[發明專利]一種多孔介質材料構成的中空極板靜電除塵裝置及方法

有效

• 申請號: 201210553549.4
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103008109A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 由長福;王曉華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B03C3/47
• 分類號: B03C3/47
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發明涉及一種多孔介質材料構成的中空極板靜電除塵裝置及方法，屬于除塵技術領域。

背景技術

人類活動所產生的大量氣態污染物和顆粒物正威脅著人類所賴于生存的基本物質——潔凈的空氣。可吸入顆粒物（PM₁₀）特別是細顆粒物（PM_2.5）污染已成為突出的大氣環境問題，并日益引起世界各國的高度重視。人們已經認識到大氣顆粒物（特別是其中的細顆粒物）是導致人類死亡率上升的主要原因。同時，大氣顆粒物也是導致大氣能見度降低、酸雨、全球氣候變化和臭氧層破壞等重大大氣污染問題的主要原因。控制細顆粒物的污染是全球節能減排戰略的重大需求。在相當長的時期內，細顆粒物作為我國大氣污染的首要污染物的基本狀況不會改變。目前，我國大氣PM_2.5濃度比發達國家高數倍，已對人體健康和經濟社會發展造成很大的威脅，細顆粒物的排放控制已是迫在眉睫。

目前，國際上總顆粒物控制技術雖然可以達到很高的水平，但對于細顆粒的捕獲率卻很低，造成數量巨大的細顆粒物進入環境大氣中。以燃煤電站為例，雖然現有除塵裝置的除塵效率可高達99%以上，但這些除塵器對細顆粒物的捕獲率較低。這部分飛灰以粒徑小于2.5微米甚至亞微米級的細顆粒為主，以顆粒的數量計可達到顆粒物總數的90%以上。這也是我國在大氣中總懸浮顆粒物（TSP）呈逐年下降趨勢，顆粒物排放總量也下降的情況下，PM_2.5卻呈上升趨勢的原因，因此，顆粒物控制的重點在于細顆粒物，必須尋求更有效和更有針對性的技術發展途徑。

國內外致力于提高和優化傳統污染物控制設備脫除細顆粒物捕捉能力的研究逐漸增多。例如在傳統袋式除塵設備基礎上改進濾袋的纖維材料和結構，在傳統靜電除塵設備基礎上通過增加中間高能電極等方法。在更加嚴格的細顆粒物排放標準下，采用任何單一脫除技術都無法滿足需求，因此發展不同控制方式協同脫除技術日益迫切。

以靜電場為脫除機理的靜電除塵器作為目前常用的煙氣除塵裝置，在電力企業與水泥行業得到很普遍的應用。利用靜電場脫除顆粒物在工業上的應用主要是將靜電力直接施加到顆粒物上，使顆粒荷電，并運動到異性電極上，從而實現脫除。實際操作中，多以高壓直流電在兩極間產生電暈放電，含塵氣流通過兩電極間電場時，顆粒物被強制荷電，荷電的顆粒在靜電力的作用下向極性相反的極板運動并被極板捕集。

電除塵器對于大粒徑顆粒物有很好的脫除效果，但對于小顆粒尤其是細顆粒物的脫除效率并不高。為了更好地脫除細顆粒物，在實際工程應用中往往設置多級電場，以盡可能地提高對顆粒物的脫除效率。但是利用這種方法，對除塵效率的提高并不明顯。造成這種現象的一個重要原因就是該粒徑范圍的細顆粒物易于跟隨煙氣流動，橫向擴散弱，以及可能發生二次揚塵。如何增強靜電場橫向作用依舊是提高細顆粒物捕集效率的重要發展方向。目前已經工業化的濕式靜電除塵裝置均采用極板施加水膜技術，諸如中國專利02222513.7、00215471.4、200410058967.1等。施加水膜的方法均采用向極板表面噴水的方式進行，為避免極板表面局部形成干區或水膜不完整所造成的收塵極板腐蝕以及除塵效率低，需要噴入大量的水維持系統的正常運行，這樣勢必導致耗水量的增加。中國專利20111048292.7提出了一種濕式靜電除塵器的收塵極液膜的測試裝置，可監測極板表面是否出現干區問題。

綜上所述，如何提供一種有效保證極板液膜覆蓋完整的濕式靜電除塵裝置，實現高效脫除顆粒物的同時降低水的消耗，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種低耗水、高效率的多孔介質材料構成的中空極板靜電除塵裝置及方法。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種多孔介質材料構成的中空極板靜電除塵裝置，該裝置包括多個收塵單元和粉塵收集器，每個收塵單元包括收塵極板和極線，其特征在于：收塵極板為中空極板，其內部腔室為六面體結構；中空極板表面由多孔介質材料構成；在中空極板上分別通過管道與進水閥門和供氣閥門連接。

本發明所述的多孔介質材料構成的中空極板靜電除塵裝置，其特征在于：所述的多孔介質材料采用金屬、金屬合金、陶瓷、高分子化合物、碳、玻璃、樹脂或棉麻。

本發明所述的多孔介質材料構成的中空極板靜電除塵裝置，其特征在于：所述的多孔介質材料的孔隙率為0.3～0.9，平均孔徑為0.1～100μm。

本發明所述的多孔介質材料構成的中空極板靜電除塵裝置，其特征在于：中空極板與兩側極線相對的表面內部間距為10～50mm。