CN101480553A - 用于在过滤系统中移除微粒物质的系统及方法 - Google Patents

用于在过滤系统中移除微粒物质的系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101480553A
CN101480553A CNA2008101889597A CN200810188959A CN101480553A CN 101480553 A CN101480553 A CN 101480553A CN A2008101889597 A CNA2008101889597 A CN A2008101889597A CN 200810188959 A CN200810188959 A CN 200810188959A CN 101480553 A CN101480553 A CN 101480553A
Authority
CN
China
Prior art keywords
main element
gatherer
gatherer main
filter
convection current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2008101889597A
Other languages
English (en)
Inventor
R·泰勒
C·赛曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN101480553A publication Critical patent/CN101480553A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/02—Particle separators, e.g. dust precipitators, having hollow filters made of flexible material
    • B01D46/04—Cleaning filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0032—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions using electrostatic forces to remove particles, e.g. electret filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/02—Particle separators, e.g. dust precipitators, having hollow filters made of flexible material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2407—Filter candles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/48—Removing dust other than cleaning filters, e.g. by using collecting trays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/56—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
    • B01D46/58—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition connected in parallel
    • B01D46/60—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition connected in parallel arranged concentrically or coaxially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/66—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter
    • B01D46/785—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by electrical means, e.g. for the generation of electrostatic forces in order to reject particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/14—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by the additional use of mechanical effects, e.g. gravity
    • B03C3/155—Filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2267/00—Multiple filter elements specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2267/40—Different types of filters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/38—Tubular collector electrode

Abstract

本发明涉及用于在过滤系统中移除微粒物质的系统及方法，具体而言，用于移除悬浮在流体中的微粒的微粒过滤系统包括：(1)过滤元件(120)；(2)预收集器主体部件(130，220)，其可操作地连接到过滤元件(120)上，并且能够接受电荷以吸引及移除悬浮在流体中的微粒；以及(3)用于冷却预收集器主体部件(130，220)的装置。用于冷却预收集器主体部件(130，220)的该装置包括冷却剂从中流过的对流冷却通道(410)。该系统还包括与预收集器主体部件(130，220)隔开的放电电极(160)。放电电极(160)能够接受导致在预收集器主体部件(130，220)与放电电极(160)之间的电势差的电荷。

Description

用于在过滤系统中移除微粒物质的系统及方法
技术领域
本发明大致涉及用于从气流或其他流体流中移除微粒物质的过滤系统及装置。更具体地，但并非以限制的方式，本发明包括用于从气流或其他流体流中移除微粒物质的过滤系统，其包括水冷静电预收集器装置以及织物过滤元件。
背景技术
织物过滤是一种用于分离气流中的微粒物质的常见技术。在工业环境中，织物过滤经常在被称为袋滤室(baghouse)的装置中完成。通常，袋滤室包括壳，该壳具有用来接收脏的、充满微粒的气体的入口，以及使清洁空气从中通过而离开袋滤室的出口。壳的内部由管板分隔为脏气体气室或上游气室和清洁气体气室或下游气室，且脏气体气室与入口成流体连通且清洁气体气室与出口成流体连通。管板典型地包括多个孔口并支撑多个过滤元件，且各过滤元件覆盖其中一个孔口。
通常，过滤元件包括支撑结构和织物过滤介质。支撑结构，也称为芯部，典型地具有圆柱形形状并且是中空的。支撑结构的壁可类似滤网或笼，或者可简单地包括多个穿孔，以使得流体可通过该支撑结构。该支撑结构会具有至少一个端部，该端部是敞开的并能够在孔口处连接到管板上。通常该结构会从管板伸进脏气体气室。有若干种织物过滤介质。“袋式”过滤介质是柔性的和/或易弯的，并成形为袋状。筒式过滤介质典型地相对坚固且有褶皱。过滤介质通常围绕该支撑结构的外面或外部来安装。
在运行中，充满微粒的气体即脏气体被引入袋滤室，且更具体地通过入口引入脏空气气室。然后气体流过织物过滤介质到达过滤芯部内的内部空间。当气体流过过滤介质时，由气体携带的微粒物质与过滤介质的外部接合，并且或者积聚在过滤器上，或者落到脏气体气室的下部。此后，清洁的气体流过管板中的孔口并进入清洁气体气室。然后清洁气体通过出口流出袋滤室。
当微粒物质在过滤器上积聚或结块时，气体的流率被降低而且跨越过滤器的压降增加。为了恢复期望的流率，可向过滤器施加反向压力脉冲。反向压力脉冲使过滤介质扩张并使微粒物质分离，该微粒物质落到脏空气气室的下部。虽然过滤材料技术已经足够发展以允许以此方式在需要更换前数万次地清理特定的过滤元件，然而进一步延长过滤器的使用寿命在经济上是期望的。更长的过滤器寿命不仅节约了过滤器的成本，还节约了过滤器更换的成本，该更换经常是困难、昂贵的且需要使袋滤室在一段时间内停止工作。
另一种用于从气流中分离微粒物质的常见技术是使用静电装置，如静电滤尘器。在此装置中，使微粒物质充电然后通过电场的作用收集。典型的静电装置提供维持在高电压的放电电极，以及维持在相对较低电压或接地的非放电电极。当充满微粒的气流流过电极时，存在于电极之间的电场起作用以对一部分通过的微粒物质进行充电，并且导致这些微粒物质聚集在非放电电极处。然而，当微粒物质覆盖在非放电电极上时，电阻率会增加，导致被充电的微粒物质的进一步收集越来越困难。已经发现电极上的微粒物质层的电阻率是温度的函数。更具体地，当微粒物质层的温度降低时，该微粒物质层的电阻率也减小，这可允许在非放电电极上进一步收集微粒物质。
静电滤尘器可用于在过滤环境中预先收集微粒物质。然而，在非放电电极变得很快地被微粒物质覆盖的环境中，例如燃煤发电厂的袋滤室过滤室中，静电滤尘器的有效性可能会降至最低。通过冷却微粒物质层以使得保持低电阻率可以改变此情况。因此，需要用于冷却非放电电极的系统以改善由静电设备进行的微粒物质的预先收集。
发明内容
因此本发明描述了一种用于移除悬浮在流体中的微粒的微粒过滤系统，该系统包括：(1)过滤元件；(2)预收集器主体部件，其可操作地连接到过滤元件上，并且能够接受电荷以吸引及移除流体中悬浮的微粒；以及(3)用于冷却预收集器主体部件的装置。在一些实施例中，用于冷却预收集器主体部件的装置可包括冷却剂从中流过的对流冷却通道。冷却剂可为水。
在一些实施例中，对流冷却通道可以是邻近于预收集器主体部件的蛇形通道。对流冷却通道可邻近于预收集器主体部件的内表面。对流冷却通道可以是冷却回路的一部分，该冷却回路包括用于使冷却剂循环通过回路的冷却剂泵，以及用于耗散被对流冷却通道中的冷却剂吸收的热量的热交换器。
系统还包括与预收集器主体部件隔开的放电电极。放电电极可能够接受导致在预收集器主体部件与放电电极之间的电势差的电荷。预收集器主体部件与放电电极之间的电势差可为至少20,000伏特。预收集器主体部件可包括圆柱形管，该圆柱形管具有大致连续的侧壁表面、敞开的第一端部以及封闭的第二端部。该圆柱形管包括贯穿该管的侧壁表面的多个孔口。
本发明还描述了用在微粒过滤系统中的过滤器组件，该系统包括壳，该壳由管板分成第一气室和第二气室，且第一气室与入口成流体连通而第二气室与出口成流体连通，管板限定在第一气室与第二气室之间延伸的孔口，该系统还包括联接到第一电势的放电电极。过滤器组件可包括支撑框架，该支撑框架具有适于在孔口处连接到管板上的第一端部以及第二端部；围绕该支撑框架的周边设置的过滤介质；联接到该支撑框架的第二端部上的预收集器主体部件，该预收集器主体部件与电连接到第二电势上；以及用于冷却该预收集器主体部件的装置。第一电势与第二电势之间的差可操控以导致第一气室中的至少一部分微粒收集在该预收集器主体部件上。
在一些实施例中，用于冷却预收集器主体部件的装置可包括冷却剂从中流过的对流冷却通道。对流冷却通道可包括邻近于预收集器主体部件的蛇形通道。预收集器主体部件可主要由金属制成。预收集器主体部件可包括圆柱形管，该圆柱形管具有大致连续的侧壁表面、敞开的第一端部以及封闭的第二端部。该圆柱形管可包括贯穿该圆柱形管的侧壁表面的多个孔口。预收集器主体部件可置于过滤元件的上游。
本发明还描述了一种用于移除悬浮在流过壳的流体中的微粒的方法，该壳由管板分成第一气室和第二气室，第一气室与入口成流体连通，第二气室与出口成流体连通，管板限定在第一气室与第二气室之间延伸的孔口，该方法包括：(1)提供过滤元件，其具有密封地连接到管板上且邻近孔口的第一端部，该过滤元件从管板伸入第一气室；(2)提供位于过滤元件上游的预收集器主体部件；(3)冷却该预收集器主体部件；(4)提供放电电极；以及(5)将该预收集器主体部件联接至第一电势且将放电电极联接至第二电势，其中第一电势与第二电势不同，以使得悬浮在在预收集器主体部件与放电电极之间移动的流体中的微粒的至少一部分被吸引到预收集器主体部件与放电电极中的一个部件上，并且当流体通过过滤元件时，从流体中移除任何剩余的微粒。在一些实施例中，第一电势为地且第二电势可为直流-20,000伏特至-50,000伏特之间。冷却该预收集器主体部件的步骤包括提供邻近于该预收集器主体部件的对流冷却通道。
本发明的这些以及其它特征在参阅下文结合插图对优选实施例的详细描述以及所附权利要求后会变得显而易见。
附图说明
图1是本发明的示范性实施例可在其中工作的过滤系统的部分截面示意图；
图2是本发明的示范性实施例可在其中工作的过滤器组件及预收集器装置的一个实施例的正视图；
图3是本发明的示范性实施例可在其中工作的过滤器组件及预收集器装置的第二实施例的正视图。
图4是根据本发明的一个示范性实施例的过滤器组件及预收集器装置的另一实施例的正视图。
图5是大致沿图4中的线5-5所取的图4中所示的过滤器组件及预收集器装置的分解截面图。
零件列表
过滤系统                       10
壳                             20
第一气室                        30
第二气室                       40
管板                           50
入口                           60
出口                           70
积聚室                         80
孔口                           90
过滤器组件                     100
褶状过滤元件                   120
预收集器主体部件               130
袋式过滤元件                   140
过滤器组件                     150
预收集器主体部件               160
连接部                         170
轴环                           180
侧壁                           190
连接部                         200
过滤器组件                     210
预收集器主体部件               220
穿孔                           230
褶状过滤元件                   240
安装带                         250
孔口                           260
安装套筒                       270
通道                           280
管状部分                       290
径向内部通道                   300
芯部                           320
灌封材料                       330
灌封材料                       340
轴环                           350
螺纹部分                       360
轴环                           370
螺纹部分                       380
可压缩垫圈                     390
对流冷却通道                   410
具体实施方式
现在参考附图，其中贯穿若干视图各种数字表示相似的零件，图1显示了根据本发明的一个实施例的过滤系统10。该过滤系统10通常可包括封闭的壳20以及多个过滤器组件100。各过滤器组件100可包括过滤元件120和在该过滤元件120下延伸且连接到该过滤元件120上的预收集器主体部件130。系统10也可包括预收集器放电电极160。脏气体可进入壳20且干净气体可离开。更具体地，脏气体可邻近于预收集器主体部件130和放电电极160而通过，它们可工作以移除脏气体中的至少一部分微粒物质。此后，气体可通过过滤元件120，在此处另外的微粒物质可被移除。然而，由于预收集器主体部件130和放电电极160的运行，过滤元件120要移除的微粒物质可较少，且因此过滤元件的过滤材料需要较少的清理周期，以获得更长的使用寿命。
壳20可由管板50分成第一气室30和第二气室40。用于壳20及管板50两者的一种合适的材料可以是金属板。壳20也可包括与第一气室30成流体连通的入口60和与第二气室40成流体连通的出口70。积聚室80可以设置于第一气室30的下端部处，并且可由不规则成形且倾斜的壁来限定。例如，积聚室80可具有如图1所示的V字形横截面。
管板50的至少一部分可以是大致平面的。管板50可包括贯穿板50的平面部分的多个孔口，如孔口90。图1显示了从管板50上悬挂且贯穿板50中的孔口90的多个过滤器组件100。各过滤器组件100可在其上端部被管板50支撑，且可以沿大致垂直的方向向下悬挂。应当了解在运行中，可能会有与板50中的每个孔口90相联的过滤器组件100。另外，如图所示，过滤器组件100未伸入积聚室80，但应该很明显过滤器组件可以制成具有使其能伸入积聚室80的长度。
各过滤器组件100可包括过滤元件120和预收集器主体组件130。该预收集器主体组件130可联接到过滤元件120的下端部上并由该下端部支撑。预收集器放电电极160可垂直地悬挂在过滤器组件100之间。
应当了解过滤器组件100在典型的壳20中可被排列成如同袋滤室行业中所知的垂直地延伸的矩阵。放电电极160可定位于典型的袋滤室中的多个不同位置。例如，如图1所示，放电电极160可位于过滤器组件100之间且与过滤器组件100对齐的其自身的行和列中。备选地，放电电极160也可偏置于这些装置，以使得实际上放电电极位于由四个过滤器组件100形成的每个正方形的中心处。本发明的范围也包括放电电极160位于每隔一个或每隔两个过滤器组件100之间的位置或者四个过滤器组件100形成的正方形之间的位置。当然，所增加的放电电极160的位置也包括在本发明的范围之内。
在一个实施例中，过滤器组件100(图2)可通过轴环(collar)180在孔口90处连接到管板50上。虽然示出的过滤器组件100具有圆形横截面，但显然可采用任何合适的横截面构造，例如但不限于椭圆或矩形。预收集器主体部件130可在连接部200处连接到过滤元件120上，以使得该预收集器主体部件130与过滤元件120同轴地从过滤元件120向上游延伸。轴环180和连接部200将在下文中描述。
过滤元件120优选地包括褶状过滤介质。该褶状过滤介质可形成大致为管状，且在其内部周边和外部周边带有摺状折痕。该褶状过滤介质可针对期望的过滤要求而由任何合适的材料制成。
预收集器主体部件130优选地可具有管状形状。应当了解该预收集器主体部件130并不局限于此形状，而其它形状也包括在本发明的范围中，如矩形或椭圆形。预收集器主体部件130由任何合适的导电材料制成，或者备选地被任何合适的导电材料覆盖。优选地，预收集器主体部件130可大致地由如传导碳钢的金属制成。在此实施例中，预收集器主体部件130的外表面或侧壁190可以是大致连续的，即其没有洞或穿孔。如下文中将会更详细地描述，预收集器主体部件130可具有沿其内部表面延伸的对流冷却通道(图2未示出)。该对流冷却通道可包括常规的对流环冷却回路，该回路从轴环180开始向下环绕，通过过滤器组件100，通过连接部200，循环通过预收集器主体部件130，然后回到轴环180。冷却剂，例如空气、水或者其他冷却剂可循环穿过对流冷却通道以冷却预收集器主体部件130的表面。
放电电极160可垂直地延伸且可与预收集器主体部件130水平地隔开一段短距离。放电电极160可由导电材料例如不锈钢细线制成。在运行中，如下文中所述，放电电极160可电连接到电压源上，以使得其得到并维持相对于预收集器主体部件130的电势或电荷。在一个实施例中，放电电极160通过变压器和整流器(未示出)联接到线路电压，以使得放电电极维持在直流-20,000到-50,000伏特的电势之间。放电电极160可被整个地或者部分地屏蔽(即仅与预收集器主体部件130的长度相对应的长度)以减小电流在预收集器主体部件130和放电电极160之间产生电弧的可能性。假如要将放电电极160放置于物理上紧邻预收集器主体部件130处，或者提供给放电电极和/或预收集器主体部件130的电势或电荷相对于预收集器主体部件130和放电电极160之间的距离而言非常大时，建议进行屏蔽。
如图3所示的过滤器组件150的另一个实施例在孔口90处通过轴环180联接到管板50上。在此实施例中，过滤器组件150可包括袋式过滤元件140而不是褶状过滤元件120。该袋式过滤元件140可由柔性易弯织物制成。织物可以是针对期望的过滤要求的任何合适的材料。预收集器主体部件130可在连接部170处连接到过滤袋式元件140上，以使得该预收集器主体部件130可与过滤袋式元件140同轴地从袋式过滤元件向上游延伸。可如上文中对图2中的实施例描述那样提供对流冷却通道(未示出)。
如图4中图示了根据另一实施例的过滤器组件210，其包括预收集器主体部件220。在此实施例中，过滤器组件210也包括褶状过滤元件240。同样在此实施例中，预收集器主体部件220是中空管，该中空管具有贯穿其中的孔口或穿孔230。优选地，预收集器主体部件220自身表面积的大约30％-60％由孔口230占据。孔口230的主要功能是降低该预收集器主体部件220的重量。如关于前述的实施例所描述，预收集器主体部件220可由任何合适的导电材料制成或覆盖。可制成预收集器主体部件220的一种合适材料是碳钢。可如上文中对图2的实施例描述那样提供对流冷却通道(未示出)。
图5中过滤器组件210显示为部分安装。过滤器组件210可伸过管板50中的孔口260并通过弹性安装带250。带250可确保过滤器组件210可与未被精确切割的孔口一起使用。带250可包括弹性金属如不锈钢，且可用织物覆盖。带250可构造成具有与孔口260的内直径大致相同的外直径，并可容易地变形及插入孔口260以使得带250的外表面会与限定出孔口260的表面紧贴地接合。带250可提供过滤器组件210和管板50中的孔口260之间的密封。
过滤器组件210也可包括位于其上端部的安装套筒270，以将过滤器组件210连接到管板50上。该安装套筒270可由合适的材料如模压的、拉伸的或者以其他方式形成的金属制成。安装套筒270可限定过滤器组件210的开口端，用于与清洁气体气室40流体连通。安装套筒可成形以便当过滤器被移入运行位置时，包括用于容纳带250的一部分通道280。安装套筒270还可包括管状部分290，该管状部分290适合位于管板50中的孔口260之内且贯穿该孔口260，并且通过带250。
芯部310可固定于安装套筒270上并从安装套筒270伸出。芯部310可由合适的材料制成，例如穿孔的金属板、金属网或网筛。安装套筒270中的径向内部通道300可容纳芯部310的上端部。芯部310的上端部和安装套筒270可以以合适的方式连接在一起，如通过焊接、铆钉、紧固件或者金属变形。因此，可能存在相对强的连接和结构，使得当过滤器组件210悬挂在管板50上，甚至当过滤器组件具有相对重的微粒积聚且对流冷却通道充满液态冷却剂时，该连接和结构能够支撑该过滤器组件210的重量。另外，该连接可形成安装套筒270与芯部310之间的电连通，以使得这些结构具有相同的电势。
褶状过滤元件240可同心地围绕芯部310定位。褶状过滤元件240可围绕芯部310的周界形成为大致管状，且在其内部周边和外部周边带有褶状折痕。褶状元件240可针对期望的过滤要求而由任何合适的材料制成。褶状元件240的上端部也可定位在安装套筒270的通道300内，并置于灌封材料(potting material)320内，该灌封材料320可用来密封该褶状元件及安装套筒。褶状元件240可定位于芯部310的径向内部。
过滤元件240与预收集器主体部件220可通过螺纹连接部200连接。螺纹连接部200可包括位于过滤器组件210的下端部处(如图4所示)的轴环350。轴环350可具有容纳内部螺纹部分360。轴环350可以以合适的形式如焊接、铆钉或金属变形而固定到芯部310上和/或过滤元件240上，并且如此实施例中，轴环350也可由灌封材料330密封到褶状过滤元件上。在轴环350与芯部310之间的连接可形成这两个结构之间的电连通，以使得它们具有相同的电势。
螺纹连接部200也可包括位于预收集器主体部件220上端部处的轴环370。轴环370可具有用于与容纳部分360螺纹接合的外部螺纹管状部分380。轴环370可以以合适的形式如焊接、铆钉或金属变形而固定在预收集器主体部件220上。因此，可形成轴环350、轴环370与预收集器主体部件220之间的电连通，以使得这些结构具有相同的电势。
可压缩垫圈390可定位于过滤器组件210的轴环350的下端部表面与预收集器主体部件220的轴环370的上端部之间。当过滤元件240和预收集器主体部件220可相对地围绕纵向中心轴线A旋转以接合螺纹部分360，380，并将轴环350拧入轴环370时，随着过滤元件240和预收集器主体部件220可被连接到一起，垫圈390会压缩。连接装置200可具有能够通过管板50中的孔口90或孔口260的有效尺寸安装的尺寸，以及能够足以支撑预收集器主体部件220的运行重量的强度。当然，应当了解在备选实施例中也可采用如夹具或类似的其它连接装置，用来连接过滤器组件和预收集器装置体部件。
应当理解预收集器主体部件220的侧壁电联接到管板50上。此电连接通过一系列的物理连接而实现。首先，主体部件220的侧壁与轴环370接触，当预收集器主体部件220安装到过滤器组件210上时，该轴环370又接触轴环350。轴环350与芯部310成物理接触，并且芯部310与安装套筒270成物理接触。安装套筒270又接触安装带250，该安装带250接触管板50。最后，管板50接触壳20。因此，预收集器主体部件220将会具有与壳20相同的电势。如上所述，优选地，因为壳20接地，所以预收集器主体部件220同样接地。
预收集器主体部件220可进一步地具有一个或多个对流冷却通道410。在一些实施例中，对流冷却通道410可周向地围绕预收集器主体部件220的内表面延伸。在一些实施例中，如图5所示，对流冷却通道410可以蛇形方式弯曲，以使得对流冷却通道与预收集器主体部件220之间的对流交换最大化。对流冷却通道410可迂回通过多个穿孔230。因此对流冷却通道410可沿预收集器主体部件220螺旋下降，然后通过沿预收集器主体部件220的内表面的垂直路径(未示出)返回到预收集器主体部件220的顶部，从而完成回路。
按照传统的方法，对流冷却通道可由供给通道(未示出)和排放通道(未示出)来供给和排放，它们形成冷却回路的剩余部分。对流冷却通道的第一端部可连接到供给通道。按照本领域已知的方法和系统，供给通道可起始于传统冷却泵(未示出)，进入第二气室40，沿管板50，通过孔口90，向下通过过滤器组件100的内部，到达预收集器主体部件220的顶部，在此处供给通道可通过传统的方法与对流冷却通道连接。
排放通道(未示出)可连接到对流冷却通道的第二端部。按照本领域已知的方法和系统，从此连接开始，排放通道可向上通过过滤器组件的内部，通过孔口90，沿管板50，离开第二气室40，到达热交换器(未示出)。热交换器可以是与在冷却回路中使用的任何微粒冷却剂一起使用的任何已知的热交换器。例如，可使用传统的错流对流热交换。排放通道可从热交换器连接到冷却泵以完成冷却回路。
在运行中，放电电极160和预收集器主体部件200(图3或图4)，130(图2)之间会具有电势差。如上所述，在一个实施例中放电电极160可通过变压器和整流器(未示出)联接到线路电压，以使得放电电极160维持在直流-20,000至-50,000伏特之间的电势，且主体部件200(图3或图4)，130(图2)接地。应当理解可向放电电极160提供正电势或者电压可以相反。当然，也可以采用防范措施，例如绝缘与屏蔽，以防止放电电极160与预收集器主体部件200(图3或4)，130(图2)，管板50和/或壳20之间的电接触。
充满微粒的气体可通过入口60进入第一气室30(图1)。可使用风扇(未示出)来致使气体移动通过系统10。一旦处于第一气室30中，气体可邻近预收集器主体部件130和放电电极160通过。如所述，预收集器主体部件130和放电电极160可单独地联接到电源上或接地，以使得在这些部件之间存在电势差。该电势差会导致气体中的至少一部分微粒物质聚集在预收集器主体部件130上。更具体地，放电电极160可放射负离子以使得空气传播的微粒靠近时会被充电。然后充有负电荷的微粒可被静电地吸引到接地的预收集器主体部件130上并在其上聚集，将它们的电荷释放到地。此处未有意地在过滤器组件100的过滤元件120上产生电场或电势。
此后，气体可通过过滤元件120(图2)并进入过滤器组件100的内部，这会导致气体携带的微粒物质(由于预收集器主体部件130对微粒的预先收集，微粒物质会变少)被过滤元件分离并或者积聚在过滤元件之上或之内，或者从气体中分离而落到第一气室30的下部80。接着，清洁的空气通过管板50中的孔口90从过滤器组件100的内部通过，并且进入第二气室40。最终，清洁空气通过出口70离开系统10。
如所述，预收集器主体部件130和放电电极160可单独地联接到电源上或接地，以使得在这些元件之间存在电势差。另外，进入的微粒一般具有负电荷。此类微粒会被充有负电荷的放电电极160排斥，而被接地的预收集器主体部件130静电地吸引。因此优选地，预收集器放电电极160可电联接到大的负电压上，而预收集器主体部件130可电联接至地，这会趋于导致微粒在预收集器主体部件上聚集。
预收集器主体部件130在充分使用后会变得被微粒物质覆盖。微粒物质的该覆盖层会使预收集器主体130收集更多的空气中的微粒物质变得困难。更具体地，微粒物质覆盖层的电阻率可起到有效地隔离预收集器主体130的作用。因此，空气中的微粒或者会不能被预收集器主体130吸引，或者必须被充电至优先高的负电荷以克服与微粒物质覆盖层的电阻率相关联的电压降。上述任何一种结果都不是所期望的。如本领域的普通技术人员将会理解的，微粒物质覆盖层的电阻率直接随温度的变化而变化。即，当微粒物质覆盖层的温度升高时，其电阻率也增大。相应地，假如将微粒物质覆盖层保持在较低的温度，额外的充有负电荷的空气中的微粒物质可继续被吸引至并且附在预收集器主体上。
上文描述的冷却回路(带有对流冷却通道410)可用于冷却预收集器主体130，这又可冷却聚集在其上的微粒物质，因此会降低微粒物质的电阻率，并且允许预收集器主体130吸引额外的充有负电荷的空气中的微粒。冷却剂泵(未示出)可通过供给通道(未示出)循环冷却剂至预收集器主体130内的对流冷却通道。对流冷却剂通道410与预收集器主体130之间的分界面可以由诸如金属的材料构成以促进热交换。然后冷却剂可循环通过对流冷却通道410并且通过吸收热量来冷却预收集器主体130。一旦通过对流冷却通道410，冷却剂可流过排放通道(未示出)至热交换器(未示出)。注意在一些实施例中，冷却剂可能没有再循环。在热交换器处，冷却剂可被冷却以使得在对流冷却通道410中吸收的热量被耗散。然后冷却剂可流向冷却剂泵，于此再开始循环。
另外，传统的袋滤室过滤系统需要混合不同尺寸的微粒，以显示过滤元件可接受的压降值。当在传统的织物过滤器中的进入微粒的尺寸分布范围下降时，系统压降会增加并且脉冲清洁间隔会缩短。换句话说，当微粒的尺寸变得更均匀时，系统压降的增加需要更频繁的清洁。细尘埃趋向于在过滤元件的表面上形成非常紧密的尘埃层，这会驱使系统压降升高。
本发明的电激励织物过滤系统通过对进入的微粒进行充电克服了此问题。相对较大的微粒比相对较小的微粒更容易充电，并且因此，这些相对大的微粒更可能附在预收集器主体130上，留下较小的“相似”充电的微粒聚集在过滤元件的表面上。这些“相似”充电的较小微粒在过滤元件的表面上趋于互相排斥，这形成更多孔的尘埃层。结果，将微粒负载的预先清洁与本发明的电激励织物过滤相结合，减小或消除了在传统脉冲喷射式过滤系统中发现的大部分压降问题，并且因此增加了过滤元件的使用寿命。
本领域的技术人员会从上述对于本发明优选实施例的描述中认识到改进、变化或修改。此类本领域的技术人员的改进、变化或修改意在由所附权利要求覆盖。另外，显而易见的是以上描述仅针对本发明的实施例，并且在不脱离本发明的权利要求及其等价物所限定本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行许多种变化和修改。

Claims (10)

1.一种用于移除悬浮在流体中的微粒的微粒过滤系统，所述系统包括：
过滤元件(120)；
预收集器主体部件(130，220)，其可操作地连接到所述过滤元件(120)上，并且能够接受电荷以吸引并移除悬浮在所述流体中的微粒；以及
用于冷却所述预收集器主体部件(130，220)的装置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，用于冷却所述预收集器主体部件(130，220)的所述装置包括冷却剂从中流过的对流冷却通道(410)。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述冷却剂包括水。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述对流冷却通道(410)包括邻近于所述预收集器主体部件(130，220)的蛇形通道。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述对流冷却通道(410)邻近于所述预收集器主体部件(130，220)的内表面。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述对流冷却通道(410)是冷却回路的一部分，所述冷却回路包括用于使所述冷却剂循环通过该回路的冷却剂泵，以及用于耗散被所述对流冷却通道(410)中的所述冷却剂所吸收的热量的热交换器。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述预收集器主体部件(130，220)隔开的放电电极(160)，所述放电电极(160)能够接受导致所述预收集器主体部件(130，220)与所述放电电极(160)之间的电势差的电荷。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述预收集器主体部件(130，220)与所述放电电极(160)之间的所述电势差为至少20,000伏特。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预收集器主体部件(130，220)包括圆柱形管，所述圆柱形管具有大致连续的侧壁表面、敞开的第一端部以及封闭的第二端部。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述圆柱形管包括贯穿所述圆柱形管的所述侧壁表面的多个孔口。
CNA2008101889597A 2007-12-20 2008-12-22 用于在过滤系统中移除微粒物质的系统及方法 Pending CN101480553A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/961434 2007-12-20
US11/961,434 US7815714B2 (en) 2007-12-20 2007-12-20 Systems and methods for removal of particulate matter in a filtration system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101480553A true CN101480553A (zh) 2009-07-15

Family

ID=40326178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008101889597A Pending CN101480553A (zh) 2007-12-20 2008-12-22 用于在过滤系统中移除微粒物质的系统及方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7815714B2 (zh)
CN (1) CN101480553A (zh)
DE (1) DE102008055547A1 (zh)
GB (1) GB2455648B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102125812A (zh) * 2010-01-18 2011-07-20 厦门达合环保水暖器材有限公司 臭氧水制造装置
CN103000238A (zh) * 2012-11-28 2013-03-27 华北电力大学 一种铅铋合金中颗粒物的去除系统
CN103260772A (zh) * 2010-12-11 2013-08-21 艾森曼股份公司 用于对物体涂漆的设备
CN109939826A (zh) * 2019-04-26 2019-06-28 内蒙古正能化工集团有限公司 一种兰炭生产加工用电捕焦油器

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7815714B2 (en) * 2007-12-20 2010-10-19 General Electric Company Systems and methods for removal of particulate matter in a filtration system
US7947110B2 (en) * 2008-07-31 2011-05-24 General Electric Company Methods for operating a filtration system
CN102228770B (zh) * 2011-05-16 2013-06-05 陈树华 废气处理装置
US9034066B2 (en) * 2011-09-16 2015-05-19 Lawrence Livermore National Security, Llc Anti-clogging filter system
EP2596843A1 (en) 2011-11-22 2013-05-29 Paul Wurth S.A. Filter assembly for removing particulates suspended in a fluid
GB201121927D0 (en) * 2011-12-20 2012-02-01 Bofa Internat Ltd Filter assembly
US9144760B2 (en) * 2012-07-03 2015-09-29 The University Of Akron Liquid drainage from coalescing filter medium with drainage channels
US11071934B2 (en) 2013-06-24 2021-07-27 Parker-Hannifin Corporation Filter elements, coalescing baffles, filtration vessel and methods
US9815012B2 (en) 2013-06-24 2017-11-14 Pecofacet (Us), Inc. Filter elements, coalescing baffles, filtration vessel and methods
CN104815489B (zh) * 2015-04-15 2017-01-25 江苏大学 一种高压脉冲放电废气净化装置
US10173162B2 (en) 2017-01-24 2019-01-08 General Electric Technology Gmbh Fabric filters for filtration system and method
CN107137993B (zh) * 2017-06-28 2024-02-09 江苏鼎盛滤袋有限公司 一种抗静电滤袋
RU184256U1 (ru) * 2017-12-28 2018-10-19 Акционерное общество " Территориальная генерирующая компания N11" Комбинированный фильтр для электростатической и механической очистки от мелкодисперсных золовых частиц отходящих газов топливосжигающих установок
US20200086235A1 (en) * 2018-09-19 2020-03-19 Jxp Systems, Lp Apparatus and methods for filtering/coalescing gas

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040139853A1 (en) * 2001-07-10 2004-07-22 Andrei Bologa Apparatus for the electrostatic cleaning of gases and method for the operation thereof
US20060174768A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 General Electric Company Apparatus and method for the removal of particulate matter in a filtration system
CN1966127A (zh) * 2005-10-25 2007-05-23 通用电气公司 电增强织物过滤器的性能

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2825102A (en) * 1955-04-04 1958-03-04 Wesix Electric Heater Company Air purifier
SE354199B (zh) * 1969-09-30 1973-03-05 G Romell
US3945813A (en) * 1971-04-05 1976-03-23 Koichi Iinoya Dust collector
US3915676A (en) * 1972-11-24 1975-10-28 American Precision Ind Electrostatic dust collector
SE373114B (zh) * 1973-05-02 1975-01-27 Boliden Ab
US4147522A (en) * 1976-04-23 1979-04-03 American Precision Industries Inc. Electrostatic dust collector
GB2048725B (en) * 1979-05-18 1983-05-25 Przed Projektowania I Dostaw K Wire-in-tube electrostatic precipitator
US4357151A (en) * 1981-02-25 1982-11-02 American Precision Industries Inc. Electrostatically augmented cartridge type dust collector and method
JPS60177614A (ja) * 1984-02-24 1985-09-11 Hitachi Tobu Semiconductor Ltd 除塵装置
US4670026A (en) * 1986-02-18 1987-06-02 Desert Technology, Inc. Method and apparatus for electrostatic extraction of droplets from gaseous medium
US4888158A (en) * 1988-10-24 1989-12-19 The Babcock & Wilcox Company Droplet impingement device
US5158580A (en) * 1989-12-15 1992-10-27 Electric Power Research Institute Compact hybrid particulate collector (COHPAC)
US5217511A (en) * 1992-01-24 1993-06-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Enhancement of electrostatic precipitation with electrostatically augmented fabric filtration
US5746792A (en) 1996-10-25 1998-05-05 Bha Group Holdings, Inc. Dust collector filter element and supporting structure
US6203591B1 (en) * 1998-09-30 2001-03-20 Bha Group Holdings, Inc. Baghouse, long filter assembly and method of installation
US6294003B1 (en) * 1999-03-30 2001-09-25 Croll Reynolds Clean Air Technologies, Inc. Modular condensing wet electrostatic precipitators
US6824587B2 (en) * 2003-02-14 2004-11-30 Moustafa Abdel Kader Mohamed Method and apparatus for removing contaminants from gas streams
US6508861B1 (en) * 2001-10-26 2003-01-21 Croll Reynolds Clean Air Technologies, Inc. Integrated single-pass dual-field electrostatic precipitator and method
JP4529013B2 (ja) * 2004-10-01 2010-08-25 いすゞ自動車株式会社 ガス処理装置
US7601204B2 (en) * 2006-09-06 2009-10-13 Trane International Inc. Air conditioning apparatus with integrated air filtration system
US7815714B2 (en) * 2007-12-20 2010-10-19 General Electric Company Systems and methods for removal of particulate matter in a filtration system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040139853A1 (en) * 2001-07-10 2004-07-22 Andrei Bologa Apparatus for the electrostatic cleaning of gases and method for the operation thereof
US20060174768A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 General Electric Company Apparatus and method for the removal of particulate matter in a filtration system
CN1966127A (zh) * 2005-10-25 2007-05-23 通用电气公司 电增强织物过滤器的性能

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102125812A (zh) * 2010-01-18 2011-07-20 厦门达合环保水暖器材有限公司 臭氧水制造装置
CN103260772A (zh) * 2010-12-11 2013-08-21 艾森曼股份公司 用于对物体涂漆的设备
CN103260772B (zh) * 2010-12-11 2016-10-05 艾森曼股份公司 用于对物体涂漆的设备
CN103000238A (zh) * 2012-11-28 2013-03-27 华北电力大学 一种铅铋合金中颗粒物的去除系统
CN103000238B (zh) * 2012-11-28 2016-04-06 华北电力大学 一种铅铋合金中颗粒物的去除系统
CN109939826A (zh) * 2019-04-26 2019-06-28 内蒙古正能化工集团有限公司 一种兰炭生产加工用电捕焦油器

Also Published As

Publication number Publication date
GB2455648B (en) 2012-10-10
US20090158926A1 (en) 2009-06-25
US7815714B2 (en) 2010-10-19
GB0822890D0 (en) 2009-01-21
DE102008055547A1 (de) 2009-07-02
GB2455648A (en) 2009-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101480553A (zh) 用于在过滤系统中移除微粒物质的系统及方法
US7341616B2 (en) Apparatus and method for the removal of particulate matter in a filtration system
CN101637684B (zh) 用于操作过滤系统的方法
US8337600B2 (en) Electrostatic precipitator
US4147522A (en) Electrostatic dust collector
US8574353B2 (en) Electric dust collector
EP1779917B1 (en) Electrical enhancement of fabric filter performance
CN205008109U (zh) 颗粒充电系统和气体过滤系统
US8608838B2 (en) Tubing air purification system
KR101129782B1 (ko) 집진장치
CN102266698A (zh) 静电增强型织物过滤器中的接地表面几何结构的控制
US8500883B2 (en) Apparatus and system for filtering air
CN105149095A (zh) 风力发电机组的通风除尘装置及风力发电机组
RU2344881C1 (ru) Электрофильтр
US4431434A (en) Electrostatic precipitator using a temperature controlled electrode collector
KR101489622B1 (ko) 전기집진 방식이 채용된 사이클론 집진기
CN210373955U (zh) 一种绝缘粉末生产用通风装置
JPH10235224A (ja) 静電集塵機
KR20230173018A (ko) 전기 집진 장치
CN219050727U (zh) 一种布袋除尘器系统
CN117505069A (zh) 一种静电气体分离装置
SK1732022U1 (sk) Viackomorový rúrkový odlučovač tuhých znečisťujúcich látok pre malé zdroje tepla
CN109530088A (zh) 一种基于石墨纤维的提高空气净化效率的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: BHA AERTAIER CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: GENERAL ELECTRIC CO.

Effective date: 20140321

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20140321

Address after: Tennessee

Applicant after: GEN ELECTRIC

Address before: American New York

Applicant before: General Electric Company

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20090715