一种磁化增强微细粉尘静电除尘器

本发明属于大气污染治理除尘设备，具体涉及一种磁化水协同高压静电强化捕集微细粉尘的除尘装置，主要应用于矿井工作面、工业生产车间微细粉尘治理，同时可用于城市废气中 pm2.5 微细颗粒物净化，适用于高浓度微细粉尘工况下的高效除尘作业。

背景技术：

1、湿法喷雾除尘凭借结构简单、建设成本低、运维便捷等优势广泛应用于工矿防尘领域。常规湿法喷雾除尘普遍直接采用普通自来水，供水压力较低，水体表面张力大、润湿能力有限，雾化粒径偏大，导致除尘效果受限。现有常规湿法喷雾除尘总降尘效率仅为 50%～60%，对于粒径微小、悬浮性强、极难捕捉的 pm2.5 微细粉尘，捕集效率仅 20%～30%，难以满足日趋严格的职业健康标准与大气超低排放要求。因此，提升 pm2.5 微细粉尘捕集效率，对矿井、工业车间以及城市微细粉尘污染治理具有重要工程价值。

2、现有相关磁电除尘技术已有公开报道。cn1706555a 公开一种磁电滤尘器，原理为粉尘在磁场与电场共同作用下完成荷电，带电粉尘通过电滤极实现分离，依靠芒刺电极与板极构建荷电电场，但该方案未对喷雾介质进行改性优化，缺少水雾润湿凝并机制，对超细粉尘处理能力有限。cn110237931a 公开一种磁电复合式气体净化器，能够识别气溶胶颗粒带电状态并匹配对应的收集策略，但整套装置需要配套颗粒电荷检测控制系统，结构复杂、设备体积大、能耗偏高，难以适应矿井、工厂大流量连续除尘工况。cn201911050425.2 公开了基于磁电耦合的悬浮云雾降尘净化装置，利用磁化喷雾促进粉尘凝并，属于传统湿法除尘范畴，在运行过程中易产生污水、泥浆，存在明显二次污染问题。

3、上述现有技术大多单纯依靠电场、磁场对粉尘直接作用，或是简单采用磁化水雾湿法除尘，缺少磁化水改性、静电荷电、结构优化三者协同匹配设计。单纯磁化水雾除尘依然存在废液二次污染，常规静电除尘存在微细粉尘比电阻不适、凝并效果差等短板。因此亟需研发一种新型装置，利用磁化水增湿调控粉尘比电阻，同时强化微细粉尘凝并效果，结合高压静电场实现 pm2.5 微细粉尘高效去除，弱化湿法除尘的二次污染问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于克服现有技术中常规湿法除尘对 pm2.5 微细粉尘去除效率低、传统磁化云雾除尘易产生二次污染、磁电除尘结构复杂的缺陷，提供一种磁化增强微细粉尘静电除尘器。本发明通过外置磁化水制备系统对水体磁化改性，结合筒体顶部环形布置的高压雾化喷嘴产生活化磁化水雾，配合 15～40kv 高压直流静电场，使水雾颗粒与微细粉尘发生碰撞双向荷电，磁化水雾改善润湿能力并调节粉尘比电阻，促进微细粉尘相互凝并长大，配合底部优化结构的集尘内锥实现粉尘高效收集，显著提升 pm2.5 微细粉尘捕集效率。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种磁化增强微细粉尘静电除尘器，整体采用立式筒体结构，主要由除尘器壳体、外置磁化水制备系统、高压水雾发生器、高压直流静电发生器以及集尘内锥装置组成。外置磁化水制备系统布置在除尘器壳体外部，利用钕铁硼稀土永磁材料构建多波峰垂直中心磁场；磁化强度 300mt～350mt、水流以1.5~3m/s 的流速高速穿过垂直磁场时，水流内部产生感应电动势，水分子团结构发生改变，水体表面张力下降，润湿与雾化性能得到改善，完成水体磁化改性。

3、高压水雾发生器包括无油空气压缩机与螺旋喷嘴，螺旋喷嘴环形均布安装在除尘器壳体内部顶端，喷嘴数量设置 16～24 个，雾化液气比100～200ml/m3、工作压力维持在2～5bar；磁化后的水体经由输水管道输送至各个螺旋喷嘴，雾化形成大量高活性磁化水雾颗粒。高压直流静电发生器连接静电驻极棒，在除尘内腔构建 15～40kv 高压静电场。含尘气体自下向上进入筒体，微细粉尘与磁化水雾充分接触，粉尘颗粒、水雾颗粒在静电场作用下碰撞荷电；磁化水雾提高润湿性能，同时调控粉尘比电阻，促使微小粉尘颗粒发生凝并，形成体积更大的粉尘液滴聚团。

4、除尘器底部灰斗区域安装集尘内锥装置，锥体顶角控制在 70°～90°，集尘内锥外壁与除尘器壳体内壁间距设置为 10～15mm，优化气流分布，减少微细粉尘二次扬起。壳体配套振打清灰机构，当集尘极粉尘堆积至一定厚度时，振打机构促使粉尘层脱落，粉尘依靠重力沉降至灰斗完成收集。净化后的气体由筒体上部排气口向外排出。

5、本发明磁化水制备系统磁化强度可在 300mt～350mt 区间调节，高压直流静电发生器输出电压可根据粉尘工况调整，适配不同粉尘浓度、不同粒径分布的废气净化需求。

1.一种磁化增强微细粉尘静电除尘器，其特征在于：整体为立式筒体结构，包括除尘器壳体、外置磁化水制备系统、高压水雾发生器、高压直流静电发生器以及集尘内锥装置；

2.根据权利要求 1 所述一种磁化增强微细粉尘静电除尘器，其特征在于：所述外置磁化水制备系统独立布置在除尘器壳体外部，磁化后的磁化水通过输水管道输送至各螺旋喷嘴。所述高压水雾发生器的螺旋喷嘴环形布置于除尘器壳体内部顶端，数量为 16～24 个，雾化工作压力控制在 2～5bar，液气比100～200ml/m3。

3.根据权利要求 1 所述一种磁化增强微细粉尘静电除尘器，其特征在于：所述高压直流静电发生器连接静电驻极棒，在壳体内形成 15～40kv 静电电场，电场风速0.5～1m/s。

4.根据权利要求 1 所述一种磁化增强微细粉尘静电除尘器，其特征在于：所述集尘内锥装置安装于底部灰斗内，锥体顶角为 70°～90°，集尘内锥外壁与除尘器壳体之间保持10～15mm 间隙。

5.根据权利要求 1 所述一种磁化增强微细粉尘静电除尘器，其特征在于：除尘器壳体配套设置振打清灰机构，振打产生脱落的粉尘依靠重力沉降落入底部灰斗与集尘内锥区域。含尘气流自下向上流经静电场与磁化水雾混合区域，微细粉尘与磁化水雾碰撞荷电、凝并长大，净化后气体由筒体上部排气口排出。