本發明涉及除塵凈化技術領域，特別涉及一種電磁除塵器及煙氣凈化系統。

背景技術：

隨著大氣污染的持續加劇，治理空氣已經成為了人們的共識，對各種排入大氣中的氣體進行凈化除塵是一種行之有效的大氣凈化手段，因此凈化除塵技術在大氣污染治理中得到了越來越廣泛的應用。

以發電廠的煙氣排放治理為例，目前濕法脫硫工藝是我國用于火力發電廠煙氣脫硫最成熟的技術，然而，經過濕法脫硫后的煙氣中依然含有細微顆粒物以及氣溶膠，尤其是針對pm2.5等微粒，濕法脫硫幾乎達不到任何的治理效果。為了進一步脫除煙氣中的污染物，目前的做法一般是在濕法脫硫裝置的后部設置濕式電除塵器，以盡量脫除pm2.5等微小顆粒以及氣溶膠污染物。

濕式電除塵器是一種靜電收塵器，其原理是粉塵經過高壓電場，使粉塵荷電成為帶電粒子，帶電粉塵在電場中被收集在陽極板上，通過定期沖洗的方式清理積灰，從而實現除塵的目的。

然而，目前的濕式電除塵器由于電場強度一定，因此其對入口煙氣的濃度以及煙氣的風速都有較為嚴格的要求，煙氣的濃度或風速過大后，濕式電除塵器的除塵效果會顯著下降，為了降低風速，還需增大設備體積，以便增大過流橫截面積，這會造成設備整體過于龐大，運行成本高。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種電磁除塵器，以便能降低煙氣濃度和煙氣流速對除塵效果所帶來的影響，提高煙氣凈化效果，滿足煙氣的排放要求。

本發明的另一目的還在于提供一種采用上述電磁除塵器的煙氣凈化系統。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種電磁除塵器，包括：

荷電裝置；

設置在所述荷電裝置下風向的磁場模塊，所述磁場模塊包括兩個相對設置的磁極；

位于所述磁場模塊所形成的磁場內的多個集塵板，且所述集塵板的板面與氣流流動方向以及所述磁場的磁場方向均平行；

其中，所述荷電裝置的電壓可調，

和/或所述磁場模塊的磁場強度可調，

和/或相鄰兩個所述集塵板之間的間距可調。

優選地，任意相鄰兩個所述集塵板之間的間距相等。

優選地，還包括用于清洗所述集塵板的噴淋裝置。

本發明中所公開的煙氣凈化系統，包括與脫硫吸收塔相連的煙氣排放管路，所述煙氣排放管路的末端還設置有如上任意一項所公開的電磁除塵器。

優選地，所述荷電裝置以及所述集塵板均內置在所述煙氣排放管路中，所述磁場模塊相對的兩個所述磁極分別設置在所述煙氣排放管路的頂面和底面。

優選地，還包括設置在所述煙氣排放管路內的噴淋裝置。

優選地，所述噴淋裝置具有多個噴淋單元，所述噴淋單元設置在所述煙氣排放管路的頂面，并且所述噴淋單元分布于相鄰兩個所述集塵板所形成的間隙內，以及所述集塵板與所述煙氣排放管路的內壁所形成的間隙內，任意一所述噴淋單元均設置有若干噴射口。

優選的，還包括設置在所述煙氣排放管路中的濕式電除塵器，且所述濕式電除塵器位于所述電磁除塵器的上風向。

優選的，所述煙氣排放管路的底部還設置有用于收集夾帶灰塵的噴淋液體的回流斜板。

優選的，所述煙氣排放管路的底部還設置有回流管路，所述回流管路用于將夾帶灰塵的所述噴淋液體送回至所述脫硫吸收塔。

粉塵顆粒在經過荷電裝置后將成為帶電粒子，帶電粒子在磁場中，會受到垂直于運動方向的洛倫茲力，因此帶電粒子以一定速度進入勻強磁場后，會以一定的半徑做圓周運動，當煙氣進入磁場范圍后，帶電粒子在勻強磁場的作用下受洛倫茲力，同時受煙氣的風力作用，帶電粉塵做曲線圓周運動，最終撞擊在集塵板上被捕獲收集。進一步的，由于風速恒定，可以近似的認為煙氣中的粒子受力均衡，進入磁場后，在洛倫茲力足夠大的情況下，僅考慮洛倫茲力的作用，根據帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的定律，煙氣中的帶電粒子可以近似的認為在磁場中做圓周運動。

其運動半徑可以近似用公式：計算，其中m為帶電粒子質量，v為帶電粒子速度，q為帶電粒子荷電量，b為磁場電磁感應強度。

通過上述公式分析，粉塵質量m是固定的，速度v也是固定的，帶電量q可以通過調節荷電裝置的電壓來進行改變，電磁感應強度b可以通過磁場模塊來調節其大小，因此，通過調節荷電裝置的電壓，或者通過調節電磁感應強度來調節粉塵在磁場中的運動半徑，可以使絕大多少粉塵的運動軌跡能到達集塵板從而被捕集；同時，可以通過改變可調式集塵板的間距大小，來適應粉塵的運動半徑。

而本發明中所公開的電磁除塵器中，荷電裝置的電壓、磁場模塊的磁場強度以及相鄰兩個集塵板之間的間距至少有一者可調，通過調節上述參數，可以使得大部分的粉塵微粒達到集塵板而被捕獲，這可以保證設備在不同工況條件下的除塵效果。

本發明中所公開的煙氣凈化系統中，由于采用了上述電磁除塵器，因此該煙氣凈化系統兼具上述電磁除塵器相應的技術優點，本文中對此不再進行贅述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明一種實施例中所公開的煙氣凈化系統的結構示意圖；

圖2為圖1的a-a向剖視示意圖；

圖3為本發明另一種實施例中所公開的煙氣凈化系統的結構示意圖；

圖4為帶電粒子在勻強磁場中的運動軌跡示意圖；

圖5為帶電粒子被集塵板捕獲的運動軌跡示意圖。

附圖中標記如下：

1為脫硫吸收塔，2為煙氣排放管路，3為磁極，4為噴淋裝置，5為集塵板，6為荷電裝置，7為回流管，8為濕式電除塵器。

具體實施方式

本發明的核心之一在于提供一種電磁除塵器，以便能降低煙氣濃度和煙氣流速對除塵效果所帶來的影響，提高煙氣凈化效果，滿足煙氣的排放要求。

本發明的另一核心還在于提供一種采用上述靜電除塵器的煙氣凈化系統。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請同時參考圖1和圖2，本發明實施例中所公開的電磁除塵器包括荷電裝置6、磁場模塊以及集塵板5，經過荷電裝置6的煙氣中的粉塵顆粒將被荷電形成帶電粒子，磁場模塊設置在荷電裝置6的下風向上，磁場模塊具體包括兩個相對設置的磁極3，兩個磁極3分別為n極和s極，并且這兩個磁極3之間形成了穩定的勻強磁場，具體的，磁場模塊設置在煙道的頂部和底部的外壁上。集塵板5包括多個，并且多個集塵板5設置在磁場模塊所形成的磁場中，集塵板5的板面與氣流流動方向以及磁場的磁場方向均平行，除此之外，本實施例中所公開的電磁除塵器的荷電裝置6的電壓、磁場模塊的磁場強度以及相鄰兩個集塵板5之間的間距至少有一者是可調的。

請參考圖4，粉塵顆粒在經過荷電裝置6后將成為帶電粒子，帶電粒子在磁場中，會受到垂直于運動方向的洛倫茲力，因此帶電粒子以一定速度進入勻強磁場后，會以一定的半徑做圓周運動，當煙氣進入磁場范圍后，帶電粒子在勻強磁場的作用下受洛倫茲力，同時受煙氣的風力作用，帶電粉塵做曲線圓周運動，最終撞擊在集塵板5上被捕獲收集。進一步的，由于風速恒定，可以近似的認為煙氣中的粒子受力均衡，進入磁場后，在洛倫茲力足夠大的情況下，僅考慮洛倫茲力的作用，根據帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的定律，煙氣中的帶電粒子可以近似的認為在磁場中做圓周運動。

圖4中的v代表帶電粒子的速度，f代表帶電粒子所受到的洛倫茲力，r代表帶電粒子在磁場中運動軌跡的半徑，

當在磁場的合適位置設置集塵板5之后，帶電微粒將被集塵板5阻擋并捕獲，如圖5中所示。

帶電粒子的運動半徑r可以近似用公式：計算，其中m為帶電粒子質量，v為帶電粒子速度，q為帶電粒子荷電量，b為磁場電磁感應強度。

通過上述公式分析，粉塵質量m是固定的，速度v也是固定的，帶電量q可以通過調節荷電裝置6的電壓來進行改變，電磁感應強度b可以通過磁場模塊來調節其大小，因此，通過調節荷電裝置6的電壓，或者通過調節電磁感應強度來調節粉塵在磁場中的運動半徑，可以使絕大多少粉塵的運動軌跡能到達集塵板5從而被捕集；同時，還可以通過改變可調式集塵板5的間距大小，來適應粉塵的運動半徑。

而上述實施例中所公開的電磁除塵器中，荷電裝置6的電壓、磁場模塊的磁場強度以及相鄰兩個集塵板5之間的間距至少有一者可調，通過調節上述參數，可以使得大部分的粉塵微粒達到集塵板5而被捕獲，這可以保證設備在不同工況條件下的除塵效果。

以pm2.5微粒為例來進行微粒運動半徑的計算說明：

pm2.5微粒，粒徑為2.5微米，將其體積近似為直徑2.5微米的球體計算，體積(r為微粒半徑)。由于粉塵以氣溶膠液滴的形式存在，將其近似同體積的水的質量，m＝ρv≈8.18×10^-15kg(ρ為密度)。煙氣在煙道中的風速一般為10～15m/s，取v＝15m/s。

粒子進入荷電電場t秒后，其荷電量q可以用該式來表示：其中ε為粒子的相對介電質常數，將粒子近似為液滴，其相對介電質常數約為80f/m；ε0為真空相對介電質常數，ε0＝8.851×10^-12f/m；dp為粒子直徑，dp＝2.5×10^-6m；e0為荷電電場強度，取e0＝3×10⁵v/m；t0為粒子進入電場后的荷電時間常數，通常為10^-3秒數量級，而粒子在電場的時間t足夠長，因此最終可以得到粒子的荷電量為q＝6.1×10^-11c。

再由公式得到pm2.5在磁場中的運動半徑約為這時只需要調整合適的電磁感應強度b即可得到合適的軌跡半徑。

當然，也可在電磁感應強度b(磁場強度)不變的前提下來調整相鄰兩個集塵板5之間的距離，以適應pm2.5的運動半徑。

請參考圖2，本實施例中所公開的電磁除塵器中，為了使除塵效果達到最優，集塵板5均是均勻布置的，意即任意相鄰兩個集塵板5之間的間距均相等。

更進一步的，為了能夠及時對集塵板5上的粉塵進行徹底清洗，本實施例中的電磁除塵器中還包括噴淋裝置4，噴淋裝置4用于對集塵板5進行噴淋清洗。

本發明中所公開的煙氣凈化系統，包括脫硫吸收塔1以及與脫硫吸收塔1相連的煙氣排放管路2，并且在煙氣排放管路2的末端還設置有上述實施例中所公開的電磁除塵器。

該煙氣凈化系統由于采用了上述電磁除塵器，因此降低了煙氣中微粒濃度以及煙氣流速對除塵效果所帶來的影響，提高了煙氣凈化效果，滿足了煙氣的排放要求。

請參考圖1至圖3，荷電裝置6以及集塵板5均設置在煙氣排放管路2中，磁場模塊相對的兩個磁極3分別設置在煙氣排放管路2的頂面和底面上。需要進行說明的是，本實施例中煙氣排放管路2的頂面和底面是針對豎直方向而言，如圖1和圖2中所示。

為了能夠及時對匯集在集塵板5上的灰塵進行清理，在本實施例中所公開的煙氣凈化系統中，還包括設置在煙氣排放管路2中的噴淋裝置4。具體的，噴淋裝置4具有多個噴淋單元，噴淋單元設置在煙氣排放管路2的頂面上，借助液體本身的重力，其沖刷能力可以進一步增強，請參考圖2，任意相鄰的兩個集塵板5所形成的間隙內均設置有一個噴淋單元，該噴淋單元設置有若干噴射口，噴射口所噴射出的清洗液體將集塵板5上的灰塵沖刷掉；集塵板5與煙氣排放管路2的內壁所形成的間隙內也設置有噴淋單元，該噴淋單元也設置有若干噴射口，這些噴射口用于清潔集塵板5以及煙氣排放管路2內壁上的灰塵，如圖2中所示。

為了進一步提高除塵效果，還可以在煙氣排放管路2中設置濕式電除塵器8，如圖3中所示，濕式電除塵器8設置在電磁除塵器的上風向上，濕式電除塵器8與電磁除塵器配合使用將有效增強除塵效果，從而使排放的煙氣更加潔凈。

如圖1和圖3中所示，煙氣排放管路2的底部還設置有回流斜板，回流斜板與集塵板5的位置相對應，由噴淋裝置4噴淋后，灰塵在水流的帶動作用下可以通過回流斜板匯流收集；在煙氣排放管路2的底部設置有回流管7路，回流管7路用于將夾帶有灰塵的噴淋液體送回至脫硫吸收塔1進行再次吸收處理。

需要進行說明的是，上述實施例中的噴淋裝置4應當采用耐腐蝕以及耐磨的材料制成，以便提高電磁除塵器以及整個煙氣凈化系統的使用壽命。

本發明中所公開的電磁除塵器以及煙氣凈化系統打破了傳統濕式電除塵對風速的限制，對高風速環境具有很好的適應性，同時對于pm2.5等微粒具有優異的去除效果，因此在高濃度煙氣環境中也適用，在同等除塵效率的要求下，由于不受風速限制，該煙氣凈化系統所占用空間顯著減小，運行成本顯著降低。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。