CN106955784A - 用于去除爆炸性气体中的颗粒的静电除尘设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于去除爆炸性气体中的颗粒的静电除尘设备。提供了针对爆炸性废气颗粒的静电除尘设备，可以通过利用通过从外部注入的离子充电的间接充电方法来充电爆炸性废气来单极充电在爆炸性废气中包含的诸如SiO2的颗粒物质来去除爆炸性废气的颗粒。

Description

用于去除爆炸性气体中的颗粒的静电除尘设备
发明背景
发明领域
本发明涉及用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备。
相关技术的描述
在生产半导体材料、设备和产品及存储器设备以用于工艺装置时产生的废气和在这种情况下的各种化学化合物一起被产生。这些化合物包括无机化合物和有机化合物、光致抗蚀剂的沉淀物、其它反应物质以及应该在从工艺装置排放到空气之前从废气去除的各种其它气体。
在半导体生产过程中，产生含有强毒性的有害物质的废气，并且鉴于污染防治，禁止排放废气。此外，在半导体生产过程中，产生了作为废气的大量爆炸性气体，不允许在空气中排放含有有害成分或灰尘的废气，并且需要通过各种处理来排放安全且洁净气体。
因此，传统上已经采用了安装有害物质处理设备的方法，该有害物质处理设备用催化剂将在废气中包含的有害物质进行分解，吸附利用吸收剂去除有害物质或灰尘或者将有害物质或灰尘转化成无害物质，并且废气处理设备具有将废气从半导体生产设备诱导到有害物质处理设备的排气通道，通过排气通道将半导体生产设备的废气诱导到有害物质处理设备，并且其中有害物质处理设备在化学上将有害物质转化成无害物质或者在物理上去除有害物质以在空气中排放无害物质。
作为处理废气的爆炸性气体的传统方法中的代表性方法，已经使用了诸如洗涤器、HEPA过滤器或电集尘的方法。
然而，洗涤器具有废水处理问题和超细颗粒去除性能显著低的问题，HEPA过滤器具有由于背压变化而引起过程压力变化的问题，以及电集尘方法具有鉴于爆炸性气体特性而由放电发生爆炸的问题。
此外，存在可以利用诸如洗涤器、HEPA过滤器或电集尘的方法来完全去除诸如SiO2的颗粒物质的问题。
在该背景部分公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理解，并且因此其可以包含不构成对于本领域的普通技术人员在本国已经已知的现有技术的信息。
发明概述
本发明致力于提供用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备，其具有能够防止由放电引起的爆炸的优点，因为不对包含颗粒物质的爆炸性废气执行直接放电。
本发明的示例实施例提供了一种用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备，该静电除尘设备包括：充电室，其中爆炸性废气流入并流出；充电单元，该充电单元包括安装在充电室内并向其施加单极性高电压的第一高电压施加板和离子收集板，该离子收集板在与爆炸性废气的流动方向相交的方向中与第一高电压施加板间隔开以接地；至少一个离子注入部分，该至少一个离子注入部分包括与充电室的内部连通的连通管以及安装在连通管的外端部以产生与施加到充电部分的高电压的极性相同的极性的离子的放电单元，以通过连通管将所产生的离子输送到充电室的内部；集尘室，该集尘室注入从充电室排出的单极充电的爆炸性废气；以及静电集尘单元，该静电集尘单元安装在集尘室内并且包括第二高电压施加板、与第二高电压施加板间隔开以接地的收集板以及在收集板的板表面处形成水幕的第二水幕形成部分。
第二高电压施加板可以安装成使得其板表面定位在集尘室内的一个侧表面，并且收集板可以安装成使得其板表面在集尘室内的另一侧表面处与第二高电压施加板相对，以设置在集尘室的垂直方向上。
收集板可以是经亲水表面处理的。
第二水幕形成部分可包括：喷洒单元，该喷洒单元被设置在收集板的水平方向上，以将清洗液喷洒到收集板的上端，使得清洗液沿着收集板的表面落下；以及清洗液供应单元，该清洗液供应单元向喷洒单元供应清洗液。
喷洒单元可以是沿收集板的水平方向布置的多个喷洒器或者其中多个喷嘴沿收集板的水平方向布置的管。
第一高电压施加板可以安装成使得其板表面定位为充电室内的上部处的上表面和下表面，并且离子收集板可以安装成使得其板表面在充电室内的下部处与第一高电压施加板的板表面相对，并且连通管可以联接到充电室，使得所产生的离子被注入在高电压施加板和离子收集板之间。
所述静电除尘设备可包括包含所述离子注入部分的多个离子注入部分，该多个离子注入部分可以沿着爆炸性废气的流动方向分开地布置。
可以恒定地形成多个离子注入部分的布置间隙，并且该布置间隙可以大于第一高电压施加板和离子收集板之间的距离。
离子注入部分还可以包括流体入口，外部流体通过流体入口被注入，以形成沿着连通管的内部流向充电室侧的流体。
所注入的外部流体可以包括主要与爆炸性废气的成分中的氮化合物起反应的臭氧。
从第二水幕形成部分喷洒的清洗液可以包括还原溶液，其还原爆炸性废气的主要反应的氮氧化物。
离子注入部分还可以包括流速增加部分，其具有多个通孔并且安装在与连通管的流体流动方向相交的方向中。
第一高电压施加板可以安装成使得其板表面定位在充电室内的一个侧表面处，并且离子收集板可以安装成使得其板表面在充电室内的另一侧表面处与第一高电压施加板相对，以设置在充电室的垂直方向上。
静电除尘设备还可以包括第一水幕形成部分，其在离子收集板的板表面处形成水幕，其中第一水幕形成部分可以包括：喷洒单元和清洗液供应单元，该喷洒单元将清洗液喷洒到离子收集板的上端，使得清洗液沿着离子收集板的表面落下，该清洗液供应单元向喷洒单元供应清洗液。
静电除尘设备还可以包括旁通管，该旁通管从集尘室的流出管分支，以与离子注入部分的流体入口连接。
本发明的另一个实施例提供了一种用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备，该静电除尘设备具有电连接结构，包括：充电室，其中爆炸性废气流入并流出；充电部分，该充电部分包括安装在充电室内的第一高电压施加板和与第一高电压施加板分开的离子收集板；离子注入部分，该离子注入部分与充电室的内部连通并且注入离子；集尘室，该集尘室与充电室连接并且收集爆炸性废气的颗粒；第一高电压发生器，该第一高电压发生器与充电部分连接；以及第二高电压发生器，该第二高电压发生器与离子注入部分连接并且与第一高电压发生器一起接地。
离子收集板可以处于电接地状态，并且第一高电压发生器可包括：第一单极端子，其与第一高电压施加板连接；以及第一接地端子，其与离子收集板连接。
第二高电压发生器可以包括：第二单极端子，其与离子注入部分连接；以及第二接地端子，其与离子收集板连接。
第一高电压施加板可以保持电接地状态，并且第一高电压发生器可包括：第一单极端子，其与离子收集板连接；以及第一接地端子，其与第一高电压施加板连接。
第二高电压发生器可以包括：第二单极端子，其与离子注入部分连接；以及第二接地端子，其与第一高电压施加板连接。
在根据本发明的示例性实施例的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备中，由于不对包含颗粒物质的爆炸性废气执行直接放电，因此可以防止由放电引起的爆炸。
附图简述
图1是根据本发明的第一示例性实施例的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备的示意图。
图2是图1的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备的侧剖视图。
图3是图2的离子注入部分的详细的视图。
图4是图示根据图3的离子注入部分的内部放电部分的分离间隙的静电集尘效率的曲线图。
图5是图1的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备的静电集尘单元的剖视图。
图6是图示作为图5的第二水幕形成部分的喷洒单元的喷洒器的图。
图7至图9是图示根据本发明的示例性实施例的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备的操作状态的操作状态图。
图10是图示根据本发明的第二示例性实施例的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备的示意图。
图11是图示沿图10的线XI-XI取得的静电除尘设备的剖视图。
图12是图示与图10的离子注入部分连接的旁通管的图。
图13是图示根据图1的充电部分的示例的电连接结构和操作状态的图。
图14是图示根据是否存在施加到图13的充电部分的高电压的集尘效率的图。
图15是图示根据图14的高电压施加量的集尘效率的图。
图16是图示根据图13的充电部分的另一个示例的电连接结构和操作状态的图。
图17是图示根据图16的高电压施加量的集尘效率的图。
<符号说明>
1：用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备
10：充电室
11：流入管
12：流出管
13：出口
14：旁通管
20：充电部分
21：第一高电压施加板
22、23：离子收集板
24：第一水幕形成部分
30：离子注入部分
31：连通管
32：放电单元
33：绝缘部分
34：流速增加部分
34a：通孔
35：流体入口
40：集尘室
41：流出管
50：静电集尘单元
51：第二高电压施加板
52：收集板
53：第二水幕形成部分
53a：喷洒单元
53b：清洗液供应单元
具体实施方式
在下文中，将参考其中示出本发明的示例实施例的附图，在下文中更加充分地描述本发明。如本领域的技术人员将认识到，所描述的实施例可以以各种不同的方式被修改，而全都不偏离本发明的精神或范围。
附图和描述将被认为是本质上说明性而不是限制性的。在整个说明书中，相似的参考数字指示相似的元素。
此外，在附图中，为了更好地理解并且便于描述，随机表示每个元素的尺寸和厚度，而本发明并不限于此。
此外，在本说明书中，除非明确相反地描述，单词“包括(comprise)”及诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的变型将被理解为暗示包括所述的元素但不排除任何其他元素。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备的示意图，以及图2是图1的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备的侧面剖视图。
参考图1，根据本发明的的第一示例性实施例的爆炸性废气颗粒的静电除尘设备1包括充电室10、充电单元20、离子注入部分30、集尘室40和静电集尘单元50。
参考图1和图2，提供了在一个方向上长形的近似为长方体形状的充电室10，并且其流入管11和流出管12分别安装在左侧和右侧。
包括诸如SiO2的颗粒物质的爆炸性废气通过流入管11流入充电室10，以沿着充电室10移动并通过流出管12流出充电室10。
充电单元20包括第一高电压施加板21和离子收集板22。
第一高电压施加板21以水平方向位于充电室10的上部，并且向其选择性地施加具有正极(+)或负极(-)的单极性高电压。
此外，离子收集板22安装成接地，使得其板表面在充电室10内的下部处与第一高电压施加板21的板表面相对。
例如，当正(+)高电压被施加到第一高电压施加板21时，接地的离子收集板22相对地变成负极(-)，以及当负(-)高电压被施加到第一高电压施加板21时，接地的离子收集板22相对地变成正极(+)。
在本示例性实施例中，第一高电压施加板21安装在充电室10的上表面处，离子收集板22安装在充电室10的低表面，并且正(+)高电压被施加到第一高电压施加板21。
图3是图2的离子注入部分的详细视图。
参考图3，离子注入部分30包括连通管31、放电单元32、绝缘部分33、流速增加部分34和流体入口35。
连通管31穿过充电室10的上侧表面，以与充电室10的内部连通。
放电单元32安装在连通管31的外部端部，并且使用诸如金属纤维或碳纤维的超细纤维将高电压施加并放电到超细纤维电极。
在放电时，在电极的端部处，产生了具有与施加到第一高电压施加板21的高电压的极性相同的极性的离子并且沿着通过流体入口35形成的流体流动将其注入到连通管31。
绝缘部分33安装在放电单元32和连通管31之间，以隔离放电单元32和连通管31，从而防止放电发生在连通管31中。
流速增加部分34是板构件，该板构件具有诸如狭缝、圆形和椭圆形的通孔34a并且安装在与连通管31内的流体流动方向相交的方向上，以阻挡流体流动。如图3所示，以狭缝形状形成通孔34a。
也就是说，连通管31内的流道截面由于流速增加部分34而减小，并且随着流体通过通孔34a，流体流速增加。
流体入口35注入外部流体，以形成沿着连通管31的内部流向充电室10侧的流体。
通过放电单元32产生的离子沿着由流体入口35形成的流体流动以移动到充电室10中。
例如，通过流体入口35注入的外部流体可以是氧(O2)、二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)或其混合气体。当利用电晕放电方法形成放电单元32时，优选为用空气形成外部流体。
例如，臭氧(O3)可以主要与爆炸性废气中的NOx成分反应。在爆炸性废气中，NO可以如在例如，NO+O3→NO2+O2中那样反应。可以通过在清洗液中包含的还原溶液来还原NO2。这将在后面描述。
为了提高静电集尘效率，多个离子注入部分30可以分开布置在充电室10的长度方向上。
在这种情况下，当离子注入部分30的放电单元32之间的间隙防止注入到充电室10中的离子重叠时，可以以最小的离子产生来对整个爆炸性废气进行充电。
此外，由于由放电单元32产生的离子被注入到充电室10以被诱导到离子收集板22侧，因此适当地形成第一高电压施加板21和离子收集板22之间的距离，从而提高爆炸性废气的充电速率。
因此，为了使充电速率最大化，放电单元32之间的间隙和第一高电压施加板21与离子收集板22之间的距离可被适当地设置。
图4是图示根据图3的离子注入部分的内部放电部分的分离间隙的静电集尘效率的曲线图。
参考图4，当放电单元32之间的间隙L1被形成大于第一高电压施加板21和离子收集板22之间的距离L2时，与当放电单元32之间的间隙L1被形成小于第一高电压施加板21和离子收集板22之间的距离L2时相比，可以确定集尘效率在整个粒度中更高。
因此，通过将放电单元32之间的间隙L1形成为大于第一高电压施加板21和离子收集板22之间的距离L2，提高了充电速率以最大化集尘效率。
以近似长方体或立方体形状提供了集尘室40，以联接到充电室10的流出管12，并且因此来自充电室10的单极充电的爆炸性废气通过流出管12流入集尘室40。
静电集尘单元50包括第二高电压施加板51、收集板52和第二水幕形成部分53。
第二高电压施加板51安装成使得其板表面定位在集尘室40的内侧表面处的垂直方向上，并且因此向其施加高电压。
图5是图1的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备的静电集尘单元的剖视图，以及图6是图示作为图5的第二水幕形成部分的喷洒单元的喷洒器的图。
参考图1、图5和图6，收集板52与第二高电压施加板51间隔开并且安装成接地，使得其板表面定位在垂直方向上。
收集板52可以进行亲水表面处理并且使用形成亲水表面的表面处理构造方法(诸如喷丸)来提供收集板52。
具体地，当利用压缩空气或其他不同的方法将球状金属颗粒强烈地喷射到收集板52时，在收集板52的表面形成微小凹陷的多个凹陷部。通过这样的处理，收集板52的板表面可以是亲水表面。
第二水幕形成部分53包括喷洒单元53a和清洗液供应单元53b。
喷洒单元53a在收集板52的上端处或者在与其上端相邻的位置处沿着水平方向设置。这里，以在长度方向上具有多个喷嘴的管中提供喷洒单元53a。
清洗液供应单元53b与喷洒单元53a连接，以供应清洗液。
当清洗液通过第二水幕形成部分53被喷射到收集板52的表面时，清洗液可以洗涤在沿着收集板52的表面向下落下时在收集板52的表面处收集的颗粒和渣滓。
例如，清洗液可以包括还原溶液。爆炸性废气的NOx成分可主要通过臭氧反应并且可通过清洗液还原。还原溶液例如Na2S主要起反应，并且因此在爆炸性废气成分中包含的二氧化氮(NO2)可以反应成2NO2+Na2S→Na2SO4+N2。因此，作为爆炸性废气成分中的污染物质的NOx可被去除。
也就是说，通过形成通过第二水幕形成部分53的水幕，收集板52的洗涤周期或更换周期的寿命可被延长。
以单独提供的多个喷洒器53a’的形式提供喷洒单元53a，以在收集板52的水平方向中分开布置。
在下文中，将描述根据本发明的第一示例性实施例的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备的操作。
图7至图9是图示根据本发明的示例性实施例的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备的操作状态的操作状态图。
参考图7，爆炸性废气通过充电室10的流入管11流入充电室10。在这种情况下，当正(+)高电压被施加到第一高电压施加板21时，电接地离子收集板22相对地变成负极(-)并且因此在第一高电压施加板21和离子收集板22之间形成电场。
通过将与施加到第一高电压施加板21的单极性高电压的极性相同的正极(+)施加到放电单元32，离子注入部分30在连通管31内产生正离子，并且所产生的正离子沿着通过流体入口35沿着连通管31在充电室10侧面处形成的流体流动移动，以移动到充电室10。
在这种情况下，在连通管31内流体流动中，随着流速通过流速增加部分34增加，可以以与爆炸性废气在充电室10内移动的流速相对应的速度提供正离子。
注入到充电室10中的正离子通过与正极(+)的第一高电压施加板21的斥力被推向离子收集板22侧并且通过与负极(-)的离子收集板22的引力而被拉动。
在这种情况下，一部分正离子将爆炸性废气颗粒单极充电到正极(+)，并且其剩下的部分被收集在离子收集板22处。由此，爆炸性废气中被单极充电到正极(+)的颗粒通过充电室10的流出管12被排出到集尘室40侧。
这里，爆炸性废气中的在正极(+)中单极充电的颗粒可以是诸如SiO2的颗粒物质。
参考图8和图9，在集尘室40的内部，当高电压被施加到第二高电压施加板51时，在第二高电压施加板51和收集板52之间形成电场，并且在收集板52的表面处，通过第二水幕形成部分53形成水幕。
在这种情况下，施加到第二高电压施加板51的高电压的极性变为正极(+)并且因此收集板52变为负极(-)。
此外，在收集板52的表面处，通过第二水幕形成部分53形成水幕。在这种情况下，当由喷洒单元53a喷射的清洗液被喷射到收集板52的表面并沿着收集板52的表面迅速向下落下时，可以产生水幕。通过对收集板52进行亲水表面处理进一步改善收集板52的表面处的落下速度。
在这种状态下，流入集尘室40中的正极(+)中单极充电的爆炸性废气，特别是在正极(+)中单极充电的颗粒物质沿着电场移动到收集板52侧，以在收集板52的表面处收集。
在这种情况下，在收集板52中收集的正极(+)中单极充电的爆炸性废气颗粒沿着水幕向下落下以被冲洗或者在收集板52中收集之前与水幕一起向下落下以被冲洗。
因此，不对包含颗粒物质的爆炸性废气执行直接放电，从而防止由放电引起的爆炸危险。
此外，在爆炸性废气中包含的颗粒物质(诸如SiO2)可通过单极充电被完全收集和去除。
图10是图示根据本发明的第二示例性实施例的用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备的示意图，以及图11是图示沿着图10的线XI-XI取得的静电除尘设备的剖视图。
在图10和图11中，省略了与前述描述的内容相同或对应于前述描述的内容的描述，并且将仅详细描述与前述描述的差异。
参考图10和图11，充电室10可包括第一水幕形成部分24。
第一水幕形成部分24可包括喷洒单元24a和清洗液供应单元24b。例如，喷洒单元24a可以设置在离子收集板22的上端。
也就是说，为了在爆炸性废气的流动方向中形成水幕，第一水幕形成部分24可被设置在水平方向上。这里，以在长度方向上具有多个喷嘴的管中提供喷洒单元24a。清洗液供应单元24b可与喷洒单元24a连接，以供应清洗液。
当清洗液通过第一水幕形成部分24被喷射到离子收集板22的表面时，清洗液可以洗涤沿着离子收集板22的表面在离子收集板22的表面处收集的颗粒和渣滓。清洗液可以通过在充电室10的低端处形成的出口13被排出充电室10。
也就是说，通过形成通过第一水幕形成部分24在离子收集板22处的水幕，离子收集板22的洗涤周期或更换周期的寿命可被延长，并且在爆炸性废气中包含的灰尘可被去除。
在另一个示例中，可以以单独提供的多个喷洒器的形式提供喷洒单元24a，以分开地布置在离子收集板22的水平方向中。
图12是图示与图10的离子注入部分连接的旁通管的图。
参考图12，静电除尘设备还可以包括连接流出管41和流体入口35的旁通管14。因此，爆炸性废气的已经穿过集尘室40的部分可以被输送到离子注入部分30的流体入口35。
惰性气体的外部流体可被注入到流体入口35并且与其中通过穿过集尘室40而去除灰尘的要被注入充电室10的爆炸性废气的一部分混合，从而节省所注入的外部流体并提高操作效率。
图13是图示根据图1的充电部分的示例的电连接结构和操作状态的图。
参考图13，离子收集板22可以处于电接地状态。
第一高电压发生器60的一个端子和第二高电压发生器70的一个端子与处于电接地状态的离子收集板22连接，并且其剩下的端子可以分别与充电单元20和离子注入部分30连接。
也就是说，第一高电压发生器60的第一单极端子61可以与充电单元20的第一高电压施加板21连接，并且第一高电压发生器60的第一接地端子62可以与离子收集板22连接。第二高电压发生器70的第二单极端子可以与离子注入部分30连接，并且第二接地端子72可以电连接到离子收集板22。
通过由第一单极端子61将单极性高电压施加到第一高电压施加板21，第一高电压发生器60可以在第一高电压施加板21和离子收集板22之间形成电场。负(-)高电压可被施加到第一单极端子61。在下文中，举例说明了负(-)高电压被施加到第一单极端子61。
通过第一单极端子61将负(-)高电压施加到第一高电压施加板21，并且因此电接地的离子收集板22具有比第一高电压施加板21的电压高的电压，以相对地成为正极(+)。
例如，当-5kV的高电压被施加到第一高电压施加板21时，即使电接地的离子收集板22的电压是0kV，电接地的离子收集板22具有比第一高电压施加板21的电压高的电压，以相对地成为正极(+)。最后，因为电接地的离子收集板22具有比第一高电压施加板21的电势更高的电势，所以电接地的离子收集板22相对地变成正极(+)。
在第一高电压施加板21和离子收集板22之间形成电场。例如，通过调整从第一单极端子61施加到第一高电压施加板21的负(-)高电压的幅值，可以调整在第一高电压施加板21和离子收集板22之间形成的电场的大小和强度。
第二高电压发生器70的第二单极端子可以施加负(-)高电压并且可以与离子注入部分30连接。在这种情况下，第二接地端子72可电连接到离子收集板22。
例如，与施加到第一高电压施加板21的高电压的极性相同的负(-)高电压可被施加到离子注入部分30。离子注入部分30可以产生负(-)离子。离子注入部分30可以以与移动的爆炸性废气的流速对应的速度提供负(-)离子。
离子注入部分30将负(-)离子注入到充电室10，该负离子通过与负极(-)的第一高电压施加板21的斥力被推向离子收集板22侧并且通过与相对地作为正极(+)的离子收集板22的引力而被拉动。
从离子注入部分30排出的负(-)离子的一部分将爆炸性废气颗粒充电到负极(-)，并且其剩下的部分被收集在离子收集板22处。由此，爆炸性废气中被充电到负极(-)的颗粒可通过充电室10的流出管12被排出到集尘室40侧。
随着通过第一高电压发生器60施加到第一高电压施加板21的负(-)高电压的幅值增加，从离子注入部分30排出的负(-)离子可以增加与第一高电压施加板21的斥力，并且在第一高电压施加板21和离子收集板22之间形成的电场的大小可以增加。
从离子注入部分30排出的负(-)离子大量地更快速地移动到离子收集板22，并且更多的爆炸性废气颗粒可通过这样的负(-)离子单极充电。
图14是图示根据是否存在施加到图13的充电部分的高电压的集尘效率的图，以及图15是图示根据图14的高电压施加量的集尘效率的图。
参考图14至图15，根据是否存在从第一高电压发生器60施加到第一高电压施加板21的负(-)高电压，在集尘效率中发生大的变化。
例如，当在第一高电压施加板21中离子收集板22的方向上形成电场时，产生了静电力，从而大大地提高集尘效率。也就是说，由于没有向第一高电压施加板21施加单极性高电压，因此当在第一高电压施加板21中离子收集板22的方向中没有形成电场时，集尘效率几乎为0，但是当在第一高电压施加板21中离子收集板22的方向上形成电场时，形成了80％或更多的集尘效率。
在下文中，当第一高电压施加板21的厚度是1mm时，举例说明负(-)高电压被施加到第一高电压施加板21。
作为实验结果，当-1.3Kv被施加到第一高电压施加板时，集尘效率变为约90％。作为改变第一高电压施加板21的厚度的并施加单极性高电压的实验的结果，所施加的负(-)高电压的幅值与第一高电压施加板21的厚度成比例地增加。然而，当增加单极性高电压时，集尘效率迅速地降低并且因此在电压增加中存在限制。
图16是图示根据图13的充电部分的另一个示例的电连接结构和操作状态的图。
在下文中，在图16，省略了与图13的描述相同或相对应的描述，并且将仅详细地描述充电部分的电连接结构和操作状态中的差异。
参考图16，第一高电压发生器60的第一单极端子61可与离子收集板22连接，并且第一接地端子62可与第一高电压施加板21连接。也就是说，通过与图13的电连接结构相反进行连接，第一高电压施加板21可被电接地。
在这种情况下，第一高电压发生器60可以通过第一单极端子61将离子收集板22施加到正极(+)。因此，电接地的第一高电压施加板21可以相对地是负极(-)。
具体地，离子收集板22的负电子(-)可以通过第一单极端子61移动到第一高电压发生器60，并且因此离子收集板22可以是正极(+)。
第一高电压发生器60的第一接地端子62可与第一高电压施加板21连接以接地，并且可以在离子收集板22和第一高电压施加板21之间形成电场。
例如，当+1kV的高电压被施加到离子收集板22时，即使电接地的第一高电压施加板21是0kV，电接地的第一高电压施加板21具有比离子收集板22的电势低的电势，以相对地成为负极(-)。最后，电接地的第一高电压施加板21具有比离子收集板22的电势低的电势，以相对地成为负极(-)。
离子注入部分30与第二高电压发生器70的第二单极端子71连接，并且可以向其施加负(-)高电压。因此，离子注入部分30可以将负(-)电子注入到充电室10。在这种情况下，施加负(-)高电压的离子注入部分30与第一高电压施加板21断开连接。也就是说，施加到离子注入部分30的负(-)电极防止高电压通过接地的第一高电压施加板21注入到充电室10。
第二高电压发生器70的第二接地端子72可与第一高电压施加板21连接。离子注入部分30可以产生负(-)离子并且以与移动的爆炸性废气的流速对应的速度提供负(-)离子。
在第一高电压施加板21和离子收集板22之间形成电场。例如，通过调整施加到离子收集板22的正(+)高电压的幅值，可以调整在第一高电压施加板21和离子收集板22之间形成的电场的大小和强度。
从离子注入部分30注入的负(-)离子通过与施加正(+)高电压的离子收集板22的引力而被拉动。随着施加到离子收集板22的正(+)高电压的幅值增加，将从离子注入部分30排出的负(-)离子拉至离子收集板22的引力的大小增加，并且在第一高电压施加板21和离子收集板22之间形成的电场的大小增加。
从离子注入部分30排出的负(-)离子大量地更快速地移动到离子收集板22，并且更多的爆炸性废气颗粒可通过这样的正离子单极充电。
图17是图示根据图16的高电压施加量的集尘效率的图。
参考图16和图17，当第一高电压施加板21的厚度是1mm时，即使没有向离子收集板22施加高电压，也表现出约55％的集尘效率。此后，当正(+)高电压被施加到离子收集板22时，集尘效率迅速地增加至约85％并且然后持续增加。
随着第一高电压施加板21的厚度增加，施加到离子收集板22的高电压的幅值增加，但是集尘效率的增加的曲线类似于当第一高电压施加板21的厚度是1mm时的增加的曲线。
最后，当第一高电压施加板21被电接地时并且当高电压被施加到离子收集板22时，所施加的高电压的幅值不受限制并且可以根据所需的集尘效率进行调整。
与图15的情况相比，当高电压被施加到第一高电压施加板21时，在第一高电压施加板21和离子注入部分30之间发生电感应，并且因此在将高电压施加到第一高电压施加板21中存在限制。
然而，当第一高电压施加板21被接地时并且当正(+)高电压被施加到离子收集板22时，在第一高电压施加板21和离子注入部分30之间没有发生电感应，并且因此高电压可被施加到1kV或更少并且可以容易地调整集尘效率。
虽然已经结合目前被认为是实际的示例实施例描述了本发明，但应理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是相反地，旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (20)

1.一种用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备，所述静电除尘设备包括：
充电室，其中爆炸性废气流入并流出；
充电单元，所述充电单元包括第一高电压施加板和离子收集板，所述第一高电压施加板安装在所述充电室内并且单极性高电压被施加到所述第一高电压施加板，所述离子收集板在与所述爆炸性废气的流动方向相交的方向上与所述第一高电压施加板间隔开，以被接地；
至少一个离子注入部分，所述至少一个离子注入部分包括连通管和放电单元，所述连通管与所述充电室的内部连通，所述放电单元安装在所述连通管的外端部以产生与施加到所述放电单元的高电压的极性相同的极性的离子，并通过所述连通管将所产生的离子输送到所述充电室的内部；
集尘室，其中从所述充电室排出的单极充电的爆炸性废气流入；以及
静电集尘单元，所述静电集尘单元安装在所述集尘室内并且包括第二高电压施加板、收集板和第二水幕形成部分，所述收集板与所述第二高电压施加板间隔开以被接地，所述第二水幕形成部分在所述收集板的板表面处形成水幕。
2.根据权利要求1所述的静电除尘设备，其中，所述第二高电压施加板安装成使得其板表面定位在所述集尘室内的一个侧表面处，并且所述收集板安装成使得其板表面在所述集尘室内的另一个侧表面处与所述第二高电压施加板相对，以设置在所述集尘室的垂直方向上。
3.根据权利要求1所述的静电除尘设备，其中，所述收集板是经亲水表面处理的。
4.根据权利要求2所述的静电除尘设备，其中，所述第二水幕形成部分包括：
喷洒单元，所述喷洒单元被设置在所述收集板的水平方向上，以将清洗液喷洒到所述收集板的上端，使得清洗液沿着所述收集板的表面落下；以及
清洗液供应单元，所述清洗液供应单元向所述喷洒单元供应清洗液。
5.根据权利要求4所述的静电除尘设备，其中，所述喷洒单元是在所述收集板的水平方向上布置的多个喷洒器或者是在其中在所述收集板的水平方向上布置了多个喷嘴的管。
6.根据权利要求1所述的静电除尘设备，其中，所述第一高电压施加板安装成使得其板表面定位为在所述充电室内的上部处的上表面和下表面，并且所述离子收集板安装成使得其板表面在所述充电室内的下部处与所述第一高电压施加板的板表面相对，以及
所述连通管联接到所述充电室，使得所产生的离子被注入在所述高电压施加板和所述离子收集板之间。
7.根据权利要求1所述的静电除尘设备，包括包含所述离子注入部分的多个离子注入部分，其中所述多个离子注入部分分开地布置在所述爆炸性废气的流动方向中。
8.根据权利要求7所述的静电除尘设备，其中，所述多个离子注入部分的布置间隙被恒定地形成，以及
所述布置间隙大于在所述第一高电压施加板和所述离子收集板之间的距离。
9.根据权利要求1所述的静电除尘设备，其中，所述离子注入部分还包括流体入口，外部流体通过所述流体入口注入并形成沿着所述连通管的内部流向所述充电室侧的流体。
10.根据权利要求9所述的静电除尘设备，其中，所注入的外部流体包括主要与所述爆炸性废气的成分中的氮化合物起反应的臭氧。
11.根据权利要求10所述的静电除尘设备，其中，从所述第二水幕形成部分喷洒的清洗液包括还原溶液，所述还原溶液使所述爆炸性废气的主要反应的氮氧化物还原。
12.根据权利要求1所述的静电除尘设备，其中，所述离子注入部分还包括流速增加部分，所述流速增加部分具有多个通孔并且安装在与所述连通管的流体流动方向相交的方向中。
13.根据权利要求1所述的静电除尘设备，其中，所述第一高电压施加板安装成使得其板表面定位在所述充电室内的一个侧表面处，并且所述离子收集板安装成使得其板表面在所述充电室内的另一个侧表面处与所述第一高电压施加板相对，以设置在所述充电室的垂直方向上。
14.根据权利要求13所述的静电除尘设备，还包括第一水幕形成部分，所述第一水幕形成部分在所述离子收集板的所述板表面处形成水幕，
其中，所述第一水幕形成部分包括：
喷洒单元，所述喷洒单元将清洗液喷洒到所述离子收集板的上端，使得所述清洗液沿着所述离子收集板的表面落下；以及
清洗液供应单元，所述清洗液供应单元向所述喷洒单元供应所述清洗液。
15.根据权利要求1所述的静电除尘设备，还包括旁通管，所述旁通管从所述集尘室的流出管分支，以与所述离子注入部分的所述流体入口连接。
16.一种用于去除爆炸性废气中的颗粒的静电除尘设备，所述静电除尘设备包括：
充电室，其中爆炸性废气流入并流出；
充电部分，所述充电部分包括第一高电压施加板和离子收集板，所述第一高电压施加板安装在所述充电室内，所述离子收集板与所述第一高电压施加板分开；
离子注入部分，所述离子注入部分与所述充电室的内部连通并且注入离子；
集尘室，所述集尘室与所述充电室连接并收集所述爆炸性废气的颗粒；
第一高电压发生器，所述第一高电压发生器与所述充电部分连接；以及
第二高电压发生器，所述第二高电压发生器与所述离子注入部分连接并且与所述第一高电压发生器一起接地。
17.根据权利要求16所述的静电除尘设备，其中，所述离子收集板处于电接地状态，以及
其中，所述第一高电压发生器包括：
第一单极端子，所述第一单极端子与所述第一高电压施加板连接；以及
第一接地端子，所述第一接地端子与所述离子收集板连接并且被电接地。
18.根据权利要求17所述的静电除尘设备，其中，所述第二高电压发生器包括：
第二单极端子，所述第二单极端子与所述离子注入部分连接；以及
第二接地端子，所述第二接地端子与所述离子收集板连接。
19.根据权利要求16所述的静电除尘设备，其中，所述第一高电压施加板保持电接地状态，以及
其中，所述第一高电压发生器包括：
第一单极端子，所述第一单极端子与所述离子收集板连接；以及
第一接地端子，所述第一接地端子与所述第一高电压施加板连接。
20.根据权利要求19所述的静电除尘设备，其中，所述第二高电压发生器包括：
第二单极端子，所述第二单极端子与所述离子注入部分连接；以及
第二接地端子，所述第二接地端子与所述第一高电压施加板连接。
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