技术领域
[0001] 本
发明涉及一种过滤除尘系统，具体涉及静电、颗粒移动床过滤与淘析耦合除尘系统及方法。
背景技术
[0002] 工业生产中燃烧排放的残留物是PM2.5的重要来源，它的去除主要采用机械式除尘、湿式除尘、电除尘和过滤除尘等技术。
[0003] 旋
风分离器作为机械式除尘技术，除尘机理为：使含尘气流作旋转运动，借助于离心
力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再利用重力作用使尘粒落入灰斗，旋风分离器属于一种干式气-固分离装置，适用于粒径大于5-10微米的粉尘
净化，对于直径小于1微米的超细颗粒分离效率较低。
[0004] 湿式除尘技术需加入液体作为净化介质，湿式
除尘器优点是除尘效率较高，在除尘的同时，还能吸收含尘气体中的其他有害成分，并使气体
温度降低；能够处理
相对湿度高、有
腐蚀性的含尘气体。其缺点是：排出的含尘污
水必须设置污
水处理设施进行二级处理；总体能耗较高；且不适用于对介质有干燥度要求的场合。
[0005]
静电除尘器设备复杂，设备调运和安装以及维护管理水平高；对粉尘比
电阻有一定要求，不能使所有粉尘都获得很高的净化效率；受气体温度等操作条件的影响较大。对于粉尘粒度较细的亚微米粉尘，静电除尘器分离效率较低，需采用多级
串联的操作方式，往往需要3-5个
电场串联进行除尘，导致设备投资大、操作维护
费用高。
[0006] 过滤除尘技术有布袋除尘器、颗粒层移动床除尘装置等。颗粒层移动床除尘装置，虽具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优点，但难以去除亚微米粉尘，分离效率低，且存在颗粒层与细粉尘难以分离的问题，从而限制了其应用。
[0007] 目前工业上对1μm以下超细粉尘的分离只能借助布袋除尘器或电除尘器。布袋除尘器承受温度的能力有一定极限，在净化温度更高的烟气时，必须采取措施先降低烟气的温度，在排放气含水分较多的场合，所携粉尘有较强的吸湿性，往往导致滤袋黏结、堵塞滤料。
发明内容
[0008] 为了解决
现有技术对亚微米粉尘分离效率不高、颗粒层与细粉尘难以分离的问题，本发明提出了静电、颗粒移动床过滤与
淘析器耦合除尘系统。
[0009] 本发明的技术方案如下：
[0010] 静电、颗粒移动床过滤与淘析耦合除尘系统，包括静电荷载装置、粗颗粒循环系统、颗粒移动床
过滤器、颗粒料斗、布袋回收系统、淘析器；颗粒移动床过滤器一侧设置含尘气体进气管及进气分布器，另一侧设置净化气体出口，顶部入口连接颗粒料斗；静电荷载装置包括设置在进气分布器内的
电极；淘析器与颗粒移动床过滤器底部颗粒出口连接，淘析器一侧连接风机，风机分别通过流量调节
阀与淘析器进气口及出料口连接，淘析器出料口通过粗颗粒循环系统连接至颗粒料斗入口，粗颗粒循环系统利用提升管连接至颗粒料斗；布袋回收系统与淘析器出气口连接，布袋回收系统顶部设置净化气体出口，底部设置粉尘出口。
[0011] 优选的是：静电荷载装置还包括设置在颗粒料斗内的电极，颗粒料斗内电荷与进气分布器内电荷相反。
[0012] 优选的是：进气分布器内的电极和颗粒料斗内的电极经保护电阻连接至高压电源。
[0013] 优选的是：颗粒移动床过滤器与淘析器之间设置卸料阀。
[0014] 本发明还提供采用上述静电、颗粒移动床过滤与淘析耦合除尘系统除尘的方法，含尘气体通过含尘气体进气管进入进气分布器后，电极给气体携带的超细粉尘荷电；颗粒移动床过滤器内装有过滤载体颗粒，在保持密实装填的情况下，过滤载体颗粒缓慢向下移动形成缓慢向下运动的固定床，荷电后含尘气体水平进入过滤器主体，错流穿过缓慢向下移动的颗粒层，所含超细粉尘被颗粒层捕集，净化后气体从出气口排出；被过滤载体颗粒
吸附捕集下的超细粉尘随过滤载体颗粒一起移动向下进入淘析器，过滤载体颗粒与超细粉尘在淘析器内进行淘析分离；淘析分离后的过滤载体颗粒通过粗颗粒循环系统返回颗粒料斗循环使用，细颗粒随淘析器出气口进入布袋回收系统，经布袋回收系统净化后气体直接排空，细颗粒从底部排出。
[0015] 优选的是：在颗粒料斗内设置电极给过滤载体颗粒荷电，过滤载体颗粒与含尘气体内超细粉尘所荷电极性相反。
[0016] 静电荷载装置的电极与电除尘装置一致，采用线—管式结构电晕放电的形式进行荷电，电晕线连接负高压，在过滤器前端形成非匀强电场。只有电晕线起晕，因此在放电的迁移区域内只有带负电荷的离子，当含尘气流进入进气分布器后，在电场作用下沿一定方向运动的离子碰撞到超细粉尘后对粉尘进行荷电，最终超细粉尘大多获得负电荷。由于正离子只出现在电晕区，又由于电晕区体积很小，所以只能与少数超细粉尘相遇并使之带电，而且电晕区是等离子区，超细粉尘上的电荷很容易被异种电荷中和，因此，粉尘不会在放电电极上沉积。
[0017] 为进一步提高过滤效果，正电极极板设置在颗粒料斗内，利用正电极给过滤载体颗粒荷电，过滤载体颗粒与含尘气体内超细粉尘所荷电极性相反，以使过滤载体颗粒能利用静电引力吸附含尘气体内超细粉尘，有效提高了颗粒层的除尘效率。
[0018] 过滤载体颗粒一般选用比电阻为104～1010Ω·cm的矿渣、金属球等易导电大颗粒，颗粒粒径通常选用1～50mm，进一步为增强过滤效果，选用粗细不一，不同尺度的过滤载体颗粒组合进行装填，以减小颗粒层间的空隙。
[0019] 为保证静电荷载装置的安全稳定运行，
支撑阴极、供电
导线穿墙绝地等绝缘子选用特制高强度电瓷。
[0020] 被过滤载体颗粒吸附捕集下的超细粉尘随过滤载体颗粒一起移动向下进入淘析器，在过滤器与淘析器之间设置卸料阀以控制颗粒移动速度提高过滤效果。过滤载体颗粒与吸附下的超细粉尘在淘析器内进行淘析分离，利用风机输送来的常温气流剪切作用使过滤载体颗粒与超细粉尘粗细分离。为进一步提高淘析分离效果，在淘析器上部物料入口及淘析器内均设置了接地以消除两种颗粒残余静电力。
[0021] 淘析器是
发明人提出的一种用于塑料粒料生产的粗细颗粒分级和淘析的设备(发明
专利：塑料粒料惯性淘析器及其淘析工艺和用途，专利号：ZL200810249628.X)，也可用于其它粒料的生产分级、洁净，本发明采用淘析器来实现过滤载体颗粒与超细粉尘粗细分离。发明人所发明的淘析器除了利用气流剪切力对大颗粒表面吸附粉尘进行剪切分离外，还利用特设内件消除颗粒静电力，有效提高了淘析分离效果。
[0022] 由于气流的冷却换热作用，粗细分离后的超细粉尘及吹入淘析器内气体温度处于低温状态，可满足布袋除尘器的耐温要求，超细粉尘随出气口气体进入布袋回收系统进行气固分离，超细粉尘从布袋除尘器排灰口排出系统；经布袋除尘器净化后的出口气体直接排放；粗细分离后的过滤载体颗粒从淘析器下部排出，后经气流输送提升至颗粒料斗内，实现过滤载体颗粒的循环使用。
[0023] 淘析器进气气体量由过滤载体颗粒及超细粉尘量所决定，与所需要净化的含尘气体量相比体积大大减小(约为所处理含尘气体的1/10～1/50)，因而当用于净化烟气时，只需增加一套较小的淘析分离系统，所增加的淘析器、风机、布袋除尘器设备投资及运行费用较低。
[0024] 当烟气温度较高无法采用布袋除尘器进行净化时，采用本系统可利用过滤器实现气体净化，然后利用常温气流对进入淘析器的高温过滤载体颗粒与超细粉尘进行换热冷却，达到布袋除尘器的耐温要求，可方便的使用布袋除尘器对出淘析器的气体进行净化。
[0025] 现有颗粒层移动床除尘装置是利用耐高温的固体颗粒形成过滤层来过滤粉尘。为便于过滤载体颗粒与细粉尘的分离，所采用的过滤载体颗粒粒径为1mm以上颗粒，颗粒与颗粒之间存在较大的空隙；由于超细粉尘的跟随性好，气流流过过滤层时，往往会随气流一起从颗粒层空隙穿过，并未被截留下来，导致颗粒层移动床除尘装置对超细粉尘的分离效率不高，尾气含尘量只能达到小于200mg/m3。
[0026] 采用本发明提出的静电与颗粒移动床耦合过滤除尘装置，当气流携带超细粉尘流过过滤层时，由于过滤载体颗粒与含尘气体内超细粉尘所荷电极性相反，过滤载体颗粒能利用静电引力吸附含尘气体内超细粉尘，在同一装置内同时实现了过滤与静电吸附的双重作用，大大提高超细亚微米粉尘的分离效率。
[0027] 采用本发明，亚微米粉尘分离效率大大提高，并可满足尾气含尘量小于20mg/m3的环保要求，实现了颗粒层与细粉尘的高效分离。可用于高温、潮湿物料的分离除尘。
附图说明
[0028] 图1是本发明的结构示意图。
[0029] 其中：1.提升管 2.高压电源 3.保护电阻 4.颗粒料斗 5.电极 6.过滤器 7.布袋除尘器 8.淘析器 9.流量调节阀 10.风机
具体实施方式
[0031] 应用于高温烟气除尘领域，静电与颗粒移动床耦合过滤除尘系统包括过滤器6、与过滤器6顶部入口连接的颗粒料斗4、设置在过滤器6内的电极、与过滤器6底部出口连接的淘析器8、与过滤器另一出口连接的布袋除尘器，过滤器6一侧设置含尘气体入口，另一侧设置净化气体出口；过滤器6内的电极与保护电阻3串联后连接高压电源2；淘析器8一侧连接风机10，风机分别通过流量调节阀9与淘析器8进气口与出料口连接，风机出口气体一路去淘析器进行颗粒与粉尘的粗细分离，一路将淘析器下料通过提升管1连接至颗粒料斗入口；过滤器6与淘析器8之间设置卸料阀；布袋除尘器7顶部设置净化气体出口，底部设置粉尘出口。
[0032] 除尘过程为：含尘气体通过进气管进入过滤器，利用过滤器内设置的电极给含尘气体内超细粉尘荷电，荷电后含尘气体水平进入移动床主体，错流穿过向下移动的颗粒层，所含超细粉尘被颗粒层捕集，净化后气体从出气口排出进入下一工序。
[0033] 被过滤载体颗粒吸附捕集下的超细粉尘随过滤载体颗粒一起移动向下进入淘析器，在过滤器与淘析器设置卸料阀以控制颗粒移动速度提高过滤效果。过滤载体颗粒与超细粉尘在淘析器内进行淘析分离，在淘析器内消除两种颗粒残余静电力，并利用风机输送来的常温气流剪切作用使过滤载体颗粒与超细粉尘粗细分离。
[0034] 降温后超细粉尘随出气口气体进入布袋除尘器进行气固分离，超细粉尘从布袋除尘器排灰口排出系统；经布袋除尘器净化后的出口气体直接排放；粗细分离后的过滤载体颗粒从淘析器下部排出，后由气流输送提升至颗粒料斗内。
[0035] 过滤载体颗粒选用比电阻为104～1010Ω·cm的
石英砂大颗粒，颗粒粒径选用1～10mm。
[0036] 现有高温烟气除尘，如高温
煤气、有色金属
冶炼烟气等，由于烟气温度高无法采用布袋除尘器；而静电除尘存在投资大、运行费用高、分离效率低而限制了其应用；所以高温烟气净化通常采用湿法洗涤除尘，带来的问题是高温烟气中的高品质热量无法获得利用，能耗高。采用本技术，可耐受800～1000℃的高温烟气除尘，使烟气除尘效率达到99.99％，排放气含尘量小于于20mg/m3，经除尘净化后的烟气可进入后续
能量回收系统，利用换热器回收能量，而不存在由于烟气中含固体粉尘而导致换热器堵塞的问题。
[0037] 实施例2
[0038] 应用于
工业窑炉废气排放，静电与颗粒移动床耦合过滤除尘系统包括过滤器6、与过滤器6顶部入口连接的颗粒料斗4、设置在过滤器6内的电极、设置在颗粒料斗内的电极、与过滤器6底部出口连接的淘析器、与过滤器另一出口连接的布袋除尘器，过滤器6一侧设置含尘气体入口，另一侧设置净化气体出口；颗粒料斗内电荷与过滤器内电荷相反；过滤器内的电极和料斗内的电极5与保护电阻串联后连接高压电源；淘析器一侧连接风机，风机通过流量调节阀与淘析器出口并联后通过提升管连接至颗粒料斗入口；过滤器与淘析器之间设置卸料阀；布袋除尘器顶部设置净化气体出口，底部设置粉尘出口。
[0039] 除尘过程为：含尘气体通过进气管进入过滤器，利用过滤器内设置的电极给含尘气体内超细粉尘荷电，荷电后含尘气体水平进入移动床主体，错流穿过向下移动的颗粒层，所含超细粉尘被颗粒层捕集，且通过静电引力被吸附，净化后气体从出气口排出。
[0040] 被过滤载体颗粒吸附捕集下的超细粉尘随过滤载体颗粒一起移动向下进入淘析器，在过滤器与淘析器设置卸料阀以控制颗粒移动速度提高过滤效果。过滤载体颗粒与超细粉尘在淘析器内进行淘析分离，在淘析器内消除两种颗粒残余静电力，并利用风机输送来的常温气流剪切作用使过滤载体颗粒与超细粉尘粗细分离。
[0041] 超细粉尘随出气口气体进入布袋除尘器进行气固分离，超细粉尘从布袋除尘器排灰口排出系统；经布袋除尘器净化后的出口气体直接排放；粗细分离后的过滤载体颗粒从淘析器下部排出，后由气流输送提升至颗粒料斗内。
[0042] 过滤载体颗粒选用比电阻为104～1010Ω·cm的陶粒大颗粒，颗粒粒径选用1～10mm。
[0043] 现有工业窑炉废气排放治理技术有：布袋除尘器、静电除尘器、湿法洗涤等，布袋除尘器不适用于烟气中
含水量高的场合，存在糊袋失效的问题；而静电除尘存在投资大、运行费用高、分离效率低而限制了其应用；湿法洗涤除尘，往往会带来洗涤液的二次处理问题。采用本技术，可满足各种烟气的净化排放，使烟气除尘效率达到99.99％，排放气含尘量小于于20mg/m3，达到国家环保排放标准。
[0044] 实施例3：
[0045] 过滤载体颗粒选用比电阻为104～1010Ω·cm的矿渣大颗粒，颗粒粒径选用1～30mm。其他同实施例1。
[0046] 实施例4：
[0047] 过滤载体颗粒选用比电阻为104～1010Ω·cm的河砂大颗粒，颗粒粒径选用30～100mm。其他同实施例2。
