一种烟气一体处理环保焚香炉及其使用方法与流程

1.本发明涉及颗粒物污染净化的领域，尤其是涉及一种烟气一体处理环保焚香炉及其使用方法。


背景技术：

2.香烟炉燃烧香烟的过程中会产生大量的细颗粒物，西安工程大学的王亚杰通过实验研究表明，在颗粒物中，对人体危害比较大的是可吸入颗粒物pm10，在pm10中0um
‑
2um的颗粒物占了50％左右。1
‑
3um的颗粒物能够进入支气管末梢，小于1um的可以直接进入肺泡，并且会随血液循环到人体的各个部分。香烟烟雾中的颗粒物表面就有大量的重金属元素，如果香烟燃烧产生的细颗粒物直接释放到空气中，会随着呼吸进入人体，对人体的健康产生巨大的威胁。
3.2018年7月，国务院印发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》要求持续推进工业污染源全面达标排放，规定燃烧物的颗粒物排放在15mg/m3以下。martin等人对香烟在环境舱内进行了实验，被测香烟所释放出的颗粒物平均值为13.67mg/m3。焚香炉燃烧香烟会同时燃烧多支，并且燃烧时间较长，燃烧物排放浓度将远大于国家规定的15mg/m3。如果直接排放到空气中，一方面没有达到国家对燃烧物颗粒物的排放要求，另外一方面将会增加大气中细颗粒物的浓度，与保护环境的意愿背道而驰。
4.传统的焚香炉香烟燃烧产生的细颗粒物直接释放到空气中，同时缺乏相关的文献给出如何处理由焚香炉香烟燃烧产生的颗粒物。所以，基于大气环保要求，研究如何有效的降低由燃烧香烟产生的细微颗粒物，是十分必要的。


技术实现要素：

5.发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种烟气一体处理环保焚香炉，有利于改善空气品质，保障人们的健康安全，并提供了其使用方法。
6.技术方案：一种烟气一体处理环保焚香炉，包括焚香炉主体，还包括富勒烯负离子发生器、可拆卸窗、高压收尘装置，富勒烯负离子发生器安装于焚香炉主体下部的香烟燃烧区域的托盘上，焚香炉主体中部的四周安装有可拆卸窗，高压收尘装置在焚香炉主体上部安装于其内侧，富勒烯负离子发生器、高压收尘装置分别连接电源。
7.进一步的，高压收尘装置包括不锈钢支架、电极组件、导流板、高压电线、高压电源、支撑吊杆、挠臂式振打装置、振打轴、电线、卡扣式绝缘保护管，不锈钢支架固定在焚香炉主体上部的内侧，导流板安装于焚香炉主体内并靠近其顶部的内里面，支撑吊杆在导流板下方安装于不锈钢支架上部，电极组件在支撑吊杆下方安装于不锈钢支架上，其上部与支撑吊杆连接，电极组件一头通过高压电线与高压电源连接，另一头通过电线接地，高压电线、电线外侧面上均包覆有卡扣式绝缘保护管，挠臂式振打装置安装于不锈钢支架上，振打轴设置于电极组件底部，其一端与挠臂式振打装置连接，挠臂式振打装置外接220v交流电源。
8.进一步的，电极组件包括金属集尘极、电晕极、固定支架，金属集尘极和电晕极数量相等设有多个，竖直放置并沿不锈钢支架横向依次间隔设置，金属集尘极与电晕极两两间隔相对，多个金属集尘极分别通过固定支架安装在不锈钢支架上，多个电晕极上端分别与支撑吊杆连接，电晕极通过高压电线外接高压电源，金属集尘极通过电线接地，振打轴位于金属集尘极的底部。
9.最佳的，金属集尘极和电晕极均为板状结构，金属集尘极与电晕极之间的间距为50～100mm。
10.进一步的，电极组件包括金属集尘极、电晕极、重锤，金属集尘极为六角形管状，在不锈钢支架上竖直放置分布有多个并分别与不锈钢支架底部固定，每个金属集尘极内部竖直设有一个电晕极，电晕极为芒刺形，每个电晕极上端分别与支撑吊杆连接，下端分别固定有一个重锤，电晕极通过高压电线外接高压电源，金属集尘极通过电线接地，振打轴位于金属集尘极的底部。
11.最佳的，高压电源为1000～5000v的负高压。
12.进一步的，可拆卸窗为金属外框，金属框架内部铺设绝热石棉，可拆卸窗下侧安装可抽拉式灰斗，灰斗侧面为格栅布置。
13.进一步的，富勒烯负离子发生器安装在香烟燃烧区域托盘上的四周，随着气流运动的方向对燃烧的烟气混合并使得其中的颗粒物荷电，富勒烯负离子发生器释放尖端采用超导的电触媒材料富勒烯，富勒烯负离子发生器外接220v交流电源。
14.最佳的，高压收尘装置外部和焚香炉主体外部喷涂高温绝缘涂料，如丙烯酸或聚氨酯涂料，以实现绝缘，保证设备安全。
15.一种上述的烟气一体处理环保焚香炉的使用方法，包括以下步骤：
16.工作时：
17.步骤一：将富勒烯负离子发生器接交流电，高压收尘装置连接高压电；
18.步骤二：打开交流电源，使富勒烯负离子发生器通电2～3分钟后，打开高压电源，使高压收尘装置通电，此时，烟气中的颗粒物带负电，被高压收尘装置中的金属集尘极捕集，除尘后的气体在导流板的引导下释放到空气中；
19.停止运行时：
20.第一步：关闭高压收尘装置和富勒烯负离子发生器的电源；
21.第二步：开启挠臂式振打装置电源；
22.第三步：挠臂式振打装置通过振打轴将附着在金属集尘板上的颗粒物打落后，关闭挠臂式振打装置电源。
23.有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：(1)一体化，本发明可以和香炉做成一体式，即可适用于新制造和设计的产品，又可以对现有的焚香炉进行改造，不影响原有设备的使用。(2)本发明具有压损小，耗能少的优点。高压收尘装置本体阻力较低，仅为100～200pa，另外一方面富勒烯负离子发生器的工作功率低，约在5.5w，因此，此一体化装置耗能少。(3)布置方式灵活，富勒烯负离子发生器及高压收尘装置，可以根据焚香炉外形结构特点，选择金属集尘极和电晕极是平板式金属集尘极和平板式电晕极的组合或者是六角形管式金属集尘极、芒刺形电极线和重锤的组合。(4)捕集效果好，富勒烯负离子发生器产生负离子，对烟尘颗粒物预荷电，荷电的颗粒物在集尘板和电晕极之间的电势作用下，聚集到集
尘极，然后被捕集，除尘效率能够达到98％。(5)在维护保养方面，若采用质量较好的树脂灌装的负离子发生器或压电陶瓷的负离子发生器可以避免被击穿这一问题，在负离子释放尖端采用超导的电触媒材料富勒烯可以避免产生臭氧，富勒烯负离子发生器可间断工作5年以上。富勒烯负离子发生器和高压收尘装置的使用寿命较长，后期维护成本较低。(6)本次使用的富勒烯负离子发生器与传统的负离子释放器相比，只需比较微弱的电流即可释放大剂量、高纯度的负氧离子，并且在空间形成纯净的生态负离子浴环境，同时避免了臭氧、氮氧化物、正离子等衍生污染物产生。
附图说明
24.图1为本发明采用板式高压收尘装置的结构示意图；
25.图2为板式高压收尘装置的结构示意图；
26.图3为板式高压收尘装置的立体结构意图；
27.图4为本发明采用六角形管式高压收尘装置的结构示意图；
28.图5为六角形管式高压收尘装置的结构示意图；
29.图6为六角形管式高压收尘装置的俯视图；
30.图7为富勒烯负离子发生器的连接结构示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
32.一种烟气一体处理环保焚香炉，包括焚香炉主体，还包括富勒烯负离子发生器1、可拆卸窗3、高压收尘装置4。高压收尘装置4外部和焚香炉主体外部喷涂高温绝缘涂料，如丙烯酸或聚氨酯涂料，以实现绝缘，保证设备安全。
33.富勒烯负离子发生器1安装于焚香炉主体下部的香烟2燃烧区域a的托盘上，富勒烯负离子发生器1和香烟2放置在同一个平板处，富勒烯负离子发生器1安装在香烟2燃烧区域a托盘上的四周，即在香烟燃烧区外侧10～15cm处，富勒烯负离子发生器1产生方向向上的负离子气流，对香烟烟尘中颗粒物预荷电。随着气流运动的方向对燃烧的烟气混合并使得其中的颗粒物荷电，富勒烯负离子发生器1释放尖端采用超导的电触媒材料富勒烯，富勒烯负离子发生器1外接220v交流电源18。
34.焚香炉主体中部的四周安装有可拆卸窗3，以保证带有细颗粒物的气流不扩散到大气中，可拆卸窗3为金属外框，金属框架内部铺设绝热石棉，可拆卸窗3下侧安装可抽拉式灰斗，收集通过挠臂式振打装置13振打下来的颗粒物，灰斗侧面为格栅布置。
35.气体在炉体内流动烟道和流动方向，从抽拉式灰斗的侧面格栅布置进入焚香炉，参与香烟2的燃烧，和富勒烯负离子发生器1产生的负离子混合，依次进入高压收尘装置4进行捕集，通过导流板8进入大气，气流烟道使得气流比较稳定流动，不易造成烟气设备其它地方泄漏。
36.高压收尘装置4在焚香炉主体上部安装于其内侧，高压收尘装置4包括不锈钢支架5、电极组件、导流板8、高压电线10、高压电源11、支撑吊杆12、挠臂式振打装置13、振打轴14、电线15、卡扣式绝缘保护管16，不锈钢支架5固定在焚香炉主体上部的内侧，导流板8安
装于焚香炉主体内并靠近其顶部的内里面，支撑吊杆12在导流板8下方安装于不锈钢支架5上部，电极组件在支撑吊杆12下方安装于不锈钢支架5上，其上部与支撑吊杆12连接，电极组件一头(电晕极)通过高压电线10与高压电源11连接，另一头(金属集尘极)通过电线15接地，高压电线10、电线15外侧面上均包覆有卡扣式绝缘保护管16，卡扣式绝缘保护管16起到绝缘和耐高温的作用，挠臂式振打装置13安装于不锈钢支架5上，振打轴14设置于电极组件底部，其一端与挠臂式振打装置13连接，挠臂式振打装置13外接220v交流电源。
37.高压电源11放置在焚香炉主体的外侧，高压电源11为1000～5000v的负高压。
38.电极组件可以为两种形式，其中一种为板式：电极组件包括金属集尘极6、电晕极7、固定支架9，金属集尘极6和电晕极7数量相等设有多个，竖直放置并沿不锈钢支架5横向依次间隔设置，金属集尘极6与电晕极7两两间隔相对，金属集尘极6和电晕极7均为板状结构，金属集尘极6与电晕极7之间的间距为50～100mm。多个金属集尘极6分别通过固定支架9安装在不锈钢支架5上，多个电晕极7上端分别与支撑吊杆12连接，电晕极7通过高压电线10外接高压电源11，金属集尘极6通过电线15接地，振打轴14位于金属集尘极6的底部。
39.接220v交流电源的富勒烯负离子发生器1产生负离子，对烟尘颗粒物预荷电，电晕极7外接高压电源，金属集尘极6接地，荷电颗粒在金属集尘极6和电晕极7之间电势的作用下，颗粒物聚集到集尘极，然后被捕集，处理后的烟气被释放到空气中，实现了烟气中气体和颗粒物的分离，从而实现了净化空气的作用。
40.电极组件的另一种形式为管式：电极组件包括金属集尘极6、电晕极7、重锤11，金属集尘极6为六角形管状，在不锈钢支架5上竖直放置分布有多个并分别与不锈钢支架5底部固定，每个金属集尘极6内部竖直设有一个电晕极7，电晕极7为芒刺形，每个电晕极7上端分别与支撑吊杆12连接，下端分别固定有一个重锤11，电晕极7通过高压电线10外接高压电源11，金属集尘极6通过电线15接地，振打轴14位于金属集尘极6的底部。
41.金属集尘极6和电晕极7之间加载高压，形成高压电场，荷电颗粒在金属集尘极6和电晕极7之间电势的作用下，聚集到金属集尘极6上，被处理后的烟气会经过上方的导流板8导流的作用下释放到空气中。待不再燃烧香烟时，关闭高压电源11和富勒烯负离子发生器1后，打开挠臂式振打装置13的电源，使之低速驱动振打轴14，振打轴14上的振打锤挠轴旋转，利用振打锤下落时的冲击力将聚集在金属集尘极6上的颗粒物至灰斗上，待工作完成后，取下灰斗，清扫干净灰斗中的颗粒物。富勒烯负离子发生器1、挠臂式振打装置13均为现有装置。
42.本发明在结构、材料选型上的具体设计说明如下：
43.(1)高压收尘装置的结构
44.高压收尘装置框架为不锈钢材质，支撑吊杆和振打轴选用的材质为40cr,并在外部喷涂高温绝缘涂料，如丙烯酸或聚氨酯涂料，以达到绝缘的目的。
45.管式的电极组件由六角形管式金属集尘极 芒刺形电晕极 重锤组成，每个极板对用一根电晕线。其中金属集尘极材质选用480c型板；芒刺形电晕极材质为不锈钢，耐高温耐腐蚀；重锤接芒刺形电晕极末端，以固定电晕极位置，其形状为圆柱形，材质为陶瓷。平板式除尘装置由平板式金属集尘极 平板式电晕极组成，其中平板式金属集尘极选用480c型板，平板式电晕极选用不锈钢材质。
46.高压电源为直流高压，根据处理的烟气量来设置板式电极组件的异极间距以及接
入电压值。高压电源和220v的交流电源都放置在焚香炉本体的外侧。
47.(2)灰斗
48.可抽拉式灰斗是由钢板焊接成的，形状为方形漏漏斗状，灰斗的角度为120
°
，灰斗内四角贴圆弧板过渡，利于卸灰。灰斗安装在香烟焚烧区域下方，四周为格栅。
49.(3)富勒烯负离子发生器
50.本次选用的富勒烯负离子发生器的释放端使用的材料是一种接近超导的材料，电阻几乎为零，只需比较微弱的电流即可释放大剂量、高纯度的负氧离子，并且在空间形成纯净的生态负离子浴环境，同时避免了臭氧、氮氧化物、正离子等衍生污染物产生。富勒烯负离子发生器凭借其独有的优势，已经得到了广泛的应用，可以在市面上直接购买。
51.上述的焚香炉的使用方法，步骤如下：
52.设备工作时：
53.步骤一：将富勒烯负离子发生器接交流电，高压收尘装置连接高压电；
54.步骤二：打开交流电源，使富勒烯负离子发生器通电2～3分钟后，打开高压电源，使高压收尘装置通电，此时，烟气中的颗粒物带负电，被高压收尘装置中的金属集尘极捕集，除尘后的气体在导流板的引导下释放到空气中；
55.设备停止运行时:
56.第一步：关闭高压电源和富勒烯负离子发生器电源；
57.第二步：开启挠臂式振打装置电源；
58.第三步：挠臂式振打装置将附着在金属集尘板上的颗粒物打落后，关闭挠臂式振打装置电源；
59.第四步:将可抽拉式灰斗取下，清扫干净灰斗中的颗粒物。