CN1008795B - 静电透镜式电收尘方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明是利用静电透镜式电收尘方法及其应用的设备，其技术解决方案是：让预荷电的粉尘进入三电极组成的透镜式电场，在透镜式电场的作用下，预荷电的粉尘改变原运动方向向异极性电极运动，穿过位于电场中的透镜口而与收尘极发射的异性粒子磁楂、凝聚、结粒、沉尘、结果被回收。按照这个方法制造的收尘设备，其一次性费用投资少，去掉了机械振打清尘装置，设备结构简化，坚实耐用、维修方便，对精微粉尘进行回收粉尘的电阻率没有要求。

Description

本发明属于静电收尘领域，它是利用静电透镜式电收尘方法及其应用的设备。

现有的静电收尘方法，基本上沿用传统的F、G、Cottrell型电收尘器的原理并加以改进和发展。这种静电收尘方法是：使（未带电的）中性粉尘预荷电，再随气流进入收尘电场，使收尘电极与电晕极极性不同，已荷电的粉尘受同性电极的排斥，被异性电极吸附，再使用振打清尘装置进行回收，这种静电收尘方法不易扼制反电晕和粉尘二次飞扬，且收尘电场对供电电源要求高，对被吸收的粉尘的电阻率有一定要求。应用这种静电收尘方法收尘的静电收尘设备主要由预荷电极、主电晕极、收尘极、高压直流脉冲电源，振打清尘装置及灰斗几大部分组成，预荷电极置于收尘电场之前，电晕极与收尘极接通高压直流脉冲电源形成收尘电场，对荷电的粉尘进行捕捉，收尘电场的方向垂直于携带粉尘的气流运动方向（参阅“静电收尘器设计规范”K、Darby著），当预荷电的粉尘进入收尘电场即被吸收，这种静电收尘设备具有（如文献NEW    TRENDS    ELECTOSTATIC    PRECIPITATION所指出）的特点：宽间距、预荷电、脉冲供电，但是这种设备因不能扼制反电晕和粉尘的二次飞扬，致使主机在运行周期内的平均收尘效率不高，新设备收尘效率高，但使用一段时间后，由于收尘电场本身的结构，必须使用机械振打清尘装置清尘，同时被吸收的粉尘又有腐蚀作用，使电极受到损伤，收尘设备使用周期不能配合主机运行周期，从而使整个设备的收尘效率降低，另一方面配备机械振打清尘装置和高压直流脉冲电源，使整个设备造价昂贵，同时设备检修困难，对高比电阻和低比电阻的粉尘吸收清除有困难，在接近收尘电极的前面加装一层栅网，可以减弱反电晕，但也只是解决局部问题。

本发明的目的，就是针对上述不足，提供一种 静电透镜式收尘方法及应用这种方法的收尘设备以解决现有收尘方法上述缺点和难于适应的方面，可消除反电晕和取消机械振打清尘装置，降低对电源的高要求，吸收精微细粉，提高设备的平均收尘效率，扩大静电收尘设备的适应能力和应用范围，降低设备造价和减少维修费用。

本发明的技术解决方案，采用透镜式电场进行收尘，让预荷电的粉尘随气流垂直通过由三电极组成的透镜式电场，给三电极加不同的直流高压，既可以对一对电极施加电压，也可以使用两电源三电极的方式加电压，使一电极为主电晕极，另一电极为收尘极，两电极之间的电极为透镜极，在透镜式电场的作用下，荷电粉尘改变原运动方向向异极性电极运动，穿过透镜极透镜口而与收尘极发射的异性离子碰撞、凝聚、结粒、沉尘。使电晕极与透镜极之间成为携带荷电粉尘的气流的通道，让透镜极与收尘极成为电收尘空间，透镜式电场系不均匀电场使透镜极中间的透镜口被电场密封，穿过透镜口的带电粉尘进入透镜极与收尘极构成的电收尘空间，只能在电收尘空间内受透镜式电场的作用反复碰撞凝集，结成大粒，最终因自重克服透镜式电场和收尘电场的作用力而不沉，入灰斗，或少部份沉降电极表面，靠自重或应力不均而垮落，应用这种收尘方法的收尘设备的组成部份有预荷电极、主电晕极、收尘极、灰斗、外壳，其特征在于，透镜式电场由主电晕极、透镜极、收尘极和直流高压电源构成，透镜极处在主电晕极与收尘极之间，透镜极上有若干个允许带电粉尘通过的透镜口，形状可有不同，主电晕极与透镜极之间是预荷电粉尘气流通道，透镜极、收尘极、挡风板和盖板构成封闭的收尘室，收尘室下与灰斗相通，灰斗固定在外壳上，其工作原理是，由于收尘极、电晕极、透镜极接不同的直流高电压后形成的透镜式电场是一个不均匀的静电场，其电力线呈不均匀曲线分布，如图1所述等位面向弱电场凸出，透镜孔附近不均匀电场对带电粉尘产生类似光学透镜聚焦的作用，使大量的荷电粉尘因静电透镜式电场的趋轴效应形成的粒子流通过透锐口进入到收尘室，收尘极发出适量电晕，散发适量的离子，使其与荷异极性电的粒子碰撞，中和反复多次的结果，使粉尘凝集结成较大的团粒，以至越来越大，当这种团粒电量减少，动能降低，重量增加，一旦其自重克服了电场力和空气粘滞力后，就会因自重而沉降，通过与收尘室相通的灰斗而被回收，另一方面透镜口被不均匀电场所密封，穿过透镜极的荷电粉尘不能再通过透镜口回到携带荷电粉尘的气流通道中，确保了收尘效果。

本发明的优点在于，采用静电透镜式收尘方法，对粉尘的比电阻没有选择性，应用范围宽，收尘效率高，并能长期保持效率大于99%，无需振打过程，消除了反电晕又解决了粉尘的二次飞扬，应用这种方法除尘的设备，其一次性投资费用比现有的静电除尘设备降低10%-15%，去掉了机械振打清尘装置，使设备结构简化，坚实耐用，维修方便、维修费用低，对该设备进一步完善，可以对超微细粉尘进行回收，这是现有收尘器办不到的。

图1，透镜式电场示意图

图2，本发明的设备原理示意图

图3，本发明的设备结构示意图正视图

图4，本发明的设备结构示意图俯视图

下面，根据附图对本发明的进一步描述：

如图1所示，主电晕极1、透镜极2、收尘极3构成透镜式电场，分别给三电极加上不同的电压U1、U2、U0，形成电场E1、E2，在透镜口附近呈不均匀曲线分布。

如图2所示，应用静电透镜式电收尘方法的设备，由若干列主电晕极1、透镜极2、收尘极3，交错组成数个供收尘用的透镜式电场，其中每二列透镜极2与一列收尘极3同挡风板6、上盖板8（此处未画出）构成收尘室5，主电晕极1置于气流通道7中，箭头符号表示携带预荷电粉尘气流流动的方向，高压直流电源给主电晕极1接U1给透镜极2接U2，给收尘极3接U0。

如图3、图4所示，本发明由预荷电极13，主电晕极1、透镜极2、收尘极3、挡风板6、上盖板8、灰斗9、外壳10、接线柱11、框架12等组成，接线柱11装在外壳10上并与外壳10绝缘，接线柱11由金属杆件和石英套管构成，也可以由耐高压的绝缘瓷瓶同金属杆件构成，接线柱11上的金属杆件在外壳10内的一端与框架12连接，通过螺栓紧固，在几个相互绝缘的框架12上分别固定有主电晕极1、透镜极2、收尘极3，由两列透镜极2、一列收尘极3、挡风板6、上盖板8构成收尘室5，收尘室5下与灰斗9相通，收尘室5有若干个，高压直流电源与接线柱11上的金 属杆件在外壳10外的一端相接，通过接线柱11分别给在外壳10内的各电极加电压，预荷电极13装在收尘电场的前部，框架12是用角铁或扁钢按一定尺寸焊接而成，主电晕极1、收尘极3为长条或杆状，表面粗造，有毛刺或者不规则螺旋、锯齿，透镜极2上开有透镜口4或者在每两块透镜极2之间留有透镜口4，在两个收尘室5之间是气流通道7。

Claims (7)

1、静电透镜式电收尘方法，使粉尘预荷电，其特征在于，采用透镜式电场进行收尘，让预荷电的粉尘通过由三电极组成的透镜式电场，给三电极加不同的直流高压，使一电极为主电晕极，另一电极为收尘极、两电极之间的电极为透镜极，让预荷电粉尘在透镜式电场中改变原运动方向向异极性电极运动，穿过透镜极中间的透镜口而与收尘极发出的异性离子碰撞、凝聚、结粒、自沉、使主电晕极与透镜极之间成为携带荷电粉尘的气流的通道。透镜极与收尘极成为电收尘空间，透镜式电场的不均匀电力线分布使透镜口被电场密封，吸进收尘空间的粉尘相互反复碰撞凝集，结成大粒，靠自重克服透镜式电场的作用力落入灰斗而被回收，少数沉聚在电极表面的粉尘靠自重或应力不均而垮落。

2、根据权利要求1所述的静电透镜式电收尘方法，其特征在于，直流高压只施加于透镜式电场的一对电极或（两电源）三电极。

3、一种应用权利要求1的静电透镜式电收尘方法的设备，有预荷电极、主电晕极、收尘极、灰斗、外壳，其特征在于，透镜式电场由主电晕极（1）、透镜极（2）、收尘极（3）和高压直流电源构成，透镜极（2）处在主电晕极（1）与收尘极（3）之间，透镜极（2）上有若干个允许带电粉尘通过的透镜口（4），主电晕极（1）与透镜极（2）之间是预荷电粉尘的气流的通道（7），透镜极（2）、收尘极（3）、挡风板（6）和上盖板（8）组成封闭的收尘室（5）。收尘室5下与灰斗（9）相通，灰斗（9）固定在外壳（10）上，高压直流电源通过接线柱（11）分别与安装在外壳（10）内，固定有各电极的相互绝缘的几组框架（12）相接。

4、根据权利要求3所述的一种应用权利要求1的静电透镜式电收尘方法的设备，其特征在于，主电晕极（1）、透镜口（4）、收尘极（3）形成静电透镜式电场和收尘室电场。

5、根据权利要求3所述的一种应用权利要求1的静电透镜式电收尘方法的设备，其特征在于，收尘极（3）、主电晕极（1）为长条或杆状，表面粗造、有毛刺或者是不规则的螺旋及锯齿。

6、根据权利要求3所述的一种应用权利要求1的静电透镜式电收尘方法的设备，其特征在于，接线柱（11）是由金属杆件和石英套管构成，也可以由耐高压的绝缘瓷瓶同金属杆件构成。

7、根据权利要求3所述的一种应用权利要求1的静电透镜式电收尘方法的设备，其特征在于，收尘室（5）有若干个。

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