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申请/专利权人：华中科技大学

摘要：本发明公开了一种模块化的工业烟气净化装置，包括：烟气冷却模块B、烟气净化模块A，支撑柱C和气流密封结构；烟气冷却模块B置于气流方向前端，用于冷却气流；烟气净化模块A设置在烟气冷却模块B顶部，用于实现对烟气气流的净化和气水分离；烟气冷却模块B底部通过支撑柱C安装在烟道出口D的顶部，且烟气冷却模块B和烟道之间的空隙通过气流密封结构包裹，防止置未经净化的烟气直接排出。本发明可以有效实现工业废气排放通道内含水烟气的气水分离以及对气流内部颗粒物的收集，相较传统的物理吸附的方法，由于不阻塞气流通道，其对通道气流的气压降影响极低；适于在工厂烟气排放口等恶劣作业环境下应用。

主权项：1.一种模块化的工业烟气净化装置，其特征在于，用于工业废气排放通道内含水烟气的气水分离以及对气流内部颗粒物的收集，包括：烟气冷却模块（B）、烟气净化模块（A），支撑柱（C）和气流密封结构；所述烟气冷却模块（B）置于气流方向前端，用于冷却气流；所述烟气净化模块（A）设置在所述烟气冷却模块（B）顶部，用于实现对烟气气流的净化和气水分离；所述烟气冷却模块（B）底部通过所述支撑柱（C）安装在烟道出口（D）的顶部，且所述烟气冷却模块（B）和烟道之间的空隙通过所述气流密封结构包裹，防止置未经净化的烟气直接排出；所述烟气冷却模块（B）包括：冷却排（B2）；所述冷却排（B2）伸入现有烟道中；所述烟气净化模块（A）包括：高压电极单元、地电极单元、净化气流屏蔽结构（A3）、支撑绝缘子（A4）、回收槽（A5）和负极性直流高压电源（A6）；所述高压电极单元与所述负极性直流高压电源（A6）可靠连接；所述高压电极单元包括多个阵列排布的片状高压电极（A1），每个片状高压（A1）的两端均通过所述支撑绝缘子（A4）固定设置在所述净化气流屏蔽结构（A3）内部；所述地电极单元包括多个平板状地电极（A2），每个平板状地电极（A2）均与所述净化气流屏蔽结构（A3）连接，且各个平板状地电极（A2）分别与各个片状高压电极（A1）交替放置；且每个平板状地电极（A2）和所述净化气流屏蔽结构（A3）可靠接地；所述回收槽（A5）设置在所述地电极单元底部，用于收集废液废渣；所述烟气冷却模块（B）包括：冷却气流屏蔽结构（B1）和冷却排（B2）；所述冷却排（B2）设置于所述冷却气流屏蔽结构（B1）内部，可选择风冷或者水冷，冷却气流或水流自冷却通道流入时，通过在冷却排中的循环后从冷却通道流出。

全文数据：一种模块化的工业烟气净化装置技术领域[0001]本发明属于尚电压技术和静电集尘领域，更具体地，涉及一种模块化的工业烟气净化装置。背景技术[0002]在工业生产制造领域，工业三废的处理对于自然环境保护有着关键影响。其中，工业废气往往夹杂着有害的水汽和颗粒物，其气流成分复杂、灵活度高、排放量大，因此对于工业废气的处理尤为重要。[0003]传统对于工业废气的处理方法有物理吸附法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、静电集尘法等。其中物理吸附法一般采用活性炭等表面疏松多孔材料，其布局位置需要垂直于气流方向，造成较大的气压降，进而增加排风扇等设备的作业负担，同时吸附材料需要定期更换，维护成本较高;催化氧化法和酸碱中和法利用特定的化学反应对废气进行处理，一般针对特定的一种或几种有害物质，收集对象受限，同时无法进行有效的气水分离；传统静电集尘法电极结构一般为线板式，同时需要增加专用的净化通道，装置体积较大，应用场合灵活性较差。发明内容[0004]针对现有工业废气处理方法的缺点或者局限性，本发明提供了一种模块化的工业烟气净化装置，旨在解决现有技术中由于传统静电集尘法电极结构为线板式，同时需要增加专用的净化通道，导致装置体积较大，应用场合灵活性较差的技术问题。[0005]本发明提供了一种模块化的工业烟气净化装置，包括:烟气冷却模块B、烟气净化模块A，支撑柱C和气流密封结构;所述烟气冷却模块B置于气流方向前端，用于冷却气流;所述烟气净化模块A设置在所述烟气冷却模块B顶部，用于实现对烟气气流的净化和气水分离;所述烟气冷却模块B底部通过所述支撑柱C安装在烟道出口D的顶部，且所述烟气冷却模块B和烟道之间的空隙通过所述气流密封结构包裹，防止置未经净化的烟气直接排出。[0006]本发明在进风口处设置冷却模块，使得气流所含水蒸气快速冷却以水汽颗粒的形式混杂于气流中，便于在电极的静电场中进行气水分离与收集。冷却结构可以选择强制风冷和水冷等多种结构。冷却模块可单独设置，也可直接将冷却排伸入现有烟道，同时也可采用延长烟道的方案完成气流冷却。[0007]在本发明实施例中，烟气冷却模块B可单独设置，烟气冷却模块B包括:冷却气流屏蔽结构B1和冷却排B2;所述冷却排B2设置于所述冷却气流屏蔽结构B1内部，当冷却气流或水流自冷却通道流入时，通过在冷却排中的循环后从冷却通道流出。[0008]在本发明实施例中，烟气冷却模块B也可直接将冷却排伸入现有烟道，免于设置新的冷却气流屏蔽结构。[0009]在本发明实施例中，还可采用延长烟道的方案完成气流冷却。[0010]更进一步地，烟气净化模块A包括:高压电极单元、地电极单元、净化气流屏蔽结构A3、支撑绝缘子A4、回收槽A5和负极性直流高压电源A6;所述高压电极单元与所述负极性直流高压电源A6可靠连接;所述高压电极单元包括多个阵列排布的片状高压电极A1，每个片状高压A1的两端均通过所述支撑绝缘子A4固定设置在所述净化气流屏蔽结构A3内部;所述地电极单元包括多个平板状地电极A2,每个平板状地电极A2均与所述净化气流屏蔽结构A3连接，且各个平板状地电极A2分别与各个片状_压电极A1交替放置;且每个平板状地电极A2和所述净化气流屏蔽结构A3可靠接地;所述回收槽A5设置在所述地电极单元底部，用于收集废液废渣。[0011]更进一步地，片状高压电极A1包括:高压极板Alb和多个放电电极片Ala;所述高压极板Alb的两端分别连接所述支撑绝缘子A4,每个放电电极片Ala沿气流方向与高压极板Alb焊接，且多个放电电极片Ala沿垂直于气流方向形成阵列。其中，高压电极由高压极板和放电电极片组成，其沿垂直于其气流方向阵列布置，增加高压极板和气流的接触面积，增加气流所含颗粒物的极化几率，放电电极片与地电极相对一侧为刀刃装结构，易于产生电晕；放电电极片与高压极板直接硬连接，保证其电位均匀分布。[0012]更进一步地，电极结构更换容易，可以根据应用场合灵活选择电极结构，可采用线线式，线网式，线板式，片网式，片板式等多种电极结构。[0013]更进一步地，所述回收槽A5的材料为绝缘材料。[00M]更进一步地，所述冷却排B2的材料为具有工业防锈涂层的铝排。[0015]本发明采用模块化设计，易于安装，可以根据需求安装多层装置增强净化效果•，可以根据烟道形状灵活调整净化装置的外壳，应用范围广。[0016]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：[0017]1本发明提供的模块化工业烟气净化装置基于电晕放电原理产生带电粒子，促使水汽颗粒、固体颗粒物极化，并吸附收集。由于无需阻塞风道，极板的摆放位置平行于气流，产生的气压降远低于物理吸附收集方法，进而降低排风系统的负载压力和功率，降低净化系统的损耗。[0018]⑵本发明提供的模块化工业烟气净化装置，采用片板式放电结构，相较于传统静电集尘装置，片状放电电极刚度强于普通线状放电电极，避免线状放电电极因打结或弯曲引起的先导放电，但拥有现状放电电极起晕电压较低的优点，同时相较于芒刺状放电电极，其电晕分布较为均匀，产生带电粒子较多，收集效率高。[0019]3本发明提供的模块化工业烟气净化装置，由于放电区域前端设置有冷却模块，使得气流所含水蒸气快速冷却以水汽颗粒的形式混杂于气流中，便于在电极的静电场中进行气水分离与收集。冷却结构可以选择强制风冷和水冷等多种结构。同时相较于传统静电集尘装置，无需设置专门的冷却风道，有效缩减净化装置的体积。[0020]4本发明提供的模块化工业烟气净化装置，采用模块化的结构设计，易于安装，可根据需求安装多层装置增强净化效果，可根据烟道形状调整净化装置的外形，可以直接安装在排气烟肉口顶部，无需额外设置净化通道。[0021]5本发明提供的模块化工业烟气净化装置，由于其基于电晕放电电场使得颗粒荷电的运行原理，相较传统物理吸附式的净化装置，无需频繁更换滤网或者吸附材料，维护成本较低。同时由于其运行时电晕放电电场均匀，其起晕电压较低，产生的漏电流小，因此功耗低。由此，本发明运行成本和维护成本均远低于传统工业废气净化装置。附图说明[0022]图1为本发明提供的模块化工业烟气净化装置基本方案图；[0023]图2为本发明提供的模块化工业烟气净化装置电极结构示意图；[0024]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:A为烟气净化模块，A1为片状高压电极、Ala为放电电极片、Alb为高压极板、A2为平板状地电极、A3为净化气流屏蔽装置、A4为支撑绝缘子、A5为回收槽、A6为负极性直流高压电源HVPS;B为烟气冷却模块、B1为冷却气流屏蔽装置、B2为冷却排;C为支撑柱、D为烟道出口示意。具体实施方式[0025]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。[0026]本发明提供了一种模块化工业烟气净化装置，可以有效实现工业废气排放通道内含水烟气的气水分离以及对气流内部颗粒物的收集，相较传统的物理吸附的方法，由于不阻塞气流通道，其对通道气流的气压降影响极低;采用片板式电极结构，起晕电压更低，且电晕分布更加均匀，高压电极和地电极之间的静电场分布畸变较小，对于极化后的水汽颗粒吸附效率更高；同时，由于整个装置利用静电吸附的原理，漏电流很小，进而功耗很小，维护成本较低，适于在工厂烟气排放口等恶劣作业环境下应用;此外，装置采用模块化设计，易于安装，可以直接安装在排气烟囱口顶部，同时也可根据需求安装多层装置增强净化效果。[0027]本发明提供的模块化工业烟气净化装置包括:烟气冷却模块B、烟气净化模块A，支撑柱C和气流密封结构；其中，烟气冷却模块B置于气流方向前端，起到冷却气流作用，烟气冷却模块B顶部安装烟气净化模块A，完成对烟气气流的净化和气水分离。烟气冷却模块B和烟气净化模块A组成整个烟气净化装置主体，通过支撑柱C安装在烟道出口D顶部，装置主体和烟道之间的空隙通过气流密封结构包裹，防止未经净化的烟气直接排出。[0028]其中，烟气冷却模块B包括:冷却气流屏蔽结构B1、冷却排B2。冷却排B2安装于冷却气流屏蔽结构B1内部，根据实际使用环境，选择强制风冷或者水冷，其冷却气流或者水流自冷却通道流入，完成在冷却排中的循环之后从冷却通道流出。[0029]其中，烟气净化模块A包括:净化气流屏蔽结构A3、片状高压电极A1、平板状地电极A2、支撑绝缘子A4、回收槽A5、负极性直流高压电源A6;片状高压A1通过支撑绝缘子A4固定在净化气流屏蔽结构A3内部，平板状地电极A2同净化气流屏蔽结构A3硬连接或者焊接，同时与片状高压电极A1交替放置。整个装置采用特殊的片板式双电极电晕放电结构，起晕电压较低且电晕分布较为均匀，产生带电粒子较多。[0030]其中，片状高压电极包括放电电极片Ala和高压极板Alb，放电电极片Ala沿气流方向同高压极板Alb焊接，同时沿垂直于气流方向多组阵列，增加高压极板和气流的接触面积，进而增加气流所含颗粒物的极化几率，放电电极片与地电极相对一侧为刀刃装结构，易于产生电晕;放电电极片与高压极板直接硬连接，保证其电位均匀分布，同时尽可能消除因放电电极片过薄而自身弯曲造成的电场不均匀现象；[0031]其中，片状高压电极A1整体同负极性直流高压电源A6可靠连接，平板状地电极A2和净化气流屏蔽结构A3可靠接地。[0032]本发明采用片板式电极结构，起晕电压更低，且电晕分布更加均匀，高压电极和地电极之间的静电场分布畸变较小，对于极化后的水汽颗粒吸附效率更高；同时，由于整个装置利用静电吸附的原理，漏电流很小，进而功耗很小，维护成本较低，适于在工厂烟气排放口等恶劣作业环境下应用；此外，装置采用模块化设计，易于安装，可以直接安装在排气烟囱口顶部，同时也可根据需求安装多层装置增强净化效果，同时，放电区域底部设有冷却模块，将烟道高温气体中水蒸气冷却至液滴颗粒形态，便于极化荷电后进行水气分离。[0033]在本发明实施例中，由于冷却气流屏蔽结构B1、净化气流屏蔽结构A3、片状高压电极A1、平板状地电极A2长期与工业烟气接触，必须考虑排放烟气中有害或腐蚀性物质对于材料的影响;此外，由于需要通过电晕放电产生可靠的静电场，因此必须保证片状高压电极A1和平板状地电极A2的优良导电性，因此上述部件均选择不锈钢材料。冷却排B2起到冷却气流作用，因此需要制成多排阵列结构，因此在保证材料易加工性、延展性同时尽可能轻量化。考虑实际应用场合，选择有工业防锈涂层的铝排作为散热排材料。所述回收槽A5在回收废液残渣的同时起到隔离烟气净化模块和烟气冷却模块的作用，因此采用绝缘材料。[0034]在本发明提供的工业烟气净化装置中，烟道排除的废气气流首先通过烟气冷却模块B，经由其内部的冷却排B2冷却，使得气流中混杂的气态水冷凝成雾化的微小液滴形态，便于在片状高压电极A1和平板状地电极A2所在的放电区域极化荷电之后被地电极收集，完成气流中的气、水分离。[0035]在本发明提供的工业烟气净化装置中，其基本原理为，片状高压电极A1的高压极板Alb同负极性直流高压电源相连接，负极性直流高压电源选用-100kV2kW直流高压电源，净化气流屏蔽装置A3与平板状地电极A2相连并可靠接地，片状高压电极A1的放电电极片Ala同平板状地电极A2之间发生电晕放电，产生大量带电粒子;工业废气中的颗粒物或者水汽颗粒通过电晕放电区域时被极化，从而对外显负电性，在静电场的作用下趋向于平板状地电极A2运动，并被平板状地电极A2收集，完成废水废渣同气流的分离净化。[0036]在本发明提供的工业烟气净化装置中，由于平板状地电极A2表面设有清洁装置，同时底部设置有回收槽A5,便于及时清洁极板并将收集到的废液废渣及时导出；[0037]本发明提供的工业烟气净化装置采用模块化设计，易于安装，可以根据需求安装多层烟气净化模块A以增强净化效果、或安装多层烟气冷却模块B以增强冷却效果。整个装置可以直接安装在排气烟囱口D顶部，无需额外设置净化通道；同时，可以根据烟道形状灵活调整净化气流屏蔽装置A3和冷却气流屏蔽装置B1，应用范围较广。[0038]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种模块化的工业烟气净化装置，其特征在于，包括:烟气冷却模块B、烟气净化模块A，支撑柱C和气流密封结构；所述烟气冷却模块B置于气流方向前端，用于冷却气流；所述烟气净化模块A设置在所述烟气冷却模块B顶部，用于实现对烟气气流的净化和气水分离；所述烟气冷却模块B底部通过所述支撑柱C安装在烟道出口d的顶部，且所述烟气冷却模块B和烟道之间的空隙通过所述气流密封结构包裹，防止置未经净化的烟气直接排出。2.如权利要求1所述的工业烟气净化装置，其特征在于，所述烟气冷却模块B包括:冷却排B2;所述冷却排B2伸入现有烟道中。3.如权利要求1所述的工业烟气净化装置，其特征在于，所述烟气冷却模块B包括:冷却气流屏蔽结构B1和冷却排B2;所述冷却排B2设置于所述冷却气流屏蔽结构B1内部，可选择风冷或者水冷，冷却气流或水流自冷却通道流入时，通过在冷却排中的循环后从冷却通道流出。4.如权利要求^_3任一项所述的工业烟气净化装置，其特征在于，所述烟气净化模块八包括:高压电极单元、地电极单元、净化气流屏蔽结构A3、支撑绝缘子A4、回收槽A5和负极性直流高压电源A6;所述高压电极f元与所述负极性直流高压电源A6可靠连接;所述高压电极单元包括多个阵列排布的片状高压电极A1，每个片状高压A1的两端均通过所述支撑绝缘子A4固定设置在所述净化气流屏蔽结构A3内部；所述地电极单元包括多个平板状地电极A2,每个平板状地电极A2均与所述净化气流屏蔽结构A3连接，且各个平板状地电极A2分别与各个片状高压电极A1交替放置;且每个平板状地电极A2和所述净化气流屏蔽结构A3可靠接地；所述回收槽A5设置在所述地电极单元底部，用于收集废液废渣。5.如权利要求4所述的工业烟气净化装置，其特征在于，所述片状高压电极A1包括:高压极板Alb和多个放电电极片Ala;所述高压极板Alb的两端分别连接所述支撑绝缘子A4，每个放电电极片Ala沿气流方向与高压极板Alb焊接，且多个放电电极片Ala沿垂直于气流方向形成阵列。6.如权利要求4所述的工业烟气净化装置，其特征在于，所述回收槽A5的材料为绝缘材料。7.如权利要求2或3所述的工业烟气净化装置，其特征在于，所述冷却排B2的材料为具有工业防锈涂层的铝排。

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