本发明涉及一种静电除尘器，特别是涉及一种 高温下工作的单区板式静电除尘 器， 属于环保除尘设备的技术领域。

背景技术

作为高温净化技术的一项主要内容，高温除尘 技术不仅是发展当前整体煤气化 联合循环（IGCC)发电技术、增压流化床燃烧（P FBC)联合循环发电技术的关键， 对于开发更先进的燃煤联合循环发电技术尤为 重要。此外， 在化工领域， 某些干 燥系统以 1100°C左右的高温烟气作为介质对物料进行直� �干燥， 含有杂质的高 温烟气必须经过净化后才能投入使用。

自 20世纪 70年代起， 人们已经开始进行高温除尘技术的研究。 总体来说， 美 国、 德国、 日本、 英国、 荷兰等发达国家的研究较早， 在此技术领域内居于领先 地位。 我国对高温除尘技术的研究无论从广度和深度 上都与发达国家有较大差 距。

迄今为止， 所研究的高温除尘技术主要包括： 静电除尘、 旋风除尘、 陶瓷过滤 除尘、金属毡过滤除尘和移动颗粒层过滤除尘 等。静电除尘技术具有压力降损失 低， 无堵塞， 处理烟气量大， 除尘效率尤其对细颗粒捕集效率高等优点。 传统的 静电除尘器均为基于高电压电暈放电的电暈式 静电除尘装置， 它适合在 450°C以 下的中低温环境下工作。在高温状态下其电暈 运行的电压范围缩小， 电暈现象难 以维持； 而且由于它的操作电压高 （高达 50-100kV)， 因而在高温状态下电绝缘 问题难以解决。作为一种新颖的静电除尘技术 ： 基于热电子发射的无电暈式静电 除尘技术， 由于其独特的工作原理， 在高温除尘领域有着良好的发展前途和广泛 的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种单区板式 静电除尘器，该设备不仅结构紧 凑、 节约空间， 而且能在高温状态下稳定、 可靠地运行。

为了解决以上技术问题， 本发明的一种单区板式高温静电除尘器， 包括： 阳极 板、 阴极板、 发射电极和高压电源， 所述阳极板为两块平行放置并接地的不锈钢 说 明 书 板； 所述阴极板为一块与所述阳极板形状、 大小都相同的不锈钢板， 并与高压电 源的阴极相连； 所述阴极板悬吊在所述两块阳极板的中央， 并与阳极板平行； 圆 片状的发射电极均匀镶嵌在所述阴极板的两侧 。

其中， 所述发射电极由掺杂氧化铈的钡钨热电子发射 材料制成， 其组成为质量 百分比 1~2 %的氧化铈、 98~99 %的钨粉，掺杂氧化铈的多孔钨基的孔隙中浸� �有 铝酸盐。

发射阴极被加热后， 发射出大量的自由电子， 其中一部分电子被烟气中的负电 性气体捕捉而变成负离子。在电场力的作用下 ， 这些自由电子和负离子由阴极向 阳极板作定向运动。高温含尘烟气流纵向进入 工作区， 烟气中的粉尘捕捉负离子 或自由电子而荷电， 荷电粒子在电场力的作用下向阳极迁移， 并被阳极板捕捉， 从而达到除尘的目的。

本发明提供的一种单区板式高温静电除尘器， 其优点可以归纳如下： （1 )该设 备利用高温烟气本身的热量使发射电极加热而 发射出电子，从而能有效地利用烟 气废热，节约能源； （2)掺杂氧化铈的钡钨阴极具有表面逸出功低� ��发射电流大、 抗中毒能力强等特点，因此， 发射电极采用掺杂氧化铈的钡钨热电子发射材 料有 利于提高除尘效率， 延长设备的使用寿命； （3 )采用单区板式结构， 集荷电、 收 尘为一体， 不仅使设备结构紧凑， 节约了空间， 而且充分发挥了本发明荷电电流 密度高， 工作电压低等特点。 此外， 由于采用板式结构， 电场分布均匀， 提高了 设备在高温下运行的稳定性和可靠性。

附图说明

图 1是本发明的单区板式高温静电除尘器的结构� �。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详 细说明。

实施例 1 :

如图 1所示， 单区板式高温静电除尘器主要是由阳极板 1、 阴极板 2、 发射电极 3 和高压电源四部分组成。 将两块不锈钢板接地， 平行放置作为阳极板 1 ; 一块与 阳极板 1形状、 大小相同的不锈钢板与高压电源的阴极相连， 作为阴极板 2; 阴极 板 2悬吊在两块阳极板 1的中央， 并与阳极板 1平行； 圆片状的发射电极 3均匀镶嵌 在阴极板 2的两侧， 发射电极 3由掺杂氧化铈的钡钨热电子发射材料制成。 说 明 书 其中， 掺杂氧化铈的钡钨热电子发射材料为添加稀土 氧化物 Ce0 ₂ 的钡钨复合功 能材料， 其组成为质量百分比 1 %的 (¾0 ₂ 和99 %的钨粉， 掺杂氧化铈的多孔钨基 的孔隙中浸渍有铝酸盐。掺杂氧化铈的钡钨热 电子发射材料的制备方法如下： 经 烧结退火处理后的钨粉， 与氧化铈干法混合， 再经烘干、模压成型、烧结， 制得 多孔基体； 然后在 气氛下， 以铝酸盐为原料， 采用 "埋粉"浸渍法制备而成。 本实施例的单区板式高温静电除尘器， 在压力 0. l MPa、 温度 657°C、 电压 6000 V的条件下， 实际测得的除尘效率为 83. 3%。

实施例 2:

与实施例 1基本相同， 所不同的是： 所述掺杂稀土氧化物 Ce0 ₂ 的钡钨复合功 能材料，其组成为质量百分比 1. 1 %的 (¾0 ₂ 和 98. 9 %的钨粉，掺杂氧化铈的多孔 钨基的孔隙中浸渍有铝酸盐。 本实施例的单区板式高温静电除尘器， 在压力为 0. lMPa、 温度 690°C、 电压 6000 V的条件下， 实际测得的除尘效率为 95. 1 %。 实施例 3:

与实施例 1基本相同， 所不同的是： 所述掺杂稀土氧化物 Ce0 ₂ 的钡钨复合功 能材料，其组成为质量百分比 1. 2 %的 (¾0 ₂ 和 98. 8 %的钨粉，掺杂氧化铈的多孔 钨基的孔隙中浸渍有铝酸盐。 本实施例的单区板式高温静电除尘器， 在压力为 0. 1 MPa、 温度 566°C、 电压 6000 V的条件下， 实际测得的除尘效率为 78. 2 %。 实施例 4:

与实施例 1基本相同， 所不同的是： 所述掺杂稀土氧化物 Ce0 ₂ 的钡钨复合功 能材料，其组成为质量百分比 1. 5 %的 (¾0 ₂ 和 98. 5 %的钨粉，掺杂氧化铈的多孔 钨基的孔隙中浸渍有铝酸盐。 本实施例的单区板式高温静电除尘器， 在压力 0. 3 MPa、 温度 820°C、 电压 5000 V的条件下， 实际测得的除尘效率为 92. 1 %。 实施例 5:

与实施例 1基本相同， 所不同的是： 所述掺杂稀土氧化物 Ce0 ₂ 的钡钨复合功 能材料，其组成为质量百分比 1. 7 %的 (¾0 ₂ 和 98. 3 %的钨粉，掺杂氧化铈的多孔 钨基的孔隙中浸渍有铝酸盐。 本实施例的单区板式高温静电除尘器， 在压力为 0. 4 MPa、 温度 823°C、 电压 6000 V的条件下， 实际测得的除尘效率为 93. 9 %。 实施例 6:

与实施例 1基本相同， 所不同的是： 所述掺杂稀土氧化物 Ce0 ₂ 的钡钨复合功能 说 明 书 材料， 其组成为质量百分比 1. 8 %的 (¾0 ₂ 和98. 2 %的钨粉， 掺杂氧化铈的多孔钨 基的孔隙中浸渍有铝酸盐。 本实施例的单区板式高温静电除尘器， 在压力为 0. 6 MPa、 温度 820°C、 电压 6000 V的条件下， 实际测得的除尘效率为 93. 3 %。

本发明采用掺杂氧化铈的钡钨复合功能材料， 作为热电子发射阴极， 利用高温 烟气本身的热量或其它加热方式使阴极温度增 加而发射出电子，从而使粉尘颗粒 荷电， 然后通过电场力的作用将其从烟气中分离出来 并捕集。本发明一方面有效 地利用了烟气废热， 节约能源， 另一方面由于热电子发射阴极的发射电流密度 高 (比电暈式静电除尘器高 2个数量级以上），因而对尘粒尤其是细小颗� �的捕捉效 率大大提高。 因此， 本发明的静电除尘器的操作电压较低， 高温电绝缘问题容易 解决。