CN114308393A - 一种高效除水除焦油装置及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高效除水除焦油装置，包括沉淀极以及电晕极，沉淀极呈中空结构；电晕极贯穿沉淀极并与沉淀极结合而密闭形成一对目标混合样品进行分离的高压静电场；沿沉淀极重力方向的下端，设有用于收集目标混合样品经所述高压静电场预处理后所产生凝结废液的排液口；沉淀极远离与排液口连接的一端部，分别设有样气进口和样气出口。本发明通过将电晕极贯穿沉淀极后与沉淀极结合而密闭形成一对目标混合样品进行分离的高压静电场的方式，使得在对目标混合样品中的固态、液态及其混合污染物进行有效分离时，区别于现有技术保证被分离组份没有损失，解决了易溶于水的气体吸附大的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及工业尾气排放技术领域，具体为一种高效除水除焦油装置及其处理方法。
背景技术
焦炉和化工厂尾气排放烟气成份中，液态水及焦油副产物比较高，在线监测系统及仪表在抽气过程中，传统的采样探头进行简单的粉尘过滤后，为了保障其他组份(如SO2、NO、HCL、HF等)不丢失和损失时，会对原样气加热高达120-180度，但是在此过程中，加热后的样气无法对液态水及焦油副产物进行根除，待其进入仪表后，会造成预处理部件的腐蚀和流路堵塞，进而造成系统和预处理部件的故障，影响设备的正常运行；
目前现有技术中对除液态水(含焦油)的技术方案是使用冷凝器实现，其原理是通过一种含有两级过滤的装置，如本发明说明书附图图2所示，玻璃冷腔通常由两个入口和两个出口，即两级冷凝，利用压缩机将冷媒加压，在通过管路的变径快速释放，为冷却管提供制冷效果，再由温控器负责控制制冷量，样品气经过玻璃冷腔，冷却后液态水从下方排出。
然而，这种冷凝除水方式存在效率低，管路极易被焦油和粉尘堵塞，对易溶于水的气体(S02、NH3、NO2、HCL等)吸附大的缺陷，无法避免样品组分不丢失，从而导致仪表分析收到影响，同时由于这种冷凝除水方式对粉尘没有去除能力，导致含粉尘的样品混合气在进入冷腔后极易造成堵塞，当大量阻塞无法被清理时，存在耗材和人工维护成本的问题。
有鉴于此，急需发明涉及一种高效除水除焦油装置及其处理方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种高效除水除焦油装置及其处理方法，一方面，通过利用高压电源与电场结构的高效配合，产生高压静电场，对目标混合样品中的固态、液态及其混合污染物进行有效分离，从而具备被分离组份没有损失的优点；另一方面，通过增设绝缘定位板固定安装于沉淀极内的方式，从而使得本发明具备电晕极可靠定位，以形成的高压静电场稳定运行的优点，以解决上述背景技术中提出的问题，解决了现有技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种高效除水除焦油装置，所述沉淀极呈中空结构；
所述电晕极贯穿沉淀极并与所述沉淀极结合而密闭形成一对目标混合样品进行分离的高压静电场；
自定义所述沉淀极上设有第一方向和第二方向，沿所述沉淀极重力方向的下端，设有用于收集目标混合样品经所述高压静电场预处理后所产生凝结废液的排液口，所述排液口以所述第二方向固定安装于沉淀极外缘面；
所述沉淀极远离与排液口连接的一端部，分别设有样气进口和样气出口，所述样气进口和样气出口分别以所述第一方向固定安装于沉淀极外缘面，以输入目标混合样品或输出目标混合样品经预处理后产生的洁净气体。
作为对本发明中所述一种高效除水除焦油装置的改进，所述电晕极一端部通过电极绝缘子与外接导线连接，用于向呈中空结构的沉淀极引入高压电源，所述电极绝缘子固定安装于所述沉淀极外缘面；
所述电晕极另一端部通过绝缘定位板固定安装于沉淀极内，用于保证形成的所述高压静电场稳定运行。
作为对本发明中所述一种高效除水除焦油装置的改进，所述沉淀极一端部接地，用于保证设备运行安全。
作为对本发明中所述一种高效除水除焦油装置的改进，所述第一方向及第二方向互相垂直，所述第一方向为相对于所述沉淀极的横向方向，所述第二方向则为相对于所述沉淀极的纵向方向。
作为本发明的第二方面，提出了一种高效除水除焦油装置的处理方法，包括以下步骤：
S1，利用导线将外接高压电源引入电晕极与呈中空结构的沉淀极后，形成高压电场，用于对目标混合样品进行分离；
S2，基于绝缘定位板对电晕极进行可靠定位，并将所述绝缘定位板固设于沉淀极内壁；
S3，通过沉淀极外缘面固设的样气进口将目标混合样品输送至高压电场内，以使得所述目标混合样品中的样气在沉淀极内中和后，基于高压电场内的静电重力和分子间的内聚力吸附于所述沉淀极内壁，在排液口处形成凝结废液排出；
S4，通过固定安装于沉淀极外缘面的样气出口将流经高压电场分离形成后的洁净样气进行输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过将电晕极贯穿沉淀极后与沉淀极结合而密闭形成一对目标混合样品进行分离的高压静电场的方式，使得在对目标混合样品中的固态、液态及其混合污染物进行有效分离时，区别于现有技术保证被分离组份没有损失，解决了易溶于水的气体(S02、NH3、NO2、HCL等)吸附大的缺陷；
同时，通过增设绝缘定位板固定安装于沉淀极内的方式，从而使得本发明具备电晕极可靠定位，以形成的高压静电场稳定运行的优点，进一步保证目标混合样品中的固态、液态及其混合污染物的有效分离。
附图说明
参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制，在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
图1为本发明一实施例中所提出的高效除水除焦油装置的整体结构示意图；
图2为现有技术中冷凝器整体结构示意图。
图中标记说明：
1-导线、2-电晕极、3-焦油、4-液态水、5-粉尘、6-沉淀极、7-绝缘定位板、8-排液口、9-电极绝缘子、10-样气出口、11-洁净气体、12-NOx气体、13-SO2气体、14-O2气体、15-其他样气、16-非洁净气体、17-样气进口、18-凝结废液、X-第一方向、Y-第二方向、19-玻璃冷腔、20-压缩机、21-冷却管、22-温控器。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
如图1所示，作为本发明的一个实施例，本发明提供技术方案：一种高效除水除焦油装置，包括：
沉淀极6，呈中空结构，沉淀极6一端部接地，用于保证设备运行安全。
电晕极2贯穿沉淀极6并与沉淀极6结合而密闭形成一对目标混合样品进行分离的高压静电场，需要说明的是，本发明通过将电晕极2贯穿沉淀极6后与沉淀极6结合而密闭形成一对目标混合样品进行分离的高压静电场，使得对目标混合样品中的固态、液态及其混合污染物进行有效分离时，区别于现有技术保证被分离组份没有损失，解决了易溶于水的气体(S02、NH3、NO2、HCL等)吸附大的缺陷；
需要说明的是，电晕极2一端部通过电极绝缘子9与外接的导线1连接，用于向呈中空结构的沉淀极6引入高压电源，电极绝缘子9固定安装于沉淀极6外缘面；电晕极2另一端部通过绝缘定位板7固定安装于沉淀极6内，用于保证形成的高压静电场稳定运行。
自定义沉淀极6上设有第一方向X和第二方向Y，可以理解的是，第一方向X及第二方向Y互相垂直，第一方向X为相对于沉淀极6的横向方向，第二方向Y则为相对于沉淀极6的纵向方向，沿沉淀极6重力方向的下端，设有用于收集目标混合样品经高压静电场预处理后所产生凝结废液18的排液口8，排液口8以第二方向(即Y方向)固定安装于沉淀极6外缘面。
沉淀极6远离与排液口8连接的一端部，分别设有样气进口17和样气出口10，样气进口17和样气出口10分别以第一方向X固定安装于沉淀极6外缘面，以输入目标混合样品中的非洁净气体16或输出目标混合样品经预处理后产生的洁净气体11。
基于上述技术构思，本发明在具体实施时：首先利用导线1将高压电引入，在电晕极2与沉淀极6形成高压电场后，利用绝缘定位板7对电晕极2进行可靠定位，可以理解的是，通过增设的绝缘定位板7固定安装于沉淀极6内的方式，从而具备电晕极2可靠定位，以形成的高压静电场稳定运行的优点，进一步保证目标混合样品中的固态、液态及其混合污染物的有效分离；此时，
未净化的样气(即，非洁净气体16)从样气进口17进入电场，样气中含有的焦油3、液态水4、粉尘5等粒子在良好的电场力角度下向两极移动，到达在沉淀极6内的中和，然后根据残留的静电重力和分子间的内聚力，首先吸附在沉淀电极6上，然后沿沉淀极6内壁靠自身的重力下落，由焦油3、液态水4等混合形成凝结废液18通过排液口8排出，从而达到对样品气的净化效果；需要说明的是，由于NOx气体、SO2气体、O2气体等气态物质不受电场影响，因此流经电场的样品气经过分离形成洁净气体11从样气出口10流出。从而达到在除液态水4、焦油3和粉尘5过程中，对易溶于水的气体(S02、NH3、NO2、HCL等)吸附小，损失少。
如图2所示，作为对本发明技术构思的进一步理解，提出现有技术中，国内常见除液态水(含焦油)的技术方案，其原理是：一种有两级过滤的装置，玻璃冷腔19通常由两个入口和两个出口，即两级冷凝，利用压缩机20将冷媒加压，在通过管路的变径快速释放，为冷却管21提供制冷效果，再由温控器22负责控制制冷量，样品气经过玻璃冷腔19，冷却后液态水从下方排出。
可以理解的是，这种冷凝除水方式存在效率低，管路极易被焦油和粉尘堵塞，对易溶于水的气体(S02、NH3、NO2、HCL等)吸附大，导致除液态水及焦油副产物效果差，效率低；同时由于加热后的样气预冷后迅速凝结，极易造成堵塞流路和腐蚀仪表流路的缺项。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种高效除水除焦油装置，其特征在于：包括：沉淀极以及电晕极，其中，
所述沉淀极，呈中空结构；
所述电晕极贯穿沉淀极并与所述沉淀极结合而密闭形成一对目标混合样品进行分离的高压静电场；
自定义所述沉淀极上设有第一方向和第二方向，沿所述沉淀极重力方向的下端，设有用于收集目标混合样品经所述高压静电场预处理后所产生凝结废液的排液口，所述排液口以所述第二方向固定安装于沉淀极外缘面；
所述沉淀极远离与排液口连接的一端部，分别设有样气进口和样气出口，所述样气进口和样气出口分别以所述第一方向固定安装于沉淀极外缘面，以输入目标混合样品中的非洁净气体或输出目标混合样品经预处理后产生的洁净气体。
2.根据权利要求1所述的一种高效除水除焦油装置，其特征在于：
所述电晕极一端部通过电极绝缘子与外接导线连接，用于向呈中空结构的沉淀极引入高压电源，所述电极绝缘子固定安装于所述沉淀极外缘面；
所述电晕极另一端部通过绝缘定位板固定安装于沉淀极内，用于保证形成的所述高压静电场稳定运行。
3.根据权利要求1所述的一种高效除水除焦油装置，其特征在于：所述沉淀极一端部接地，用于保证设备运行安全。
4.根据权利要求1所述的一种高效除水除焦油装置，其特征在于：所述第一方向及第二方向互相垂直，所述第一方向为相对于所述沉淀极的横向方向，所述第二方向则为相对于所述沉淀极的纵向方向。
5.一种基于权利要求1-4任一项所述高效除水除焦油装置的处理方法，其特征在于：所述处理方法包括：
S1，利用导线将外接高压电源通过电晕极在呈中空结构的沉淀极内形成高压电场，用于对目标混合样品进行分离；
S2，基于绝缘定位板对电晕极进行可靠定位，并将所述绝缘定位板固设于沉淀极内壁；
S3，通过沉淀极外缘面固设的样气进口将目标混合样品输送至高压电场内，以使得所述目标混合样品中的样气在沉淀极内中和后，基于高压电场内的静电重力和分子间的内聚力吸附于所述沉淀极内壁，在排液口处形成凝结废液排出；
S4，通过固定安装于沉淀极外缘面的样气出口将流经高压电场分离形成后的洁净样气进行输出。
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