CN101791589A - 常温型核凝成长湿式静电集尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种常温型核凝成长湿式静电集尘装置，用以净化一待处理废气，包括核凝成长腔、界面活性剂水溶液以及静电除尘腔。核凝成长腔包括第一腔室、废气入口、连接口以及喷雾器，废气入口由第一腔室向外部延伸，而喷雾器设于第一腔室中。界面活性剂水溶液由喷雾器喷入第一腔室中，静电除尘腔包括第二腔室以及气体出口，第二腔室与连接口连接，而气体出口由第二腔室向外部延伸。

Description

常温型核凝成长湿式静电集尘装置

技术领域

本发明是有关于一种核凝成长湿式静电集尘装置，特别是指一种内部温度可保持在常温状态下的静电集尘装置。

背景技术

近年来深次微米微粒已广泛的应用在纺织、光电、医药、生化及环境相关产业上。在制造深次微米相关产品的过程中，深次微米微粒会经由许多途径散布到空气中，之后再通过空气的传输及分子扩散进入水中。许多相关研究指出纳米微粒也会通过呼吸行为进入人体并沉降在呼吸道中，或是通过血液及淋巴液传递到人体各部器官中，对人体造成危害。有鉴于此，如何有效的控制深次微米微粒为目前最重要的课题之一。

静电集尘器为目前广泛应用的集尘设备之一，但是根据微粒的扩散及电场充电机制与电力移动性的理论关系，可发现电移动性在0.1μm～1μm的范围最低而呈现一个U形的收集效率曲线。因此如何提高静电集尘器对深次微米微粒的收集效率，仍有待进一步的研究。

目前在工业界较为广用的干式静电集尘器，相较于其它传统的集尘设备，干式静电集尘器的压损较低，所需消耗的电力较少，且操作简单。但是近年来的研究发现，干式静电集尘器的收集板上所堆积的粉尘饼会形成绝缘层，降低电场强度并减少收集效率，因此在使用一段时间过后，需将收集板上的粉尘饼震落。在敲击粉尘饼的过程中，会增加粉尘再扬起的机率，而产生一些细微粒(PM2.5)的二次污染。此外，当高电阻系数的粉尘附着于收集板上时，会产生背电晕的现象，降低集尘效率。为了改善干式静电集尘器在使用上的缺点，国外已有许多学者设计开发湿式静电集尘器，解决了在敲打收集板过程中所产生的粉尘再扬起问题，因此对于次微米微粒的去除效率也较干式静电集尘器高。

已知湿式静电集尘器，如美国第5,395,430号专利案所揭露，其包括有壳体、静电集尘单元、电源供应单元以及干净流体供应单元，静电集尘单元包括多个静电集尘件设于壳体，且每一静电集尘件具有收集管以及放电电极，电源供应单元分别与静电集尘单元的收集管以及放电电极电性连接，使二者之间形成一电场，而干净流体供应单元用以容纳洗涤液，并通过一导管将洗涤液输送至静电集尘件上方，使洗涤液通过重力而沿着收集馆内侧壁面向下流动，同时于收集管的内侧壁面形成水膜。

但湿式静电集尘器仍有其缺点，如洗涤液通常无法均匀地在收集管的壁面形成水膜，部分壁面仍维持干燥，造成附着于干燥壁面上的微粒无法被清除，另外，此设计对深次微米的微粒收集效果不佳。不适当的表面处理会造成收集管表面产生槽道现象，降低洗尘效率。对粘着性粉尘，如油烟微粒的收集效率低。收集管及放电电极之间缺乏屏蔽，两者容易经由该洗涤液而形成短路或火花，甚至导致工安意外。

另外，不论干式及湿式集尘器均有放电电极易有粉尘附着使电晕强度下降，造成空气离子量降低微粒充电不足，使得微粒收集效果不佳的缺点。对于深次微米微粒处理方面，如果废气温度不够高时，则须额外耗费能源来加温使水气化，以促成小微粒的凝结成长使处理效率提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种常温型核凝成长湿式静电集尘装置，改善常温下深次微米微粒及粘稠性微粒收集效率不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种常温型核凝成长湿式静电集尘装置，用以净化一待处理废气。常温型核凝成长湿式静电集尘装置包括核凝成长腔、界面活性剂水溶液以及静电除尘腔。核凝成长腔包括第一腔室、废气入口、连接口以及喷雾器，废气入口由第一腔室向外部延伸，而喷雾器设于第一腔室中。界面活性剂水溶液由喷雾器喷入第一腔室中，静电除尘腔包括第二腔室以及气体出口，第二腔室与连接口连接，而气体出口由第二腔室向外部延伸。

应注意的是，静电除尘腔还包括洁净水进流通道以及废水流出通道，洁净水进流通道设于静电除尘腔的上侧，而废水流出通道设于静电除尘腔的底侧。

应注意的是，静电除尘腔还包括洁净水储存槽以及废水收集槽，洁净水储存槽与洁净水进流通道连接，而废水收集槽与废水流出通道连接。

应注意的是，洁净水储存槽还包括导角，导角位于洁净水储存槽与第二腔室连接处。

应注意的是，静电除尘腔的两侧分别包括一接地导通的多孔性电极板，且该静电除尘腔内设有一放电电极。

应注意的是，多孔性电极板为一粗糙面。

应注意的是，多孔性电极板为亲水性表面。

应注意的是，静电除尘腔的另外两侧还分别包括一套管，套管外侧包括螺纹结构，套管用以装设放电电极，并且通过螺纹结构与静电除尘腔的腔壁固定。

应注意的是，静电除尘腔的腔壁包括装设孔，装设孔具有螺纹结构以固定套管。

应注意的是，套管与放电电极之间填入干净空气或氮气。

应注意的是，常温型核凝成长湿式静电集尘装置还包括超音波装置，设于第一腔室中。

应注意的是，待处理废气沿一气流方向通过静电除尘腔的第二腔室，放电电极之延伸方向与气流方向垂直。

应注意的是，界面活性剂水溶液是由界面活性剂与水混合而成，对于界面活性剂而言，阴离子界活性剂、洋离子界面活性剂、两性界面活性剂或其混合物皆可使用。阴离子界面活性剂可举例有：十六烷基硫酸钠(sodium dodecylsulphate)、月桂基硫酸钠(sodium lauryl sulfate)等。阳离子界面活性剂可举例有：溴化十六烷基三甲铵(cetyltrimethyl ammonium bromide)、十六烷基砒啶氯(cetyltpyridinium chloride)等。两性界面活性剂可举例有：十二烷基胺基乙基肝胺酸(dodecyl aminoethyl glycine)、油酸酰胺(oleic acid amide)等。

应注意的是，界面活性剂水溶液的浓度范围为0.0000001～0.01M。

本发明利用多孔性电极板与放电电极连接形成微粒收集腔，可形成均匀水膜。另外，利用套管的设计将电晕放电电极包覆在中央，并由套管吹入干净空气或氮气将放电电极包覆，因此形成屏蔽，以避免火花及短路的问题，也可避免废气中的微粒附着于放电电极上，延长放电电极的使用寿命。再者，还利用界面活性剂水溶液的方式，使微粒在常温下可凝结成长，同时使其轻微带电，而凝结成长后的微粒更易于充电而被集尘器所收集，可改善常温下深次微米微粒及粘稠性微粒收集效率不佳的问题。

附图说明

图1为本发明的常温型核凝成长湿式静电集尘装置示意图；

图2为本发明常温型核凝成长湿式静电集尘装置的套管以及静电集尘腔的腔壁连接示意图；

图3为本发明常温型核凝成长湿式静电集尘装置的静电除尘腔以及放电电极的俯视图。

【主要组件符号说明】

10～常温型核凝成长湿式静电集尘装置

11～核凝成长腔

111～第一腔室

112～废气入口

113～连接口

114～喷雾器

12～界面活性剂水溶液

13～静电除尘腔

131～第二腔室

132～气体出口

133～洁净水进流通道

134～废水流出通道

135～洁净水储存槽

136～废水收集槽

137a、137b～多孔性电极板

138～放电电极

139～套管

140～装设孔

141、142～螺纹结构

143～气体

144～均匀水膜

145～导角

146a、146b～腔壁

15～超音波装置

20～待处理废气

A、B～箭头

具体实施方式

图1为本发明的常温型核凝成长湿式静电集尘装置示意图。请参阅图1，本发明的常温型核凝成长湿式静电集尘装置10是用以净化待处理废气20，而常温型核凝成长湿式静电集尘装置10主要包括核凝成长腔11、界面活性剂水溶液12、静电除尘腔13以及超音波装置15。核凝成长腔11包括第一腔室111、废气入口112、连接口113以及喷雾器114，废气入口112由第一腔室111向外部延伸，使待处理废气20可由废气入口112进入常温型核凝成长湿式静电集尘装置10中，而喷雾器114设于第一腔室111中，用以制造水雾，另外超音波装置15设于第一腔室111中。界面活性剂水溶液12储存于第一腔室111中，静电除尘腔13包括第二腔室131以及气体出口132，第二腔室131与连接口113连接，而气体出口132用以提供除尘后的洁净空气排出，由第二腔室131向外部延伸。其中，界面活性剂水溶液12由界面活性剂与水溶液混合而成，界面活性剂可为一阴离子界活性剂、一阳离子界面活性剂、一两性界面活性剂或其混合物，而该阴离子界面活性剂可为十六烷基硫酸钠(sodium dodecylsulphate)、月桂基硫酸钠(sodium lauryl sulfate)等，该阳离子界面活性剂可为溴化十六烷基三甲铵(cetyltrimethyl ammonium bromide)、十六烷基砒啶氯(cetyltpyridinium chloride)，该两性界面活性剂可为十二烷基胺基乙基肝胺酸(dodecyl aminoethyl glycine)、油酸酰胺(oleic acid amide)等。另外，界面活性剂水溶液的浓度范围为0.0000001～0.01M。

另外，静电除尘腔13还包括洁净水进流通道133、废水流出通道134、洁净水储存槽135、废水收集槽136、多孔性电极板137a、137b以及放电电极138。洁净水进流通道133设于静电除尘腔13的上侧，而废水流出通道134设于静电除尘腔13的底侧，洁净水储存槽135与洁净水进流通道133连接，而废水收集槽136与废水流出通道134连接。多孔性电极板137a、137b分别设于静电除尘腔13的二侧，放电电极138设于静电除尘腔的腔壁上且位于该静电除尘腔内。位于静电除尘腔13二侧的多孔性电极板137a接地导通。其中，多孔性电极板137a、137b为粗糙面以及亲水性表面。应注意的是，洁净水储存槽135还包括导角145，导角145位于洁净水储存槽135与第二腔室131连接处，可提供洁净水更平顺地流入第二腔室131中。

图2为本发明常温型核凝成长湿式静电集尘装置的套管以及静电除尘腔的腔壁连接示意图。图3为本发明常温型核凝成长湿式静电集尘装置的静电除尘腔以及放电电极的俯视图。再请参阅图2及3，静电除尘腔13的二侧腔壁146a、146b可固定套管139，用以装设放电电极138。其中，腔壁146a、146b与多孔性电极板137a、137b互相垂直设置，而套管139外侧设有螺纹结构142，以图2中为例，静电除尘腔壁146a上设有装设孔140，装设孔140具有螺纹结构141以固定套管139，因此，将装设有放电电极138的套管139塞入装设孔140中，并通过螺纹结构141、142彼此固定，以达成将放电电极138固定在静电除尘腔的腔壁146a、146b上的目的。另外，套管139与放电电极138之间填入气体143，该气体143可为干净空气或氮气。

请再参阅图1，废气20可经由废气入口112进入到核凝成长腔11中，由于第一腔室111中设有界面活性剂水溶液12以及喷雾器114，透过喷雾器114或是超音波装置15制造水雾，而界面活性剂水溶液12中的界面活性剂会带电以吸附废气20中的微粒，因此废气20中的微粒与水雾结合使粒径变大，再经过连接口113以箭头A方向进入到静电除尘腔13中。

而静电除尘腔13中的多孔性电极板137a、137b形成的微粒收集电极板，产生均匀电场，放电电极138可通过放电而使与水雾结合的微粒朝多孔性电极板137a、137b移动且吸附于其上。当洁净水经过洁净水储存槽135与洁净水进流通道133后，通过重力由静电除尘腔13上端流下时，可形成均匀水膜144，使多孔性电极板137a、137b上每一处都有洁净水流过，以冲洗附着于其上的微粒，而冲洗后的洁净水再经由废水流出通道134以及废水收集槽136以箭头B方向排出于常温型核凝成长湿式静电集尘装置10外。

本发明利用多孔性电极板137a、137b与放电电极138连接形成微粒收集腔，可形成均匀水膜144。另外，利用套管139的设计将电晕放电电极138包覆在中央，并由套管139吹入干净空气或氮气将放电电极138包覆，因此形成屏蔽，以避免火花及短路的问题，也可避免废气20中的微粒附着于放电电极138上，延长放电电极138的使用寿命。再者，还利用界面活性剂水溶液12的方式，使微粒在常温下可凝结成长，同时使其轻微带电，而凝结成长后的微粒更易于充电而被集尘器10所收集，可改善常温下深次微米微粒收集效率不佳的问题。

但以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即但凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (15)

1.一种常温型核凝成长湿式静电集尘装置，用以净化一待处理废气，其特征在于，包括：

一核凝成长腔，包括一第一腔室、一废气入口、一连接口以及一喷雾器，该废气入口由该第一腔室向外部延伸，而该喷雾器设于该第一腔室中；

一界面活性剂水溶液，储存于该第一腔室中；以及

一静电除尘腔，包括一第二腔室以及一气体出口，该第二腔室与该连接口连接，而该气体出口由该第二腔室向外埠延伸。

2.根据权利要求1所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该静电除尘腔还包括一洁净水进流通道以及一废水流出通道，该洁净水进流通道设于该静电除尘腔的上侧，而该废水流出通道设于该静电除尘腔的底侧。

3.根据权利要求2所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该静电除尘腔还包括一洁净水储存槽以及一废水收集槽，该洁净水储存槽与该洁净水进流通道连接，而该废水收集槽与该废水流出通道连接。

4.根据权利要求3所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该洁净水储存槽还包括一导角，该导角位于该洁净水储存槽与该第二腔室连接处。

5.根据权利要求1所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该静电除尘腔的两侧分别包括一接地导通的多孔性电极板，且该静电除尘腔内设有一放电电极。

6.根据权利要求5所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该多孔性电极板为一粗糙面。

7.根据权利要求5所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该多孔性电极板为一亲水性表面。

8.根据权利要求5所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该静电除尘腔的另外两侧还分别包括一套管，该套管外侧包括一螺纹结构，该套管用以装设该放电电极，并且通过该螺纹结构与该静电除尘腔的一腔壁固定。

9.根据权利要求8所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该静电除尘腔的该腔壁包括一装设孔，该装设孔具有一螺纹结构以固定该套管。

10.根据权利要求8所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该套管与该放电电极之间填入一干净空气。

11.根据权利要求8所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该套管与该放电电极之间填入一氮气。

12.根据权利要求1所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，其还包括一超音波装置，设于该第一腔室中。

13.根据权利要求1所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该待处理废气沿一气流方向通过该静电除尘腔的该第二腔室，该放电电极的延伸方向与该气流方向垂直。

14.根据权利要求1所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该界面活性剂水溶液是由一界面活性剂与一水混合而成，该界面活性剂可为一阴离子界活性剂、一阳离子界面活性剂、一两性界面活性剂或其混合物，而该阴离子界面活性剂可为十六烷基硫酸钠、月桂基硫酸钠，该阳离子界面活性剂可为溴化十六烷基三甲铵、十六烷基砒啶氯，该两性界面活性剂可为十二烷基胺基乙基肝胺酸、油酸酰胺。

15.根据权利要求14所述的常温型核凝成长湿式静电集尘装置，其特征在于，该界面活性剂水溶液的浓度范围为0.0000001～0.01M。

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