龍凈集團(tuán)在電除塵領(lǐng)域的專利分析

彭 釩 郝玉香（等同第一作者）

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州215163）

1 概述

福建龍凈環(huán)保股份有限公司致力于大氣污染治理裝備的研究開發(fā)，是全國環(huán)保產(chǎn)業(yè)骨干龍頭企業(yè)和我國最大的專業(yè)從事煙氣除塵、脫硫脫硝裝置等大氣污染治理設(shè)備機電一體化的研發(fā)制造基地。由于該公司有多個子公司，因此下文對該公司及其子公司統(tǒng)稱龍凈集團(tuán)。

截止2019 年11 月，龍凈集團(tuán)在電除塵領(lǐng)域的全球?qū)＠暾埞?07 件，在中國申請居首位。通過對其專利申請的標(biāo)引分析可知，盡管其針對電除塵方面的專利申請量較多，但其專利申請主要在國內(nèi)布局，海外布局只有個位件數(shù)，因此龍凈集團(tuán)應(yīng)加強海外市場的布局意識。

2 龍凈集團(tuán)專利分布情況

為研究龍凈集團(tuán)在燃煤電站電除塵領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，對其歷年的專利申請量按時間序列進(jìn)行統(tǒng)計分析，以對其技術(shù)狀況和發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。該公司關(guān)于燃煤電站電除塵技術(shù)最早的專利申請時間在1998 年，1998-2011 年專利申請量處于萌芽期，此時專利申請量維持在個位數(shù)，這與國內(nèi)環(huán)保以及專利意識較為薄弱相關(guān)。但是，從2012 年開始，申請量顯著增長，2012-2014 年專利申請量呈井噴式增加，2014 年達(dá)到最高申請量70 件。龍凈集團(tuán)自2012 年開始對燃煤電站電除塵技術(shù)的研發(fā)大力投入。但是2015 年后，龍凈集團(tuán)在燃煤電站電除塵技術(shù)領(lǐng)域的申請量有小幅回落。

龍凈集團(tuán)的主要申請集中在電極板清灰技術(shù)和微顆粒捕集增效技術(shù)，分別占比45%和29%。對于電極板清灰技術(shù)主要側(cè)重在傳統(tǒng)的振打、水沖洗和噴吹領(lǐng)域，其占比分別為49%、37%和11%。

3 龍凈集團(tuán)技術(shù)分支及技術(shù)路線演進(jìn)

根據(jù)龍凈集團(tuán)的研發(fā)側(cè)重點以及新技術(shù)布局，下文重點對電極板清灰、微顆粒捕集增效技術(shù)進(jìn)行技術(shù)脈絡(luò)分析。

3.1 電極板清灰

電極板清灰領(lǐng)域的專利申請為福建龍凈的主要研究方向，該公司的電極板清灰主要包括傳統(tǒng)的振打、噴吹以及水沖洗。

其中，對于早期的電站鍋爐干式除塵中，電極板清灰一般采用振打裝置將吸附于電極板上的粉塵通過振打方式去除。該公司于1999 年對振打清灰進(jìn)行專利申請CN2340510Y，吊打分開式陰極系統(tǒng), 振打桿分為上振打桿和下振打桿, 置于懸吊管內(nèi)、與其間隙配合的下振打桿一端與絕緣軸下端經(jīng)聯(lián)接套連接,另一端與陰極砧梁接觸，其使得絕緣軸不易斷裂，又能吊打分開，同時能劃小振打區(qū)域，集中振打力的陰極系統(tǒng)。2004 年，其提出一種雙維振打式靜電除塵器CN2631632Y，解決已有靜電除塵器占地面積大、陰極線易斷線或結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等問題。2010 年，CN102836784A 公開了一種電除塵區(qū)的電暈電極結(jié)構(gòu)及其電除塵裝置，其在平板結(jié)構(gòu)的兩面分別均勻連接固定有多個垂直于平板結(jié)構(gòu)的板面的條形的芒刺，既保持了電暈放電的特性，又能使電場空間形成較大的場強，從而大大的促進(jìn)荷電粉塵的運動。2012 年，該公司申請了CN201906656U，該實用新型將陽極振打位置上移后，解決了粉塵比較粘，陽極板高度較高時，陽極板的上部積灰問題，該實用新型通過陽極振打位置的上移，相當(dāng)于降低了陽極板的振打清灰高度，和傳統(tǒng)陽極機械切向振打相比，提高了除塵器的高寬比，可降低電除塵器的比鋼耗，節(jié)省占地面積，提高了核心競爭力。在2013 年期間，其申請了一種新型陽極振打錘（CN203417763U），其包括錘頭、錘卡、軸箍、大彈性圓柱銷、小彈性圓柱銷及連接件，該實用新型安裝調(diào)整簡單且耐磨不易損壞；為增強進(jìn)口分布板的振打清灰效果，于2014 年提出一種除塵器喇叭進(jìn)口分布板清灰裝置（CN203764410U）, 振打電機安裝在喇叭進(jìn)口外側(cè)，通過振打傳動裝置帶動振打錘敲擊振打砧，而振打砧固定在一對振打連桿之間，該振打連桿連接相鄰層分布板排，該多層分布板排與喇叭進(jìn)口頂板活動連接。

通過氣體噴吹的方式對電極板清灰是另一種清理吸附粉塵的方式。該公司于2013 年申請了帶有移動式花板和多組合噴吹管的脈沖噴吹實驗裝置（CN102949905A），其帶有移動式花板和多組合噴吹管的脈沖噴吹實驗裝置，涉及工業(yè)除塵器。

在電站鍋爐的濕式電除塵中，通常采用水沖洗來清洗電極板，在清洗電極板的同時也使煙塵中的顆粒團(tuán)聚并脫除。在水沖洗過程中，為了提高除塵效率又節(jié)約清灰水的用量。該公司最早在2011 年提出一種濕式靜電除塵器的收塵極液膜的測試裝置（CN102519685），上述裝置，實現(xiàn)了對收塵極表面的液膜進(jìn)行測試并定量分析，為實現(xiàn)用最小的耗水量來形成較完整和均勻的液膜提供了前提。在2016 年，該公司申請了一種適用于脫硫除塵吸收塔的高效耦合除塵器（CN105797526A）, 煙氣依次流過所述撞擊除塵區(qū)、所述電場除塵區(qū)和所述沖洗噴淋，對從煙氣入口流入的待處理煙氣進(jìn)行撞擊處理；對撞擊處理的煙氣進(jìn)行電場力吸附處理；對陽極板和陰極線進(jìn)行間歇或連續(xù)地噴淋清洗。在2017 年，該公司針對噴淋時沖洗噴嘴被堵塞問題，提出一種濕式電除塵器及其沖洗裝置（CN206731311U）, 當(dāng)該沖洗裝置恢復(fù)沖洗，在壓力的作用下，沉淀被水流卷起，且由于連接管道連接于沖洗水管頂部，只有當(dāng)沖洗水充滿沖洗水管的整個截面時，才能進(jìn)入連接管道，而在沖洗水充滿沖洗水管的過程中，一部分懸浮物在重力的作用下重新沉積于沖洗水管底部，另一部分懸浮物運動速度降低，并在水流的作用下被打散。

3.2 微顆粒捕集增效

對于微顆粒捕集增效技術(shù)的申請，龍凈集團(tuán)主要申請側(cè)重于噴霧凝聚、水膜凝聚、電凝聚以及聲波凝聚，其針對PM2.5 微顆粒的捕集手段比較全面。該公司主要側(cè)重于噴霧凝聚，對于其他新型微顆粒捕集技術(shù)投入的相對較少。

水膜凝聚和噴霧凝聚技術(shù)是濕式電除塵中常用的技術(shù)，為了解決對微細(xì)粉塵PM2.5、SO3酸霧和重金屬等污染物去除效率低的問題。該公司于2011 年申請了專利CN202356193U, 其采用位于所述收塵極頂端的噴霧管道；設(shè)置在所述噴霧管道上的噴霧噴嘴；位于所述殼體的底端并與其相連的排液管，該專利申請與現(xiàn)有技術(shù)采用振打裝置振打收塵極，去除收塵極表面的粉塵的方式相比，該實用新型提供的靜電除塵器，無需采用振打裝置，避免了二次揚塵，進(jìn)而減少了經(jīng)過除塵后煙氣的含粉塵量，使得除塵后的煙氣滿足了工業(yè)煙氣PM2.5 的排放標(biāo)準(zhǔn)，即使得除塵后的煙氣滿足了工業(yè)廢氣的排放標(biāo)準(zhǔn)。2013 年，該公司申請了專利CN203598944U，該實用新型用于濕式電除塵器的水膜均布裝置，包括收塵極和噴水管，在收塵極頂部設(shè)置噴水管，由噴水管作為收塵極懸吊裝置，噴水管上間隔設(shè)置噴水小孔，噴水小孔噴水在收塵極上形成水膜。針對實現(xiàn)噴霧的超細(xì)霧化效果、噴嘴最佳排布和提高除塵效率的技術(shù)問題，該公司于2014 年申請了適用于濕式電除塵器的螺旋式噴嘴及其排布方式（CN103962243A），本發(fā)明提出的噴嘴適用于濕式電除塵器，噴霧顆粒細(xì)小均勻，噴霧角度和散布范圍大，能有效提高濕式電除塵器集塵極沖洗效果，減少噴嘴數(shù)量，有效降低耗水量，避免噴嘴磨損，提高除塵效率。

為了提高電凝聚效率，使粉塵充分?jǐn)_流以增加碰撞頻次，2015 年，該公司申請了一種橫向雙極煙氣電凝并裝置（CN205341042U），該裝置的煙道內(nèi)交替設(shè)置5～20 個陽極部件和陰極部件，每個陽極部件上設(shè)置有4～10 根陽極電暈線和5～11 塊陽極板，陽極電暈線位于相鄰陽極板中間；每個陰極部件上設(shè)置有4～10 塊陰極板和5～11 根陰極電暈線，陰極電暈線位于相鄰陰極板中間。陽極部件垂直焊接于煙道內(nèi)壁，且與高壓直流電源的接地端連接；陰極部件通過高壓電纜線與高壓直流電源的負(fù)高壓輸出端連接，且與煙道保持絕緣。本裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，體積相對較小，且對顆粒物荷電充分，并具有雙極靜電凝并效果。

4 結(jié)論及展望

龍凈集團(tuán)專利布局側(cè)重國內(nèi)，國外布局較少或沒有；其研發(fā)熱點涉及電極板清灰和微顆粒捕集增效，其中微顆粒捕集增效側(cè)重于噴霧凝聚。由于國家政策的驅(qū)使及人們對環(huán)保的日趨重視，未來對微顆粒如PM2.5 的除去仍將備受關(guān)注，龍凈集團(tuán)為了在行業(yè)更具有競爭力，其需要在微顆粒捕集增效技術(shù)方面加大研發(fā)力度。