[发明专利]一种除导电粉尘的装置、方法及其用途

说明书

本发明涉及一种除导电粉尘的装置、方法及其用途，所述装置包括通过花板互相隔离的净气室和除尘室；所述除尘室中设有多孔金属过滤管；所述多孔金属过滤管的底端封口，顶端与花板之间通过法兰与所述法兰之下的绝缘垫件实现气体密封和电绝缘；所述法兰的外侧和所述法兰以下10～20cm的多孔金属过滤管外侧均涂覆有绝缘涂层；所述多孔金属过滤管通过外部高压电源进行荷电。此装置兼具多孔金属过滤管耐温高、强度好、可焊接的优势，且清灰容易，气阻随粉饼增厚而上升的速度较慢，是具有低气阻、高通量的高效除尘装置；绝缘涂层解决了多孔金属过滤管和除尘滑板之间的绝缘，提高除尘效率和安全性，非常适于非腐蚀性气氛下的导电粉尘的去除和收集。

技术领域

本发明涉及有色冶金技术领域，尤其涉及一种除导电粉尘的装置、方法及其用途。

背景技术

在有色冶金领域存在众多需要在高温下去除导电粉尘的工业需求，例如氮气下将铝业喷雾制备超细铝粉、转炉炼铜等等。这些场合急需能够耐受高温且能够充分除尘的可靠技术。此外，由于粉尘具有较高附加值，除尘的效果必须稳定可靠。

目前工业除尘领域已经有了很多成熟技术，例如：机械除尘、湿法除尘、袋式除尘、电除尘以及静电布袋复合除尘等等。机械除尘是利用降尘室、旋风分离器等机械装置进行除尘的方法，湿法除尘是利用喷淋塔、水膜除尘器或文丘里除尘器进行除尘的方法，常见于处理尘埃颗粒尺寸较大的气体，对于需要去除微细颗粒且气体温度较高的场合，机械除尘和湿法除尘都难以胜任。

袋式除尘的除尘效率很高，对粉尘的粒径范围波动的耐受性好，即使微细的粉尘也可成功获得很高的截留率，然而，袋式除尘的压降较大，对于风机等气体传输设备的动力载荷要求高，此外，目前常见的布袋难以耐受高温，对于废气中含有红热颗粒和引燃颗粒的烧结烟气而言，使用布袋除尘常常发生“烧袋”事故。此外，常见的工业废气处理工段，废气的压力很低，对于压降较大的袋式除尘，常常需要提高风机压头来应付布袋的压降，甚至需要重新选购风机。在通过喷雾法生产超细铝粉的工业装置中，袋式收尘是获取产品铝粉的唯一方法，然而随着对铝粉的超细化，粉饼阻力上升很快，需要频繁对布袋进行再生。

电除尘也是当前非常常用和高效除尘手段，该方法是首先对气体中的粉尘荷电、而后通过电场力将其从气流中去除并固定在电极板表面的除尘方法。该方法可用于高温废气处理，且只有很小的压降阻力，但其缺点在于对粉尘的导电率、气体湿度都有一定要求，导电的粉体即使落在收尘极板上也会很快失去电荷并重新荷载相反电荷，进而被弹出收尘极板，所以电除尘是无法去除导电粉尘的。此外，电除尘的电晕极是在频繁产生火花的情况下工作的，因此当气氛中含有氧气时，有发生粉尘爆炸的潜在危险。另外，电除尘器能否成功荷电和气体的成分关系很大，对于气体成分主要为氮气且氧气含量很少的情况，电除尘器是不能有效对粉尘荷电的。

目前利用金属粉末压制成型的多孔金属过滤管的制备已经非常成熟，中国钢铁科技集团有限公司已经具备多孔金属过滤板、过滤管的大规模生产能力，所生产的过滤管在煤气化、煤液化、有色冶金、高温除尘领域取得工业应用，这类多孔金属过滤管具有强度好、不易断裂、可焊接等诸多优点，但其缺点也很明显，第一，过滤管为均质材料，很难获得梯度孔隙，因此微细粉尘容易钻进管体内部而导致堵塞，第二，过滤管压降较大，尤其在过滤微细粉尘时过滤压降上升较快，第三，金属管不耐腐蚀，除尘气体中含有腐蚀性组份时，金属管常常因为腐蚀而导致堵孔。

本研究团队曾利用表面导电的陶瓷过滤管为过滤介质，开发了一种用于导电粉尘的除尘方法并公开在CN105149092A中，所采用的技术手段主要是在陶瓷管表面的导电过滤层上荷载高电压，当导电粉尘到达导电陶瓷管表面时，粉尘会被导电陶瓷管荷电，带电的导电粉尘之间因为静电相斥的作用而在陶瓷管表面形成疏松的粉饼，从而大大降低粉饼的过滤压降。然而实践该技术方案也遇到了一定的操作困难，首先，导电陶瓷管脆性大，其长度难以超过2m，导致除尘器占地较大；第二，导电陶瓷管强度差，不耐磕碰，给安装过程造成了较大困难；第三，由于外接高压电源的引入线在除尘器含导电粉尘的一侧，很容易在穿墙瓷件上沉积导电粉尘，从而导致高压电与接地的设备壳体导通，进而发生电击穿事故。