CN102811818B - 改进的颗粒物质控制设备和方法 - Google Patents

Abstract

用于从气流中收集和去除包括细粒物质的颗粒物质的设备和方法，其包括高收集效率和过滤器上超低压降的独特结合。该设备和方法利用同时的静电沉降和特定孔径大小的膜过滤，其中静电收集和过滤在同一表面上进行。

Description

改进的颗粒物质控制设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年2月11日提交的美国临时专利申请号61/303,493和2010年6月11日提交的美国专利申请序列号12/814,046的优先权，两篇申请的内容藉此通过引用并入本文。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

基于美国能源部合作协议号DE-FC26-98FT40320，基础合作协议，任务2.5——对于柴油系统的排放控制，在美国政府支持下，做出本发明。美国政府在本发明中具有一定的权利。

发明领域

本发明涉及颗粒材料的收集，并且特别地，本发明涉及用于收集夹带于气流中的颗粒的设备和方法。

发明背景

仅通过过滤控制细粒取决于使用三种可能的机制：碰撞、截取或扩散，捕获颗粒，已知的用于亚微大小粒子的主要的收集机制是截取和扩散。可设计并制造具有小孔径大小的过滤器，使得以高效率收集亚微粒子。但是，当颗粒收集在过滤器表面上时，这种过滤器对于流动通过其中的气体显示显著的压降并伴随背压的快速增加。

可选地，可通过采用增加的孔径大小获得过滤器上压降的降低，但是，这种更大孔径大小的过滤器的收集效率是不可接受的。因此，孔径大小、对于低压降的需要与收集效率之间的平衡是对于依靠初级过滤收集机制的所有过滤器的理论限制。

在克服上述限制的努力中，静电机制已经被开发以将颗粒驱动至收集表面，而不堵塞过滤器孔开口。但是，常规的静电收集器已经受到颗粒必须行进以到达接地表面(groundedsurface)的长距离限制。因此，可适用于高温方法的将高颗粒收集效率、低过滤器压降和再生可能结合的颗粒收集设备和方法是期望的。

发明概述

本发明公开了具有与多孔传导性过滤膜结合的静电沉降器的收集设备，任选地，多孔传导性过滤膜和静电沉降器二者可被封装为紧凑型单元。静电沉降可用于预收集颗粒物质并且将颗粒物质驱动至过滤膜表面。可采用预收集以有效地限制传导性过滤膜上的压降并随着时间收集滤饼。传导性过滤膜也可用作接地收集板并且作为多孔介质过滤器在功能上加倍，从而限制固体和烟雾状颗粒物质的通过，同时允许气流以低压降穿过收集设备。

在一个实施方式中，颗粒物质控制方法包括载有颗粒物质的气体通过一个或多个高电压电极。电极(一个或多个)可具有非常尖的末端，当以正极性或负极性的高电压电源供电时，其可形成在流动经过电极(一个或多个)的颗粒上引起电荷的局部等离子区。其后，可通过由电极产生的静电场将带电荷的颗粒驱动至电接地的表面。

电接地的表面可以是预收集表面、过滤单元外壳、过滤膜等。另外，过滤膜可包括具有平均直径(meandiameter)可在大约1至1000微米范围内的孔的薄传导膜。因此，薄传导膜可担当过滤器，因为孔阻止颗粒物质渗透或通过膜。以此方式，提供高过滤速度，同时维持过滤膜上的低压降和高收集效率。

在另一实施方式中，本发明公开了用于从气流中收集和去除包括细粒物质的颗粒物质的设备和方法。该设备和方法提供了高收集效率、过滤器上的超低压降和优异清洁能力的结合。

在另一实施方式中，本发明公开了利用同时的静电沉降和膜过滤的设备和方法，其中静电收集和过滤在薄传导膜的同一表面上进行。该设备和方法可进一步包括一个或多个本领域技术人员已知的清洁或再生机制，从而将设备的性能返回至暴露前的最初状态。与先前可得的设备和方法相比，设备的再生可提供提高的清洁水平，因为多孔传导性过滤器的本质采用纯表面过滤，并且因此，通常没有深度过滤发生，并因此没有固有的堵塞存在。

除了上述之外，因为过滤器由金属材料制造，所以该设备和方法可在小于负10°F(-12°C)至大约2000°F(1093°C)的温度下操作，从而使得至少一个实施方式远不及其它可用的技术易受热限制。

可在达到最大滤饼负荷之后通过以下方法再生设备：1)空气的高压反向脉冲，其驱动积聚的滤饼离开过滤膜表面；2)热方法，例如施加高电流至传导性过滤膜，从而将过滤器介质加热至收集的材料被热破坏、分解等的温度；3)催化氧化方法，其将碳氢化合物和其它化合物转化为气体形式；4)机械作用，其包括从过滤膜表面刷掉或刮掉滤饼；和5)它们的结合。

该设备和方法可进一步包括多个具有各种组成、孔径大小、形状、几何形状等的膜收集表面。例如并且仅用于例证性的目的，本发明的多孔传导性过滤膜的孔径大小可在所有阶段中是不同的、类似的或在连续阶段中是越来越小的。同样地，可以以各种构造、以不同间距等布置高电压放电电极和膜表面。

附图简述

图1是根据本发明的实施方式的混合静电沉降器/过滤膜的示意性正视图；

图2是图1中显示的混合静电沉降器/过滤膜的示意性俯视图；

图3是根据本发明的另一实施方式的混合静电沉降器/过滤膜的示意性俯视图；

图4是本发明的实施方式的收集效率对电流的图；

图5是本发明的实施方式的收集效率对颗粒直径的图；

图6是根据本发明的实施方式的混合静电沉降器/过滤膜的俯视图；

图7是图6中显示的混合静电沉降器/过滤膜的侧视图；

图8是本发明的实施方式的收集颗粒浓度对颗粒直径的图；

图9是根据本发明的实施方式的颗粒质量浓度对测试操作时间的图；

图10是根据本发明的实施方式的混合静电沉降器/过滤膜的过滤器阻力的图；

图11A是现有技术过滤器的过滤机制的示意性图解；和

图11B是根据本发明的实施方式的过滤机制的示意性图解。

本发明详述

术语

为了方便，本文中术语“LoP过滤器”可用于指本公开的设备和方法。从而意指本发明的非限制性。如本领域惯例可交换地使用术语“背压”和“压降”。“改进混合颗粒收集器”(或AHPC)指在例如美国专利号5,938,818和6,544,317中公开的能源与环境研究中心(EERC)的技术，两篇专利通过引用以其整体并入本文。以一个参数量化压降和速度的术语被称为“阻力”，其简单地是过滤器上的压降除以过滤器流速，即通过过滤器的气流的速度。

颗粒收集

本发明提供具有与过滤器结合的静电沉降器的收集设备。因此，本发明具有作为过滤器的效用。在一些情况中，与过滤器结合的静电沉降器以紧凑型单元封装。

静电沉降器可使用静电沉降预收集颗粒物质并将颗粒物质驱动至多孔传导性过滤膜表面。采用预收集以有效地限制传导膜上的压降并减少随着时间收集或积聚的滤饼。多孔传导性过滤膜可用作接地收集板，并且还可作为多孔介质过滤器在功能上加倍。以此方式，固体和烟雾状的颗粒物质通过过滤膜的通道被限制并且气体仍可流动通过其中。

还提供了用于控制颗粒物质的方法。该方法包括将进入的载有颗粒的气体经过并且接近具有正或负极性的高电压电极。电极可具有尖的或尖锐的末端，当以高电压电源供电时，其可形成局部电晕区域，其中据此电晕区域被限定为从气体高度离子化的每个电极末端的尖端(sharppoint)发源的空间区域。另外，由电晕区域发出的离子可附着至流过电极的颗粒以形成带电的颗粒，然后通过电极和接地表面之间产生的静电场将带电颗粒驱动至电接地的表面。应当理解，电接地的表面可以是预收集表面、过滤单元外壳、过滤膜等。

可由本领域技术人员已知的任何材料——例证性地包括细金属网(finemetallicmesh)等——制造多孔传导性过滤膜。过滤膜可具有1至1000微米之间预定平均直径的小孔。在一些情况中，孔可具有3至100微米之间的直径。因此，在一些情况中，过滤膜可通过防止颗粒物质渗透和/或通过其中而用作传统过滤器。

不被理论限制，将具有期望孔径大小的多孔传导膜放入电场内提供了这样的带电颗粒——其不得不只在孔径大小直径的距离一半内出现以到达收集区域，即孔的边缘。带电颗粒上的初始驱动力是朝向接地金属膜孔的边缘的静电沉降。换句话说，电场线可引导带电颗粒沉积在接地金属膜孔的边缘上，以使LoP过滤器不仅仅依靠桥接现象(bridgingphenomenon)用于高收集效率。但是，应当理解，可通过补充机制如截取、扩散和碰撞协助颗粒的收集。

与多孔传导性过滤膜结合的静电沉降的使用可提供过滤膜上的低压降和0.0002至0.1英寸水/ft/min范围内的低过滤器阻力，如以下更详细讨论的。另外，由于对过滤器桥接效应(bridgingeffect)的依赖，电场的存在可在清洁过程期间阻止瞬间的颗粒物质发射尖峰(emissionspike)，已经在常规的织物过滤器颗粒控制装置中观察到这种发射尖峰。

LoP过滤器

因此，LoP过滤器可提供过滤器上的低压降并且仍将气体中的颗粒物质降低至期望的低水平。应当理解，LoP过滤器和AHPC技术采用静电收集和表面过滤；但是，LoP过滤器可提供比AHPC技术低得多的压降。AHPC技术采用膜织物过滤器，而LoP过滤器利用具有开孔结构的多孔传导性过滤膜，其以低压降达到优异过滤性能。

LoP过滤器还可在比以前技术更低的压降下以更高的过滤速度实现高水平的颗粒物质控制。应当理解，颗粒收集装置的低压降是期望的，因为需要较少能量推动气流通过过滤器。在高流速下实现高水平的颗粒收集效率也是非常期望的，因为较高速度的过滤器需要较小的收集区域，其又使得过滤器更经济地制造并且更紧凑。

在一些情况中，LoP过滤器通过采用具有适合大小和形状的开口膜结构的多孔传导过滤器实现低阻力，以使‘洁净过滤器’阻力充分低。另外，电场的存在使得带电颗粒在孔开口的边缘结构上首先收集，并且然后朝向高电压电晕放电电极沿着电场力线(electriclinesofforce)收集或积累，而不是跨孔开口桥接。比较而言，一旦灰尘在过滤器上收集，常规过滤器介质就在孔开口上形成颗粒的连续层，从而导致显著的压降，因为通过颗粒的连续层的流动阻力比最初洁净过滤器介质的流动阻力大得多。

应当理解，如果在使孔开口与颗粒桥接后过滤继续，还可获得LoP过滤器上的大压降。但是，可在过滤膜孔开口的完全桥接发生之前通过清洁LoP过滤器维持低阻力操作。

施加的电场还可“实质上”减小LoP过滤器的膜孔径大小，以使膜比没有施加电场的过滤器的常规操作能够捕获更细的颗粒。以此方式，与没有电场的操作相比，可收集更多并且更细/更小的颗粒，而不存在孔的桥接。因此，电场提供了允许以非常低阻力操作和达到非常高的颗粒收集效率的双重益处。

应当理解，颗粒必须行进以到达接地表面的长距离限制了常规静电收集器。比较而言，LoP过滤器将具有大约1至1000微米平均直径的孔径大小的多孔传导膜放入电场内。因此，带电颗粒行进一半孔径大小直径的最大距离到达收集区域。因此，通过显著减小带电颗粒必须行进至最近接地收集表面的距离，显著提高了高的颗粒收集效率。有效孔径大小

LoP过滤器具有小于过滤器的实际物理孔径大小的“有效孔径大小”。为了本发明的目的，“有效孔径大小”被定义为在静电场的存在下实际的孔径大小，其与没有静电场的情况下几何学测量的孔径大小具有相同的颗粒收集效率。应当理解，常规过滤器的孔径大小影响颗粒捕获效率，更小孔径大小导致更高的颗粒收集。例如，一些PTFE过滤膜具有标称0.5微米孔径大小以确保高效率的颗粒捕获。但是，小的孔径大小导致大的压降，如上所述。比较而言，通过将静电场施加至本发明的传导膜介质，与孔的实际物理尺寸相比，显著地减小了颗粒可通过的静电增强的有效孔径大小。除了相对小的有效孔径大小以外，本文公开的设备和方法可实现0.0002至0.1英寸水/ft/min范围的过滤器阻力。

传统的深度过滤将以参照图11A示意性地图解的方式捕获颗粒。以几乎随机的模式截取单个颗粒，相对于过滤器表面以任何随机的角度一个颗粒将其自身附着至另一个。当足够的颗粒附着以完全地横越孔几何形状时，认为孔被桥接。事实上，为了合适的颗粒收集效率，传统的过滤器依靠这种桥接。一旦孔桥接开始，过滤器介质上的压降几乎指数地上升。

比较而言，本文所述的至少一个实施方式中的方法和设备中利用的静电机制使得颗粒以几乎与过滤器表面正交的树枝状模式收集，如参照图11B显示的，从而大大减缓了完全孔桥接的过程。虽然传统过滤器可在时间的98%桥接情况中操作，LoP过滤器避免完全的桥接情况以实现它预期的优势。换句话说，LoP过滤器不依靠完全的桥接实现最佳的颗粒收集效率。事实上，它依靠完全桥接的缺乏以大大降低过滤器阻力并且最大化静电势。

最后，收集的颗粒可使过滤膜中孔完全桥接，从而导致压降快速增长。为了阻止这个情况，某些实施方式可具有在存在压降显著增长之前从发明的过滤器中去除积聚的颗粒的特征。通过说明并且非限制性地，附聚的滤饼可通过反向的空气喷射或空气的高空气压力反冲(high-air-pressureback-pulse)从过滤器中去除。应当理解，用于去除积聚的颗粒的这种技术可需要灰尘收集储器，其需要定期地清空。同样地，包括但不限于摇动、振动、刷或刮的机械方法可用于去除积聚的颗粒。无论如何，表面过滤的性质和Lo-P过滤器的开孔通路提供可相对容易地清洁的过滤器。

清洁LoP过滤器的第三种方法可包括通过采用氧化催化剂或通过热分解“烧掉”收集材料。另外，可操作LoP过滤器，以使收集材料的“烧掉”是连续的并且在收集后立即氧化颗粒。应当理解，无机材料仍在膜表面上并且需要二次清洁机制。

高收集效率、低压降、适用于具有高温和优异再生可能的方法的结合提供了具有适用于各种方法的吸引人的颗粒物质控制性能的过滤器。Lo-P过滤器还十分适于高温应用，因为它不经历典型的袋滤室或标准ESP的限制，即由织物滤袋的使用温度限制典型的袋滤室，大多数——如果不是所有——聚四氟乙烯(PTFE)型袋子限于大约500°F的使用温度。玻璃纤维袋可以在稍微更高的温度中使用，但是仍被限于大约650°F。可以在非常高的温度应用中采用高温、陶瓷烛式过滤器，但是，这种过滤器经历高得多的压降，即使当是洁净和新的时候。因此，通过允许使用与织物、聚合物等相比可在高温下操作的传导性金属过滤膜，LoP过滤器克服了常规织物过滤器的局限。

现在参照图1和2，分别显示了混合静电沉降器/过滤膜的一个实施方式的示意性正视图和示意性俯视图，其中载有颗粒物质的气流1进入颗粒控制装置2。气流分为多个气流3，其可在多个静电沉降器/过滤膜元件5之中流动并且通过多个静电沉降器/过滤膜元件5。在通过电晕产生放电电极4后，电荷被置于气流中的颗粒上，并且随后将颗粒携带或驱动至电接地的过滤膜5的表面上。过滤膜5可由本领域技术人员已知的任何导电材料构造，例证性地包括金属、合金、碳复合材料、导电陶瓷等。膜过滤介质期望地具有小的并且均一的孔径大小。在一些情况中，超精度电铸金属筛材料被用作膜过滤介质。

小的孔径大小和静电驱动的颗粒迁移的结合可起作用以将颗粒物质保持在膜介质的表面上，同时仍允许气体以小的压降流动通过其中。通过过滤膜5之后，洁净气流可在集气室7中被收集并被输送至装置2的出口8。应当理解，板6可将载有颗粒的收集室12与集气室7分开。另外，固体导电传输线固定器(standoff)9可用于确保多孔膜介质的整个长度被由放电电极4产生的均匀静电场覆盖。

在操作中，由于灰分在过滤膜元件5上以滤饼形式沉积，过滤膜元件5上的压降可增加。因此，以令人满意的滤饼去除机制——其包括反向气体脉冲喷射、机械摇动、声振动、机械刷除、机械刮擦、热分解以及本领域技术人员已知的其它机制——去除滤饼可能变得必要。可包括接地收集板10以在滤饼去除过程之前、之中和之后再捕获任何再夹带的颗粒。收集板10还可用作预收集表面以增加所需清洁操作周期之间的时间。

现在参照图3，显示了其中载有颗粒的气流31可进入混合静电沉降器/膜过滤颗粒控制装置32的分级收集设备和方法的一个实施方式。放电电极33可将电荷赋予在流过的颗粒上，并且在放电电极33和第一接地过滤膜34之间产生电场，其中带电颗粒被驱向过滤器34。在过滤器34处，可留住最大的颗粒，同时允许气流内较小的颗粒通过到达下一阶段。接下来的下游接地过滤膜35可具有大小比过滤器34中的孔更小的孔，并且因此过滤器35可收集允许通过过滤器34的颗粒。

装置32提供附加部分，每个部分包括具有连续更小孔径大小的接地过滤膜35-37。在可选的方案中，附加部分可包括接地过滤膜35-37，其中的孔具有大致如过滤器34中的孔一样大小，过滤器34和35可具有相同的孔径大小，以及过滤器36和37可具有更小的孔径大小，等等。因此，应当理解，许多不同的过滤器孔径大小结构落入本发明的范围内。进一步理解，在最后的超细孔径大小过滤膜37之后，洁净气流38可离开颗粒控制装置32。

可通过较早描述的任何方式完成利用分级收集装置32的滤饼去除。另外，使用分级方法的实施方式可通过有效地将气流中的大部分颗粒物质分开在起过滤膜作用的多个收集表面之间，获得增加的清洁之间的时间期间。滤饼的内部结构也可以比以前收集的滤饼更加多孔，从而降低每个元件上的总体压降。

可利用数个匹配或适当配置的电极几何形状产生均匀静电场，电极间隔、预收集板间隔、过滤速度、设备外壳几何形状等也都在本发明的背景内变化。

在优选的实施方式中，发明的设备可具有：室，其具有用于气体流动通过该室的入口和出口；置于室内的至少一个具有策略性孔径大小和结构的多孔传导性接地过滤器介质；至少一个过滤膜，其与室的出口流体连通，和至少一个高电压放电电极，其置于所述至少一个过滤膜和室的入口之间并且与它们分开。

设备可进一步具有一系列的挡板以在过滤膜和多个空气喷嘴之中均匀分布气流，从而使用反向流动气体脉冲周期性地清洁至少一个过滤膜。另外，过滤器介质的孔径大小可在一系列的孔中变化。

小规模试验

小规模试验证实控制颗粒物质排放至优异水平的技术的潜能。进行小规模试验以评估孔径大小、电输入和颗粒大小对颗粒捕获效率的作用(一个或多个)。例如，图4提供了通过小规模试验产生的数据，其显示了并入一系列具有变化孔径大小的接地金属丝布样品作为收集/过滤表面的点至面静电沉降器的结果。如在该图中显示的，电流施加至点至面沉淀器提供了收集效率的剧烈增长。

附加小规模试验通过以具有密集孔径大小分布和小孔的精密电铸筛材料替代相对粗的金属丝布关注于使用具有较小孔径大小的传导膜的益处。图5提供了由该附加小规模试验获得的数据，在宽范围的颗粒大小上，甚至传统上已知最难于在静电沉降器中捕获的相对小的颗粒大小(例如<100nm)，观察到高收集效率。这种小尺寸颗粒在传统上已使用较前描述的PTFE过滤膜袋捕获，但仅以相关的高压降。

中试规模试验

以几个硬件构造，包括作为独立设计参数操作的电极布置、网丝布置、网丝形状、流动方式和罐形状，也进行中试规模试验。以连接至测力计的现代5.9升JohnDeere柴油机和如图6和7中图解的原型颗粒排放控制设备60进行该测试。图6提供了原型设备60的示意性俯视图，图7提供了原型设备60的示意性侧视图。原型60具有至过滤器外壳62的切向入口61，以引起旋风预收集。另外，包括了发明的高电压放电电极63和由具有37微米大小开孔的不锈钢金属丝布制作的圆筒形过滤器元件64。高电压由固态外部电源供应，并且以扫描电迁移率粒径谱仪(scanningmobilityparticlesizer)(SMPS)和空气动力学粒径谱仪(aerodynamicparticlesizer)(APS)测量在原型60之前和之后的JohnDeere柴油机的排放。

表1提供了间隙或间隔放电电极63和过滤器元件64上施加和没有施加电场的情况下对于发动机负荷为0、210和250的原型设备60的排放数据。另外，图8提供了26ft/min(7.92m/min)的过滤速度的数据。

表1

重要的是，应注意，观察到的控制水平以过滤器元件上仅几十分之一英寸水的压降达到，并且与用于干净线网布计算的压降一致。因此，只要传导性过滤器元件的孔不被颗粒桥接，可维持低压降。另外，应当确定，过滤器元件的面积没有满意的电场覆盖，并且虽然获得了优异的结果，但是可用施加至其上的均匀电场已降低排放。

由于超细度排放对各种健康效果的影响，进一步的规则将可能关注超细度排放。图8中的数据清楚地说明对于超细粒尺寸范围获得非常高的收集效率。另外，图9例证了在26ft/min的中等过滤速度下电场对于排放的益处。

大规模测试

使用煤燃烧相关的中试设备完成进一步的试验以阐明在高灰分负载环境中设备和方法的性能。该测试工作的结果进一步证实了上述结果，即，如通过图10中显示的过滤器阻力作为操作时间的函数的图说明的，高收集效率以及过滤器上的超低压降。

基于上述测试结果，非常广泛范围的应用可使用本公开中描述的发明设备和方法。通过说明并且非限制性地包括这类应用。

尽管已经显示并描述了本发明的优选实施方式，但是可在不脱离本发明的精神和教导的情况下由本领域技术人员进行其改进。本文描述的实施方式仅是示例性的并且不意欲被限制。本文公开的本发明的许多变化和改进是可能的并且在本发明的范围内。因此，保护范围不被以上阐述的说明限制，而仅由权利要求书限制，该范围包括权利要求书主题的所有等价形式。

引用文件的讨论不是承认它为本发明的现有技术，特别是公开日可在本申请优先权日之后的任何引用文件。本文引用的所有专利、专利申请和出版物以及它们附录的公开内容通过引用以其整体并入本文，引用程度是它们对本文阐述内容提供补充性的示例性、程序性或其它细节。

Claims (16)

1.从气流中去除颗粒的方法，所述方法包括：

提供具有孔的多孔传导性过滤膜；

提供放电电极并通过在所述放电电极和所述多孔传导性过滤膜之间施加高压电势差形成所述传导性过滤膜的孔上的静电场；

使具有颗粒的气流流动通过所述多孔传导性过滤膜的孔，施加的静电场将所述传导性过滤膜的孔径大小减小至有效孔径大小，从而阻止至少部分所述颗粒通过所述传导性过滤膜，并且以在0.0002至0.1英寸水/ft/min之间的过滤器阻力和/或等于12、20、26或大于50ft/min的过滤速度从所述气流中将其去除，

其中所述孔具有3-100μm之间的孔直径。

2.权利要求1所述的方法，进一步包括通过从所述多孔传导性过滤膜中去除至少部分所述颗粒再生所述多孔传导性过滤膜。

3.权利要求2所述的方法，其中再生所述多孔传导性过滤膜通过选自相反空气喷射的使用、颗粒的机械去除、颗粒的热分解或它们的结合的方法进行。

4.权利要求1所述的方法，其中所述多孔传导性过滤膜具有催化剂，所述催化剂催化至少部分所述颗粒。

5.权利要求1所述的方法，进一步包括提供具有多孔传导性过滤膜的多个阶段，所述多孔传导性过滤膜中的每一个具有许多孔。

6.权利要求5所述的方法，其中每个多孔传导性过滤膜的孔径大小大体上相同。

7.权利要求5所述的方法，其中在前多孔传导性过滤膜的下游的每个连续的多孔传导性过滤膜的孔径大小在大小上降低。

8.权利要求5所述的方法，其中在前多孔传导性过滤膜的下游的每个连续的多孔传导性过滤膜的孔径大小在大小上不同。

9.权利要求1所述的方法，其中所述气流具有10和2000°F之间的温度。

10.权利要求1所述的方法，其中通过将负极性的高电压施加至所述放电电极和电接地所述多孔传导性过滤膜提供所述静电场。

11.权利要求1所述的方法，其中通过将正极性的高电压施加至所述放电电极和电接地所述多孔传导性过滤膜提供所述静电场。

12.权利要求1所述的方法，其进一步包括：

在从所述气流中去除所述部分所述颗粒之前，在所述多孔传导性过滤膜上收集至少部分所述颗粒。

13.用于从气流中去除颗粒的设备，所述设备包括：

具有入口和出口的室，所述室可操作以便气流通过所述入口进入并通过所述出口离开；

多孔传导性过滤膜，其具有孔并且位于所述室内以及与所述入口和所述出口流体连通；

高电压放电电极，其位于所述入口和所述多孔传导性过滤膜之间；和

高电压源，其可操作以在所述高电压放电电极和所述多孔传导性过滤膜之间施加高电压电势差，并且通过静电场形成减小的孔径大小，防止至少部分所述颗粒通过所述孔，

其中所述孔具有3-100μm之间的孔直径。

14.权利要求13所述的设备，进一步包括位于所述室内的多个多孔传导性过滤膜和多个挡板，所述挡板可操作以在所述多个多孔传导性过滤膜中大体上均匀分布所述气流。

15.权利要求13所述的设备，其中所述多孔传导性过滤膜是具有均一孔径大小的薄精密膜。

16.权利要求13所述的设备，其中所述多孔传导性过滤膜具有许多孔，所述许多孔具有不同的孔径大小。