[实用新型]稀土钨热电子发射式高温静电除尘器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃煤烟气除尘设备，具体说是一种稀土钨热电子发射式高温静电除尘器。

背景技术

在煤的高效、清洁燃烧技术方面，现有技术流行的方法是利用先进的燃煤联合循环发电技术，诸如：整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术，增压流化床燃烧(PFBC)联合循环发电技术等等，在这些技术中，高温粗煤气(烟气)在进入燃气轮机之前，必须经过除尘净化以达到其叶片保护标准后，才能使用。它不仅是燃气轮机安全可靠运行和延长其使用寿命的前提，也使得排放后的污染物大大减少，有着重要的环保意义。进入燃气轮机的烟气温度越高，系统的热效率和总效率越高。因此，欧美等发达国家都将高温煤气(烟气)净化技术视为燃煤联合循环发电能否真正实现商业化以及技术升级的关键技术之一。作为高温净化技术的一项主要内容，高温除尘技术不仅是发展当前IGCC、PFBC的关键，对于开发更先进的燃煤联合循环发电技术尤为重要。此外，在化工领域，某些干燥系统以1100℃左右的高温烟气作为介质对物料进行直接干燥，含有杂质的高温烟气必须经过净化后才能投入使用。

迄今为止，现有高温除尘技术主要包括：静电除尘、旋风除尘、陶瓷过滤除尘、金属毡过滤除尘和移动颗粒层过滤除尘等。静电除尘技术具有压力降损失低，无堵塞，处理烟气量大，除尘效率尤其对细颗粒捕集效率高等优点。传统的静电除尘器均为基于高电压电晕放电的电晕式静电除尘装置，它适合在450℃以下的中低温环境下工作。在高温状态下其电晕运行的电压范围缩小，电晕现象难以维持；由于它的操作电压高(高达50-100KV)，因而在高温状态下电绝缘问题难以解决。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种稀土钨热电子发射式高温静电除尘器。采用稀土钨复合功能材料制成热电子发射阴极，利用高温烟气本身的热量或其它加热方式使阴极温度增加而发射出电子，使粉尘颗粒荷电，然后通过电场力的作用将其从烟气中分离出来并捕集。

本实用新型稀土钨热电子发射式高温静电除尘器，包括除尘器壳体、稀土钨发射阴极杆和稀土钨收尘阴极杆；除尘器壳体依次由进气段、荷电区、收尘区和排气段构成；进气段设有进气口，出气段设有出气口；荷电区内悬吊所述稀土钨发射阴极杆，收尘区内悬吊所述稀土钨收尘阴极杆；荷电区和收尘区的下部均设有集灰漏斗口。

所述荷电区内悬吊所述稀土钨发射阴极杆和收尘区内悬吊所述稀土钨收尘阴极杆，是：稀土钨发射阴极杆和稀土钨收尘阴极杆用不锈钢吊杆分别悬吊在荷电区和收尘区的中心，均沿除尘器壳体轴向设置。

为解决高温电绝缘问题，所述锈钢吊杆均套装刚玉瓷质套管，与除尘器壳体绝缘。

其工作过程是：

荷电区的最高工作温度为1200℃；在荷电区，稀土钨发射阴极杆均匀地向四周发射热电子。为确保在较大温度区间内热电子的稳定发射，发射极与电源阴极相连，荷电电压控制在0-3000V之间；在收尘区，稀土钨收尘阴极杆与电源阴极相连，收尘电压控制在6000-20000V；除尘器壳体的外壁接地，作为荷电区与收尘区的阳极。

稀土钨发射阴极被加热后，发射出大量的电子，并在电场力的作用下由阴极向除尘器壳体内壁作定向运动。高温含尘烟气流由进气口轴向进入荷电区，烟气中的粉尘捕捉负离子或自由电子而荷电，荷电粒子进入收尘区后，在电场力的作用下移向除尘器壳体内壁，到达内壁的尘粒在重力作用下落入集灰漏斗口。

本实用新型采用稀土钨复合功能材料制成热电子发射阴极，利用高温烟气本身的热量或其它加热方式使阴极温度增加而发射出电子，使粉尘颗粒荷电，然后通过电场力的作用将其从烟气中分离出来并捕集。一方面有效地利用了烟气废热，节约能源；另一方面由于它发射电流密度高(比电晕式静电除尘器高2个数量级以上)，因而对尘粒尤其是细小颗粒的捕捉效率大大提高。此外，它的操作电压较低，高温电绝缘问题容易解决，提高了设备运行的稳定性和可靠性。有效地利用了烟气废热，节约能源。由于稀土钨材料具有良好的耐高温特性，稀土钨热电子发射式高温静电除尘器的工作温度可达1200℃。

附图说明

图1是本实用新型稀土钨热电子发射式高温静电除尘器剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型做详细说明。

实施例

如图1所示，稀土钨热电子发射式高温静电除尘器，包括除尘器壳体、稀土钨发射阴极杆1和稀土钨收尘阴极杆2；除尘器壳体依次由进气段3、荷电区4、收尘区5和排气段6构成；进气段设有进气口7，出气段设有出气口8；稀土钨发射阴极杆用不锈钢吊杆悬吊在荷电区的中心，沿除尘器壳体轴向设置。为解决高温电绝缘问题，不锈钢吊杆均套装刚玉瓷质套管，与除尘器壳体绝缘。稀土钨收尘阴极杆用不锈钢吊杆悬吊在收尘区的中心，沿除尘器壳体轴向设置。为解决高温电绝缘问题，所述不锈钢吊杆均套装刚玉瓷质套管，与除尘器壳体绝缘。荷电区设有一个集灰漏斗口9，收尘区的下部设有若干个集灰漏斗口9。