玻璃钢材质，优选地采用不锈钢材质。上部绝缘箱7、下部绝缘箱10内安装高压套管瓷瓶，外部通常采用碳钢或不锈钢材质，用于连接上吊架8、下吊架11和直流高压电源9，确保电晕电场产生在收尘极4与电晕线5之间，采用电加热保护，保证瓷瓶绝缘可靠，不结露爬电。上部绝缘箱7、下部绝缘箱10与上吊架8、下吊架11分别连接实现电晕线5上、下端固定无摆动。上吊架8、下吊架11一般采用不锈钢材质。直流高压电源9采用复合脉冲电源，功率因数高达0.96，输出电压为80kv～170kv，输出电流0.5A～4A，为电晕电场提供更高的电晕电压和更大的电晕电流。进气烟道1、出气烟道13材质选择一般与壳体6相同，尺寸与烟气量大小有关，其流速一般情况下在10m/s～20m/s。内部冲洗管道12，其包含若干喷头，喷头与管道材质相同，一般为FRPP，喷头数量≮5个，出口烟道13材质与尺寸确定方式同壳体6、进口烟道1相同。

本发明的工作原理是导滤段主要对集棉机及固化炉烟气进行导流、降温、絮凝。导滤段在工作时对进入的烟气进行均布导流、降温喷淋，使烟气中的岩棉纤维尘充分浸水并凝成大颗粒进而脱除；同时使用降温手段，将烟气中以气态形式存在的水溶性酚醛树脂凝结成极其细微的固态或液滴状态，利于后续脱除。等离子段是工作原理为烟气通过高压电场，高压电场使烟气中的烟尘和雾滴带电，形成带电离子，带电离子向相反电荷的电极运动，带电离子到达电极后进行放电，形成中性尘、雾颗粒，沉积于电极上凝集、降落而被除去。同时，烟气中的雾滴被捕集使收尘极表面形成一层流动水膜，进而依靠静电引力将烟气中带电的细微颗粒物和液滴吸附到水膜中，并利用水膜的下流和间断水的冲洗带走沉积物，达到清灰目的，保持极板极线洁净。高压电场提供的脉冲电流以频率150HZ、宽度120μS在电场内释放，在释放时产生电子雪崩，在常温下获得非平衡等离子体，由此产生的大量活性粒子对烟气中的有害气体分子进行氧化降解，使其转化为低毒或无毒物质排放，有效降低排放时的异味。

本等离子导滤器应用于玻璃棉、岩棉、矿棉等矿物棉绝热材料行业集棉机和固化炉后工业烟气的最新排放要求的治理设备，可有效解决当前颗粒物排放超标或苯酚和甲醛有害气体无法协同治理的问题。经等离子导滤器处理后的颗粒物去除效率可达90％以上，烟气拖尾得到有效改善。同时有效降低苯酚和甲醛等有害气体的排放，去除效率效率可达80％以上，有效去除排放烟气的异味。具有广阔的市场前景，有效解决了集棉机和固化炉后工业烟气的颗粒物与苯酚、甲醛有害气体协同治理的技术难题，为矿物棉绝热材料行业集棉机和固化炉后工业烟气的治理积累了丰富的经验和成果。

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。

Claims (10)

1.一种等离子导滤器，由导滤段和等离子段组成，其特征在于：其中导流板、均气板、收尘极、电晕线、上吊架、下吊架、内部冲洗管道均安装于壳体内，进气烟道、上部绝缘箱、下部绝缘箱和出气烟道安装于壳体外且与壳体法兰连接，直流高压电源通过高压隔离开关与上部绝缘箱相连；

电晕线穿过收尘极蜂窝管正中心，电晕线上端通过上吊架与上部绝缘箱连接，电晕线下端通过下吊架与固定器连接。

2.根据权利要求1所述的等离子导滤器，其特征在于：导流板由若干折流板组成，根据处理气量和进气烟道大小确定折流板数量及折流角度，导流板固定在壳体内筒壁和支撑梁之间。

3.根据权利要求1或2之任一所述的等离子导滤器，其特征在于：均气板为玻璃钢格栅板，使用支撑梁固定在壳体内。

4.根据权利要求3所述的等离子导滤器，其特征在于：所述收尘极由若干数量的蜂窝管组合成型，使用支撑梁固定在壳体内，收尘极的上端部与壳体内壁之间密封连接，材质为碳钢。

5.根据权利要求4所述的等离子导滤器，其特征在于：所述蜂窝管内切圆直径为250mm～360mm，长度3m～6m，收尘极蜂窝管数量根据烟气量和蜂窝管内切圆直径确定，蜂窝管内烟气流速为1m/s～3m/s。

6.根据权利要求1所述的等离子导滤器，其特征在于：所述电晕线采用刚性电晕线，利用钢管管轴的刚性保证电晕线的直线度，电晕线材质选用不锈钢，电晕线安装于收尘极蜂窝管正中心，电晕线数量与收尘极蜂窝管数量相同。

7.根据权利要求1所述的等离子导滤器，其特征在于：直流高压电源采用复合脉冲电源。

8.根据权利要求1或4之任一所述的等离子导滤器，其特征在于：上部绝缘箱、下部绝缘箱内安装高压套管瓷瓶，用于连接上吊架、下吊架和直流高压电源，确保电晕电场产生在收尘极与电晕线之间；通过上部绝缘箱、下部绝缘箱与上吊架、下吊架连接实现电晕线上、下端固定无摆动。

9.根据权利要求1或4之任一所述的等离子导滤器，其特征在于：内部冲洗管道与壳体法兰连接，并使用法兰与外部给水系统连接，内部冲洗管道包含若干喷头，喷头与管道材质相同。

10.根据权利要求1或4之任一所述的等离子导滤器，其特征在于：所述上吊架、下吊架为碳钢材质，其用于悬挂电晕线并使其能够调节至蜂窝管中心，确保电晕线位置固定不动。

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