電除塵器濕式清灰專利技術(shù)發(fā)展分析

謝德娟 曹壽峰

摘 ?要：文章從專利角度對除塵器電極板濕式清灰技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r做了相應(yīng)的分析，著重對噴淋法和非噴淋法的重要節(jié)點專利進(jìn)行了梳理。

關(guān)鍵詞：除塵器;電極板;清灰;噴淋;專利分析;技術(shù)發(fā)展

中圖分類號：T-18 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）28-0014-02

Abstract： This paper makes a corresponding analysis on the development of wet ash removal technology of dust collector electrode plate from the point of view of patent， focusing on the important node patents of spray method and non-spray method.

Keywords： dust collector; electrode plate; ash cleaning; spray; patent analysis; technology development

1 概述

電除塵器作為一種工業(yè)煙氣除塵凈化設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工等行業(yè)。工業(yè)電除塵器（ESP）種類和結(jié)構(gòu)形式繁多，但都基于相同的工作原理，主要包括電暈放電、粉塵荷電、荷電粉塵在電場中的遷移運動以及被捕集粉塵的清除[1]。在電除塵器中，電極板的清灰效果對電除塵器的除塵效率有著顯著的影響，有效清除電極板捕集的灰塵是保障電除塵器持續(xù)高效地運行的重要環(huán)節(jié)，如果沒有把電極上的積灰清除干凈，將引起供電功率下降從而導(dǎo)致電除塵器的除塵效率降低[2]。

目前市場上電除塵器主要分為干式除塵器和濕式除塵器，兩者的主要區(qū)別在于清灰方式的不同。干式除塵器主要采用機(jī)械振打、聲波吹灰等方式，而濕式除塵器則主要采用濕式清灰方式，其通過顆粒物荷電將灰塵吸附于極板，并通過水流將吸附在極板上的灰塵清除[3]。本文將對電除塵器濕式清灰技術(shù)的專利技術(shù)發(fā)展路線進(jìn)行分析。

2 濕式清灰專利技術(shù)演進(jìn)概況

濕式清灰技術(shù)是指利用清洗液將吸附在極板上的灰塵清除，本小節(jié)通過對濕式清灰除塵技術(shù)的相關(guān)專利文獻(xiàn)進(jìn)行梳理和總結(jié)，得到該技術(shù)的技術(shù)發(fā)展路線演進(jìn)圖如圖1所示。

從圖1中可以看出，濕式清灰技術(shù)主要包括噴淋法和非噴淋法兩大類，噴淋法是利用噴嘴向除塵器內(nèi)噴霧，水滴沉降在收塵級表面，將粉塵一起帶走。而非噴淋法是指采用水滴或溢流等方式在電極板表面形成從上到下連續(xù)不斷的水膜從而將極板上的粉塵帶走。從濕式清灰技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)來看，相關(guān)專利申請主要集中在噴淋法。

3 濕式清灰技術(shù)重要節(jié)點專利

3.1 噴淋法

1960年，GB912391A在電除塵器中設(shè)置了前噴淋沖洗區(qū)和后噴淋沖洗區(qū)，其中后噴淋沖洗區(qū)設(shè)置多個噴頭，一部分橫向噴過電極板，另一部分噴向電極板下方的落灰區(qū)域，最終前后噴淋的水流落入下方的同一個集水容器中。該噴淋清洗方式側(cè)重于側(cè)向噴淋沖洗，存在噴淋區(qū)域范圍有限以及噴淋不均勻的問題。

1969年，US3464185A中公開了一種頂部噴淋清灰技術(shù)，其在電極板上方沿橫向延伸設(shè)置噴淋管，噴淋管下方均勻設(shè)置多個噴淋孔，噴淋孔側(cè)邊配合設(shè)置有傾斜的擋板，噴淋管能夠繞軸向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對每一塊電極板以及電極板整個表面的噴淋清洗。這種方式對電極板的覆蓋范圍以及噴淋均勻性有所提高，但仍然存在噴淋死角。

1973年，US3958960A中公開的噴淋方式，沿?zé)煔饬鲃臃较蛟陔姌O板組前、兩組電極板之間以及電極板組后的空間中布置多組豎向延伸的隔板，并沿隔板的豎直方向設(shè)置多組噴頭，同時在電極板區(qū)域的頂部、側(cè)部也布置多個噴頭，從而大大提高了噴淋覆蓋的范圍，噴淋清灰效果得到極大的提高。然而由于設(shè)置了多組噴頭，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，噴淋點較多，大量噴頭置于煙氣高溫環(huán)境中，容易損壞，且清洗水耗用量較大。

1978年，JPS5327285U中在電極板頂部設(shè)置噴頭，沿電極板高度方向分段設(shè)置橫向延伸的棚板，棚板上設(shè)置有間隔布置的狹縫，使得噴淋水沿電極板往下流動時每經(jīng)過一段距離即可將噴淋水匯聚并進(jìn)行重新分布，從而提高了噴淋水下落過程中在電極板上的分布均勻性，其不用在煙氣環(huán)境中設(shè)置大量噴頭即可實現(xiàn)噴淋水的均勻分布。然而，這種鋼結(jié)構(gòu)由于水膜經(jīng)過多道棚板的阻擋，容易堵塞棚板上的孔導(dǎo)致清灰失效。

1985年，US4646769A中在電極板之間懸掛可沿垂直方向上下移動的橫向清洗管道，管道兩側(cè)面設(shè)置有多個高壓液體噴頭，利用高壓噴頭向兩側(cè)的電極板噴射高壓清洗液。這種移動式的噴淋清洗裝置簡化了噴淋結(jié)構(gòu)且同時擴(kuò)大了噴淋液的覆蓋范圍、提高了噴淋的均勻性。

1994年的JPH0847654A、1996年的JPH10165840A以及1999年的JP2001087676A也同樣采用了可動式噴淋清洗結(jié)構(gòu)，JPH0847654A將噴淋管設(shè)為T形管結(jié)構(gòu)，橫管部分具有噴水縫，該T型管可沿電極板布置方向往復(fù)運動，且可繞橫管的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動。JPH10165840A在與電極板平行的位置沿橫向懸掛多排噴霧裝置，每排噴霧裝置中沿豎直方向設(shè)置多個回轉(zhuǎn)式噴霧器，每個噴霧器上沿不同方向設(shè)置有多個噴頭，實現(xiàn)全方位無死角噴淋。JP2001087676A在電極板前、后以及兩排電極板之間的空間沿電極板側(cè)邊豎直方向設(shè)置兩個可旋轉(zhuǎn)清洗軸，每個清洗軸沿橫向設(shè)置多個高壓噴出部，每個高壓噴出部沿周向設(shè)置多個噴頭，通過軸的旋轉(zhuǎn)使得每根清洗軸負(fù)責(zé)靠近其兩側(cè)區(qū)域的電極板的清洗。

到本世紀(jì)中，我國在噴淋式清灰技術(shù)的清洗均勻性、節(jié)水性也作了較多改進(jìn)，例如，2012年的CN102671767A中在工藝水管上設(shè)置主噴嘴和指向性噴嘴，通過指向性噴嘴朝靠近殼體側(cè)壁與殼體側(cè)壁相對的集塵板面上噴射清灰水，使該面能形成均勻完整液膜覆蓋。2014年CN104259006A中公開了一種間歇噴淋沖洗系統(tǒng)，其陰極、陽極噴淋沖洗噴嘴均采用間歇噴淋的沖洗方式，陰、陽極沖洗層之間，以及陰極沖洗層各分區(qū)之間、陽極沖洗層各分區(qū)之間均可相互錯開進(jìn)行沖洗，或同時沖洗，在保證噴淋覆蓋均勻性的同時降低了耗水量。

3.2 非噴淋法

1969年，DE1457087A1中采用了溢流法進(jìn)行水沖洗，其進(jìn)水管從除塵器兩側(cè)供水，水能夠在除塵電極之間上方的罩體內(nèi)溢出從而沿每個電極以水膜的形式下落。

1978年，US4189308A則將每塊電極板采用空心管道懸掛，在管道中通水，管道與電極板兩側(cè)接觸的部位開設(shè)溢水縫，從而使得每塊電極板的兩側(cè)形成均勻下落的水膜，其相對于溢流法提高了水膜的均勻性且更便于控制水量。

1987年，JPS63182053A采用滴淋法，在除塵電夾板頂部設(shè)置多根平行設(shè)置的多孔管，多孔管的下方設(shè)置有多孔板，將多孔管中落下的清洗液在多孔板上重新分布并經(jīng)多孔板上的孔落下對下方的電極板進(jìn)行噴淋清洗，清洗后的液體在集液槽中經(jīng)過濾再返回至頂部的噴淋板中。由于采用多孔板進(jìn)行了清洗液的進(jìn)一步分配，使得滴淋更為均勻。

2001年，JP2002224588A對設(shè)置在電極板上方的水管構(gòu)造進(jìn)行改進(jìn)，將其設(shè)置成五邊形，管體下部形成縮口并采用與縮口處管臂螺栓連接的兩塊擋板與電極板夾設(shè)形成出水狹縫，管體內(nèi)設(shè)置有多個帶有通孔的增強(qiáng)板，即使在較高流速下也能夠形成均勻可靠的液膜，大大提高了液膜形成的穩(wěn)定性。

2007年，JP2008212846A在極板上方用于滴淋的水管中同軸設(shè)置進(jìn)水管道，管道設(shè)置有噴頭，可以穩(wěn)定快速地形成水膜，且沖洗水的流量具有較好的調(diào)節(jié)性能，提高了滴淋法形成水膜的穩(wěn)定性。

2013年，CN103586135A采用耐高溫、耐腐蝕材料制成收塵極板，布水管路設(shè)置在極板內(nèi)部，極板表面貼有纖維編制薄膜，利用毛細(xì)作用在極板表面形成完整均勻的清灰水膜，避免二次揚塵。這種結(jié)構(gòu)通過對極板構(gòu)造的改進(jìn)，不需要特別考慮淋水結(jié)構(gòu)的改善即能提高水膜覆蓋的均勻性。

2015年，CN205164968U設(shè)置了由輸水管、均流管、雙層對稱波紋面極板組成的清洗結(jié)構(gòu)，清洗水通過輸水管滴淋或溢淋到雙層波紋面極板上部的均流管頂端，由均流管將水滴均分到雙層波紋面極板的兩表面，在極板上形成的水膜均勻、清洗徹底。由于對極板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，大大提高了水膜的均勻性。

4 結(jié)束語

由本文的上述分析可知，由于濕式清灰技術(shù)中，噴淋的均勻性、覆蓋面以及水膜形成的均勻性、穩(wěn)定性等是影響其清灰效率的關(guān)鍵因素。水流稍有不均勻，就會在極板上造成局部的干區(qū)，干濕交界處會出現(xiàn)粉塵堆積，因此，無論是噴淋法還是非噴淋法，相關(guān)專利申請的改進(jìn)均主要圍繞清洗液分布的均勻穩(wěn)定及可靠性進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

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