[发明专利]一种半湿式静电除尘器

说明书

技术领域

本发明涉及一种半湿式静电除尘器，属于电除尘、废气治理和环境保护技术领域。

背景技术

随着我国经济的高速发展，我国大中城市、经济发达地区和基础工业密集区域的灰霾空气污染日渐严重。随着我国对于SOx和NOx排放的限制日趋严格、相关环保技术和装置不断投入使用，我国大气环境中SOx和NOx的污染物排放总量增幅放缓，然而，从目前的监测结果看，我国长三角、珠三角和京津冀各片区的灰霾污染反而日趋严重，已经严重威胁到了民众的身体健康和经济的可持续发展。随着当前对于灰霾污染溯源研究的深入，人们已经发现，当前中国大气灰霾中PM10颗粒份额日渐减小，PM2.5甚至PM1.0颗粒大大增加，这些颗粒大多源于VOCs、NOx和SO₂的多重排放的耦合作用，其消光能力强、毒性大，已经成为我国最为严重的大气环境污染问题。

由于治理工业气体排放涉及到众多污染行业，其治理难度非常大，因此很多专家认为，大气空气质量的改观起码需要十年才能看到好转，因此，对室内空气的净化目前成为保护我国民众人身健康最有效和最直接的手段。

针对室内空气净化的除霾方案一般选择HEPA过滤膜，这是一种非常高效的空气过滤材料，甚至可以去除PM1.0以下的微细颗粒，是目前最成熟也最广泛使用的空气净化方法，然而，这种方法的缺点也是显而易见的，HEPA膜的空气阻力很大，因此为了获得足够的风量，HEPA一般需要配备较大的风机，这带来了更大的电耗和噪音；此外，HEPA在有效过滤了粉尘颗粒后，大量附着在粉尘颗粒表面的细菌也会在HEPA表面繁殖，因此HEPA必须定期更换，对于空气污染严重的区域，HEPA的寿命很短，这都带来了更高的成本。

采用电除尘的方案进行室内空气净化的技术也有一定的应用，该技术方案模仿工业电除尘的装置：先使用电晕极对气流中颗粒进行荷电，再利用电性相反的收尘极对颗粒进行捕捉。该方法由于没有任何滤过材料，因此气阻很低，很容易实现大风量的空气处理，但其缺点也是很明显的：第一，这种方法中电晕极有产生臭氧二次污染的可能；第二，单区电场已经被证明对于PM2.5及以下颗粒非常低效；第三，多区电场被证明对于粘稠颗粒(如香烟烟雾)具有一定效果，但对于干燥的微细颗粒效果不佳，主要原因是微细颗粒荷载电荷量少，且容易失去电荷而离开除尘极，因此单一使用普通电除尘的技术方案难以实现对室内空气中微细颗粒的充分净化。

湿式电除尘是在干式电除尘基础上逐渐发展成熟的一项新型除尘技术，该技术与干式电除尘不同的地方是通过溢流或喷雾的方法在集尘极板面上形成一层流动的水膜，任何因为静电力而到达收尘极表面的颗粒都会被水膜捕捉，所以这种方法极大的提高了电除尘方法对于微细颗粒的捕捉效果。然而由于同样使用高压静电，所以电晕极和收尘极之间必须间隔足够大，两者的排布也非常讲究，以避免发生电击穿的事故。因此这种技术方案在对设备体积和安全性要求极端苛刻的家用空气净化领域尚没有取得应用。

采用水洗的方法去除室内空气中的颗粒也是一种已投入应用的技术方案，该方案是将空气吹过较大的湿润表面，将其中的颗粒粘附在固体表面上，再通过水洗的方法将颗粒去除。这种方案对于较大的灰尘颗粒、纤维和花粉有一定作用，但对于目前我国空气中的PM2.5甚至以下的颗粒则非常低效，因为这些微细颗粒随空气流动性非常好，利用惯性分离的方法几乎不能加以去除。

喷雾水洗也是去除室内空气中微细颗粒的备选方案，该方案是用喷嘴将水喷出雾化，雾化的小雾滴对和空气接触时对其中的颗粒物进行捕捉，最后在通过除雾将空气中颗粒物去除。这种方法很类似自然大气中降雨消霾的过程，但其缺点也非常明显：第一，这种方法需要使用喷嘴，需要一定压力的液体或气体，这会带来额外的设备投资，也带来一定的噪音；第二，这种方法会引发室内空气“过度加湿”的问题，在湿度较高的雨季会使人感到不适；第三，用于喷雾的洗涤水往往是普通的自来水，对于含有矿物质较多的水而言，喷雾会强制水份蒸发，导致水中矿物质变为空气中的尘埃颗粒，增大室内颗粒物浓度。