CN101124047A - 自清洁和压控式静电过滤方法及装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的系统可使电解过滤装置在没有产生任何压力损失或任何拆卸该系统的情况下被清洁。过滤电压被保持在临近击穿限度的最大值。其包括给每个由管(4)和高压电极(3)构成的组件装配一声波发生器(13)，该声波发生器(13)设置在一端用于在停止过滤操作时使其运转以便使粉尘落下，该粉尘可被回收系统吸收，其中回收系统由回收室(14)和提取器(15)构成。该系统用于所有产生浮动的有毒粉尘的装置。

Description

自清洁和压控式静电过滤方法及装置
技术领域
本发明涉及产生有毒粉尘(灰尘、尘埃)或非粉尘(如悬浮在流体中的颗粒(粒子))的工业装置(设备)领域。本案为危险性物质如有机核废料、有毒工业废料或危险性原材料的热处理方法。还涉及电磁过滤装置的领域。
背景技术
在许多前述装置(设备)中，需要极有效的过滤系统以便干预那些处理其中悬浮有粉尘或颗粒的流体的装置。
现有很多过滤系统，其可以分为以下三类：利用机械装置的系统、利用流体的系统以及利用物理现象的系统。
前者采用有效的物理和机械屏障，如套管式过滤器、袋状滤器和颗粒层过滤器，但在这种装置的流程中会产生压力损失，这有损于所采用方法的恰当使用，并且还产生二次废料，其体现在现有的专门用于过滤的机械装置中。过滤温度受过滤结构如毡制品、特弗隆(Teflon)的特性所限制。
流体系统涉及在流体中回收粉尘的清洗系统。它们也是非常有效的并产生非常小的压力损失，但是产生较大量的需要在下游处理的被污染或有毒的流体。对于产生有毒气体的方法，在下游使用另外的方法来处理这些排放物大大降低了这种技术的优点。
利用物理现象的系统通常效率较低，但既不产生压力损失也不产生二次废料。静电过滤是这些技术中的一种并且基本上以平行立面体布局已被长期利用。在这种装置中，需要进行称为过滤部件的“清堵(declogging)”的清洁，其通常是用锤击打该装置的金属部分，从而使粉尘得以释放。
本发明的目的是通过提出一种不同于上述的清洁系统而找到对于这些缺陷的补救措施以及为该系统提供最佳电压操作。
发明内容
为此，本发明的第一个主要目的是一种静电过滤方法，其中将刚性电极置于管中。根据本发明，清洁该装置的内部包括在该管内传播声波。
根据本发明，可进行粉尘(灰尘)的直接吸入和回收。
后者的一具体实施方式包括同时进行传播声波和吸入颗粒。如果有根据发射电弧的数量而伺服控制高电压电极的电压的控制装置，则可考虑使所述方法自动化，其是通过从施加于该电极的电压的较低确定阈值启动清洁。
这种方法的特定应用包括在流路上平行布置多个管并通过循环交替变换而交替地清洗它们。
本发明的第二个主要目的是一种具有置于管中的刚性电极的静电过滤装置。根据本发明，布置在所述管一端的声波发生器用来在该管和电极(如果其是中空的情况)内产生声波。
如果这种声波发生器具有金属扩散锥体则是非常有利的。
有利地，将待过滤的流体的进口布置在所述管的下部(底部)，将其出口布置在上部。有利地，该组件(装置)在进口上装有进口阀，在出口上装有出口阀，并在出口上具有吹扫进口阀以及在布置在该管下部但在滞留室和提取器(抽出器)的上游的清洗线路上的吹扫出口阀。
采用平行多管的方法可以通过总分配管供给流体，并通过总回收管在这些管的出口处回收流体，粉尘收集组件包括回收室和所有管共用的提取器。
附图说明
通过阅读以下参考分别示出的若干附图的描述，将更好理解本发明及其不同技术特征：
图1是根据本发明第一个具体实施方式的装置的简图；
图2图1所示装置的详细图；
图3是根据发明第二具体实施方式的装置；
图4示出了作为输入功率的函数测得的效率上的变化。
具体实施方式
参考图1，根据本发明的过滤方法和装置重复标准管结构，其中载有粉尘的流体通过布置在管4下部的进口1被引入，管4的内部温度低于140℃。在管4内部有一个由隔离装置5支撑的高压电极3，其占管4的大部分长度，形成接地的对电极(counter-electrode)。待过滤的流体从布置在管4上部的出口2排出。如果气流相对较高，则电极3必须是刚性和稳定附着的。
高压发生器6给电极3供电并连接至控制装置7，该控制装置7包括可检测高压电极3和管4之间产生的电弧的计算机。利用控制装置7，可以控制波发生器13(后面将要描述)，例如相对于在高压电极3中的低压阈值。发生器6由串联安装的电阻器8保护以防在传递电弧过程中耗散功率。在高压电极3上施加的电压值是根据每单位时间在该结构中检测到的电弧数量加以伺服控制的。因而，可以使其保持最佳值，以便提供该过滤系统的最大效率。
过滤器的污垢堵塞引起所施加电压的最佳值的漂移，并由此导致需要定期清洁。
为此，进口1具有进口阀9并且出口2具有出口阀10。而且，出口2借助于吹扫进口阀11而装配有另外的打开进口。最后，布置在管4下侧的清洁管道16具有吹扫出口阀12。
在清洁过程中，进口阀9和出口阀10关闭并且停止发生器6。然后启动布置在清洁管道端部的前面有滞留室14的提取器15并打开吹扫出口阀12。
启动布置在管4上部并在电极3及其隔离装置5上方的声波发生器13，以便发射确定的频率从而提供电极3(尤其在当其是中空的情况下)和管4的连带共振，导致滞留在管内部的粉尘的释放并从管下部排出。
打开装配有单向阀的吹扫进口阀11，让空气从管的上部流入并向下流向管的下部，从而迫使待输送的粉尘流向滞留容器14(提供其以便能够承受与过滤器内部温度相同的温度)。通过确保声波发生器13的启动和吹扫进口阀11的打开不是同时进行，可多次重复该操作。
一旦在回收容器14中完成粉尘的回收，则关闭吹扫进口阀11和吹扫出口阀12。然后再启动发生器6并打开进口阀9和出口阀10。密封的滞留室14是可拆除的，同时将粉尘封装在内。可在合适位置设置辅助清洁系统，包括锤(其将击打该装置的金属壁)。
在图2中解释说明了将声波引入管内。声波发生器13包括金属扩散锥体17。其被布置在可以是陶瓷的隔离装置5上，后者延伸该扩散结构。刚性电极3是中空的并刺入图案18以便限制其质量和增大其发射率，并以一会聚的上部19终止，使其可以由定心装置20支持。另一方面，利用这种会聚形状，可以确保将波导入电极3的内部。利用定心装置20和电极3的汇聚部19，声波可分布在管4内部(电极3的内部和外部)。当声波系统启动时，粉尘不管在何位置都被释放。在声波系统中和过滤组件的内部没有设置屏障，这避免了声波的衰减以及因此导致的系统效率降低。
参照图3，在不允许过滤的任何停顿的工业系统中，多个管可以作为一组布置，平行地安装。然后通过相对于彼此的循环变换管4而组织清洁，并最佳效率地提供腔室的连续操作。
通过利用多个平行管4的方法，计划将它们分别加以清洁，管4的清洁在借助于布置的阀门组将其从线路上分离后进行。
总进气管25给所有管4提供流体。每一个管4装配有两个隔离阀28和30，其分别布置在管4的上游和下游。同样，总出气管26接纳每一个管4的出口。一旦关闭这些隔离阀中的一对，则由滞留室14和提取器15形成的组件即被启动，并在对应的管4内，通过在每一个管4的基座上终止并装配有吹扫阀12的清洁管道29产生负压。然后声波发生器13可以为相关的管4启动。
采用这种系统证实，可以将过滤的效率保持在由清洁周期确定的一个值。图4示出了具有350mm直径和4米高度的过滤管的效率变化，该过滤管被设置在4kg/hr的有机废料(产生约250Nm3/hr的气体)的焚化炉上。这种变化作为通过发生器输入的功率的函数给出。点1对应于施用电压为67kV的初始效率99.6％。如果该电压不变，则功率随着时间自然降低以致在点4处提供低于94％的效率值。控制环路的启动提供电压的升高，在325分钟越过75kV并在330分钟稳定在80kV，其效率大于99％。电极3的电压在击穿前总是处于最大允许电压。控制电压电平引起电压随时间降低。提出了通过从在电极3中施用的电压的低确定阈值启动清洁而使该方法自动化。然而，可以观察到每6小时清洗该系统就提供最佳效率。
通过借助于前述的装置而使用声波的清洁在不必打开该机构的情况下提供高于99％的总粉尘质量的回收。观察结果表明，在集电极上的所有清洁比在发射电极上或中的效率更高。在过滤器外部的全部粉尘被回收在滞留系统中。

Claims (8)

1.一种在管(4)中设置高压电极(3)的静电过滤方法，包括通过声波的定期清洁所述管(4)内部和所述高压电极(3)为中空时的内部，其特征在于，包括进行流体的吸入以便直接回收粉尘。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，吸入与通过声波的所述清洁是同时进行的。
3.根据权利要求1所述的方法，装配有用于控制所述高压电极(3)的电压的装置，以便根据发射电弧的数量而伺服控制电压，其特征在于，清洁是通过控制装置从低压阈值自动进行的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括利用在流路上平行设置的多个管(4)以使它们可以在不停止所述过滤的情况下通过循环交替变换而被清洁。
5.一种利用设置在管(4)内的高压电极(3)的静电过滤装置，其特征在于，包括设置在所述管(4)一端的声波发生器(13)以便在所述管(4)内产生声波。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述声波发生器(13)具有金属扩散锥体(17)。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，包括在所述管(4)下部的进口(1)、在所述管(4)上部的出口(2)、在所述进口(1)上的进口阀(9)、在所述出口(2)上的出口阀(10)、在所述出口(2)上的吹扫进口阀(11)以及在清洁管道上的吹扫出口阀(12)，所述清洁管道装配有滞留室(14)和提取器(15)。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，利用在流路上平行设置且通过总进气管(25)和总出气管(26)来提供流体的多个管(4)，并且每一个所述管(4)通过在其每一个的上游和下游设置的两个放气阀(9和10)而隔离。
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