CN106824542A - 具有多维梯度电场的静电净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多维梯度电场的静电净化装置，包括箱体以及设置在箱体内的至少两个电极组件，电极组件沿箱体的长轴方向并排设置，使箱体内形成至少三个并排且依次连通的腔室，在箱体上设有进口和出口，进口与位于箱体一端的腔室连通，出口另一端的腔室连通；电极组件包括电极板和阵列分布在电极板两侧的电极片，位于电极板两侧的电极片的长度呈规律性变化；相邻两个电极组件的电极片的延长线交错排列，相邻两个电极片之间留有间隙，相邻两个电极组件的极性相反。采用以上结构，净化效果好，并且净化效率高，节能环保，具有极高的实用性。

Description

具有多维梯度电场的静电净化装置

技术领域

本发明属于净化设备技术领域，具体涉及一种具有多维梯度电场的静电净化装置。

背景技术

石油中含有硫、氮、氧化合物以及微量金属等有害杂质，杂质存在会加速使用过程中设备的腐蚀、影响设备的正常运作。目前，石油净化技术主要有化学方法、热处理方法和物理方法。化学方法能除去部分金属杂质，但是容易引入新的杂质而造成二次污染。热处理方法虽可降低油液的粘度，提高流速，去除油液中的气体，但是耗能高，导致净化成本比较高。现有物理方法包括机械过滤法和静电净化法两大类，其中，采用机械过滤法可有效去除油液中的有害杂质，且不引入其它杂质，但是机械过滤法仅能过滤掉粒径大于5μm的颗粒杂质，导致油液的净化度不高。而静电净化法甚至能够去除油液中0.01μm以下的颗粒杂质，提高了油液的净化能力，并且净化效率高，能耗较低。

传统的静电净化法是利用在外加电场作用下产生的静电场，将油液中的杂质吸附在电介质材料表面，实现油与杂质的分离。但是，传统的静电净化设备采用平板式结构，在两块相对的极板上施加电压，产生均匀的电场，将带电的杂质吸附到极板上(带正电的杂质吸附到负极板上，带负电的杂质吸附到正极板上)。但是，油液中含有大量的中性杂质，其不带电，因而不能被极板吸附，导致不能滤除油液中的杂质。因此，净化效果不佳成为静电净化法的瓶颈。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种具有多维梯度电场的静电净化装置，其能够形成非均匀电场，对油液中的杂质具有极强的吸附能力。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种具有多维梯度电场的静电净化装置，其要点在于：包括箱体以及设置在该箱体内的至少两个电极组件，该电极组件沿所述箱体的长轴方向并排设置，使所述箱体内形成至少三个并排且依次连通的腔室，在所述箱体上设有进口和出口，所述进口与位于箱体一端的腔室连通，所述出口与位于箱体另一端的腔室连通；所述电极组件包括电极板和阵列分布在该电极板两侧的电极片，所述电极板与箱体的短轴方向平行，所述电极片与箱体的长轴方向平行，位于电极板两侧的所述电极片的长度呈规律性变化；相邻两个所述电极组件的电极片的延长线交错排列，相邻两个所述电极片之间留有间隙，相邻两个电极组件的极性相反。

采用以上结构，相邻两个电极组件的极性相反，由于两个电极组件之间的距离变化，导致两个电极组件之间形成非均匀的电场(梯度电场)，油液中带负电的杂质被吸附到带正极板上，带正电的杂质被吸附到负极板上，而油液中的中性杂质在电场作用下被极化，使其被吸附在电场较强的极板上，大大提高了了静电净化能力；并且油液进入箱体后流经不同的腔室，使流向不断被改变，流向呈波浪形，使油液逐级被净化，越来越干净，以致电导率越来越小，因此，油液刚进去的时候，电导率大，只能施加较小的电场，否则容易被击穿，而本装置前端的腔室施加的电压较小，使电场强度小，后端的腔室施加的电压较大，使电场强度大，由于油液被逐级净化，其杂质少、电导率小，较强大的电场正好使得粒径大、电量小微粒能被吸附，这种设计大大提高了静电净化效果。

作为优选：位于同一电极板上的相邻的电极片之间形成容置空间，相邻电极板上的其中一个电极片伸入该容置空间，同一电极板上的每个电极片的伸入长度相等。采用以上结构，提高相邻两个电极组件之间电场的非均匀性，使其对油液中的中性杂质的吸附能力更强。

作为优选：位于同一电极板上的相邻的电极片之间形成容置空间，相邻电极板上的其中一个电极片伸入该容置空间，同一电极板上的每个电极片的伸入长度从上到下逐渐减小或增大。采用以上结构，进一步提高相邻两个电极组件之间电场的非均匀性，使其对油液中的中性杂质的吸附能力更强，提高净油效果。

作为优选：所述电极片远离所述电极板的一端呈锥形。采用以上结构，能够有效增大尖端处的电场强度，从而提高电场的梯度。

作为优选：所述电极板至少一端穿出所述箱体。采用以上结构，便于电极板与电源连接。

作为优选：相邻两个所述腔室之间通过管道连通。采用以上结构，实现腔室之间的连通，结构可靠，成本低廉。

作为优选：所述电极组件至少表面采用导电材料。采用以上结构，电极组件的内层结构可以不导电，不但能够节约制造成本，而且能够提高本身的刚性强度和耐用性。

作为优选：所述电极板与箱体的短轴方向平行，所述电极片与箱体的长轴方向平行。采用以上结构，结构紧凑，提高净化效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的具有多维梯度电场的静电净化装置，结构新颖，易于实现，能够在相邻电极组件之间形成非均匀电场，使油液中带负电的杂质被吸附到带正极板上，带正电的杂质被吸附到负极板上，而油液中的中性杂质在电场作用下被极化，使其被吸附在电场较强的极板上，大大提高了对油液中微小的颗粒杂质的净化能力，净化效果好，并且净化效率高，节能环保，具有极高的实用性。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例3的结构示意图；

图5为本发明实施例4的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

请参见图1，一种具有多维梯度电场的静电净化装置，包括箱体1，在该箱体1内设置有四个电极组件2，四个所述电极组件2沿所述箱体1的长轴方向并排设置，电极组件2的两端均传出箱体1，四个电极组件2在箱体1内相当于四个隔断，使所述箱体1内形成五个并排的腔室11，相邻两个所述腔室11之间通过管道14连通，并且五个腔室11内的电场强度从左往右逐渐增大。沿图1的方向，在箱体1的左下部设有与最左边的腔室11连通的进口12，在箱体1的右上部设有与最右边的腔室11连通的出口13，当油液从进口12流入后，从左向右依次流经五个腔室11，呈波浪形上下流动。在箱体1的进口12和出口13处均设有止回阀(图中未示出)。石油、煤油、汽油、食用油、自来水、污水等物质从进口11进入壳体1内，净化后从出口12流出。

请参见图1，从左往右第一个和第三个电极组件2串接在电源100的负极上，第二个和第四个电极组件2串接在电源100的正极上。使油液中带负电的杂质被吸附到第二个和第四个电极组件2上，带正电的杂质被吸附到第一个和第三个电极组件2上，而油液中的中性杂质在电场作用下被极化，使其被吸附在电场较强的电极组件2上，大大提高了对油液中微小的颗粒杂质的净化能力

请参见图1和图2，相邻两个电极组件2的极性相反，所述电极组件2包括电极板21以及均匀分布在该电极板21两侧的电极片22，所述电极板21与箱体1的短轴方向平行，所述电极片22与箱体1的长轴方向平行，该电极片22为板状结构，位于电极板21两侧的所述电极片22的长度呈规律性变化，即位于电极板21一侧的所述电极片22的长度从上到下逐渐增大，位于电极板21另一侧的所述电极片22的长度从上到下逐渐减小。具体地说，所有的电极片22可以是等长的，一整块式的，其均穿设在电极板21上，贯穿的位置依次变化，使电极板21一侧的电极片22的长度从上到下逐渐增大，另一侧的电极片22的长度从上到下逐渐减小。相邻两个所述电极组件2的电极片22交错设置并留有间隙，使电极组件2的每个电极片22均伸入相邻电极组件2的相邻两个电极片22之间，每个电极片22的伸入长度相等，即位于同一电极板21上的相邻的电极片22之间形成容置空间23，相邻电极板21上的其中一个电极片22伸入该容置空间23，同一电极板21上的每个电极片22的伸入长度相等。所有的电极片22也可以是长短不一的，其仅仅是分别设置在电极板21的两侧，电极板21一侧的电极片22的长度从下到上依次增加，另一侧的电极片22的长度从下到上依次减小。

以上电极片22也可以是条柱状结构，其不但沿电极板21的垂直方向规律性的变化，即从下到上依次增加或者依次减小，也同样在电极板21上沿其水平方向依次增加或者依次减小(图中未示出)，即电极板21水平方向和垂直方向上的电极片22的变化规律均与图1相同，使净化装置产生多维度的梯度电场，大大提高了装置的净化能力。

请参见图2，电极片22越薄越好，其厚度优选为3mm以下，电极片22远离所述电极板21的一端呈锥形，能够有效增大尖端处的电场强度，从而提高电场的梯度，进一步提高装置的净化能力。

所述电极组件2均采用铜、铝等导电材料，或者主体部分采用廉价且支撑强度高的不导电材料，再在表面包裹或电镀或蒸馏有一层导电材料，采用包裹形式的话，可优选为铝箔或者铜片等。

实施例2：

请参见图3，本实施方式与实施例1相比结构基本相同，其区别在于电极组件2的每一个电极片22没有伸入相邻电极组件2的两个电极片22之间，而是留有一定的距离，相邻电极组件2的电极片22的延长线呈交错排列。

实施例3：

请参见图4，本实施方式与实施例1相比结构基本相同，其区别在于位于电极板21一侧的所述电极片22的长度从上到下逐渐减小再逐渐增大，位于电极板21另一侧的所述电极片22的长度从上到下逐渐增大再逐渐减小，电极板21的长度或是波浪形地周期性规律变化，即长度一直逐渐减小再逐渐增大，或是逐渐增大再逐渐减小，不断地重复。同样的，所述电极组件2的每电极片22均伸入相邻电极组件2的相邻两个电极片22之间，但是，每个电极片22的伸入长度从上到下逐渐增大或减小，即位于同一电极板21上的相邻的电极片22之间形成容置空间23，相邻电极板21上的其中一个电极片22伸入该容置空间23，同一电极板21上的每个电极片22的伸入长度从上到下逐渐减小或增大。

实施例4：

请参见图5，本实施方式与实施例1相比结构基本相同，其区别在于在相邻两个电极板21之间设置有绝缘层3，绝缘层3可以采用塑料、有机玻璃、氧化物等等，用于防止腐蚀。

本发明的工作过程如下：

本装置可净化石油、煤油、汽油、食用油、自来水、污水等液体或者气体中的杂质，下面以石油为例，石油中含有硫、氮、氧化合物以及微量金属等有害的带正电、负电或者中性的杂质，待净化的石油从进口12进入箱体1的内，粒径小或者电量大的杂质被吸附在前几个腔室11的电极组件2上，粒径大或者电量小的杂质被吸附在后几个腔室11的电极组件2上，最终净化完成后的石油从出口13排出。

具体地说，带正电的杂质会被吸附在作为负极的电极组件2上，带负电的杂质会被吸附在作为正极的电极组件2上，中性杂质的两端在电场作用下会受到电场力的作用，由于是非均匀电场(梯度电场)，因此，中性杂质所带电的两端受到的力的大小不同，杂质就向着电场强的方向运动，从而被吸附到电场强度更强的一方的电极组件2上，最终起到除杂的作用。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有多维梯度电场的静电净化装置，其特征在于：包括箱体(1)以及设置在该箱体(1)内的至少两个电极组件(2)，该电极组件(2)沿所述箱体(1)的长轴方向并排设置，使所述箱体(1)内形成至少三个并排且依次连通的腔室(11)，在所述箱体(1)上设有进口(12)和出口(13)，所述进口(12)与位于箱体(1)一端的腔室(11)连通，所述出口(13)与位于箱体(1)另一端的腔室(11)连通；

所述电极组件(2)包括电极板(21)和阵列分布在该电极板(21)两侧的电极片(22)，位于电极板(21)两侧的所述电极片(22)呈规律性变化；

相邻两个所述电极组件(2)的电极片(22)的延长线交错排列，相邻两个所述电极片(22)之间留有间隙，相邻两个电极组件(2)的极性相反。

2.根据权利要求1所述的具有多维梯度电场的静电净化装置，其特征在于：位于同一电极板(21)上的相邻的电极片(22)之间形成容置空间(23)，相邻电极板(21)上的其中一个电极片(22)伸入该容置空间(23)，同一电极板(21)上的每个电极片(22)的伸入长度相等。

3.根据权利要求1所述的具有多维梯度电场的静电净化装置，其特征在于：位于同一电极板(21)上的相邻的电极片(22)之间形成容置空间(23)，相邻电极板(21)上的其中一个电极片(22)伸入该容置空间(23)，同一电极板(21)上的每个电极片(22)的伸入长度从上到下逐渐减小或增大。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的具有多维梯度电场的静电净化装置，其特征在于：所述电极片(22)远离所述电极板(21)的一端呈锥形。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的具有多维梯度电场的静电净化装置，其特征在于：所述电极板(21)至少一端穿出所述箱体(1)。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的具有多维梯度电场的静电净化装置，其特征在于：相邻两个所述腔室(11)之间通过管道(14)连通。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的具有多维梯度电场的静电净化装置，其特征在于：所述电极组件(2)至少表面采用导电材料。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的具有多维梯度电场的静电净化装置，其特征在于：所述电极板(21)与箱体(1)的短轴方向平行，所述电极片(22)与箱体(1)的长轴方向平行。