CN115666763A - Wesp收集电极插入部或延伸部 - Google Patents

Abstract

用于清洁污染控制装备的方法和设备，污染控制装备例如为颗粒去除装置，包括湿式静电除尘器(WESP)。该WESP可包括壳体、与该壳体流体连通的至少一个进气口、与该至少一个进气口间隔开并与该壳体流体连通的出气口、在该壳体中的被适配成连接至高压源的一个或更多个电离电极、以及在该壳体中的一个或更多个收集电极。壳体可与诸如水源的冲洗流体源流体连通。收集电极的有效长度随着延长部而增加，延长部显著增加收集电极的表面积，同时最小化相应的高度增加。

Description

WESP收集电极插入部或延伸部

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年6月2日申请的美国临时申请序列号63/033,374的优先权，其公开内容通过引用以其全部内容并入本文。

背景技术

污染控制装备(诸如湿式静电除尘器(WESP))通过静电方式用于从水饱和的空气和其他气体中去除灰尘、酸雾和其他颗粒。例如，充满颗粒和/或雾的水饱和的空气在除尘器的电极放电与收集电极之间的区域中流动，其中颗粒和/或雾通过从高压放电电极发射的电晕而带电荷。当水饱和的气体在除尘器内进一步流动时，带电荷的颗粒物质和/或雾被静电吸引到接地的收集板或电极，在该收集板或电极处收集带电荷颗粒物质和/或雾。积聚的材料通过液体冲洗膜和定期冲洗至排放管等被连续地冲洗掉。

此类系统一般地用于从各种工业来源排出的气体流中去除污染物，这些工业来源是例如焚烧炉、焦炉、玻璃熔炉、有色冶金厂、燃煤发电厂、森林产品设施、食品干燥厂、木产品制造以及石油化工厂。

具体地，在木产品制造中，例如，维护问题是有问题的，具体是由于集电体和电极上的材料堆积。粘性颗粒、冷凝产物等倾向于粘附并积聚在装备内部上，导致有害的停工时间以及力求去除它们的不必要的费用。这不仅在例如木产品(例如，诸如配电板)的制造中看到，而且在生物燃料和其他市场中看到。手动干预常常是必需的，以便充分清洁装备内部免于污染物的积聚，这是非常不希望的。脏的WESP管和电极因此是使所有WESP样式和设计的性能降级的持久行业挑战。

在几乎所有现有的工业WESP或干ESP设计中，大部分颗粒收集发生在除尘器的入口处。随着除尘器的设计效率提高，这更显著。在许多本申请中，90％-98％的去除效率是单级WESP的典型范围。使用用于估计在此范围内的WESP性能的标准Deutsch-Anderson方程，可以显示，WESP的第一1/4去除大约49％-64％的颗粒，并且WESP的最后1/4仅去除3％-9％的颗粒。存在影响该分布的其他因素，但是这是合理的估计。当前的工业标准使用7至20英尺范围内的管长度，其中12至14英尺是最常见的。为了提供模块化且可装运的系统，理想地将管长度限制为10英尺的高度，并且因此期望在给定空间中实现大于10英尺的等效管高度。此外，管越短，发射电极越短(通常为具有钉或盘的棒或管)。较短的电极在机械上较硬，产生来自气流的较少振荡，并且更容易对准。电极的良好对准或定心对于任何静电收集器是关键的。

因此，将期望增加收集表面(诸如静电收集器中的收集电极管)的有效性，而基本上不增加收集表面(或收集器)的高度。这样做的优点是提供模块化静电收集器单元，该模块化静电收集器单元是易于可装运的而不牺牲颗粒收集效率。

发明内容

通过本文公开的实施例已经解决了现有技术的问题，这些实施例提供具有改进的电极收集器有效性的静电收集器或除尘器，以及一种使用此类静电收集器从工艺流中去除颗粒的方法。在某些实施例中，公开了一种湿式静电除尘器，包括壳体、与所述壳体流体连通的至少一个进气口、与所述至少一个进气口间隔开并与所述壳体流体连通的至少一个出气口或排气口、所述壳体中适于连接至高压源的一个或更多个电离电极或电流发射器、以及所述壳体中的一个或更多个收集电极，其中所述一个或更多个电离电极与所述一个或更多个收集电极间隔开以在它们之间实现电晕放电。在某些实施例中，一个或更多个收集电极可包括细长管或格网单元的束或阵列(例如，横截面可以是圆形、正方形、矩形或六边形，或者可以是板型)以及与至少一个相应的收集电极电连通的一个或更多个收集电极延伸部或表面积增强构件。在一些实施例中，收集电极形成格网单元阵列，并且收集电极延伸部的数量等于阵列中的格网单元数量。在一些实施例中，收集电极延伸部的数量可小于阵列中的格网单元的数量。在一些实施例中，格网单元的横截面是六边形的，并且形成重复的六边形收集区或格网单元的蜂窝状图案，并且收集电极延伸部也具有六边形横截面。在某些实施例中，每个电离电极从底部支撑并且向上垂直延伸到相应的一个收集电极中。在各种实施例中，较低的高电压网格或支撑件可以用于支撑一个或更多个电离电极杆。该下高压栅格可以由安装到WESP的顶壁或顶板的绝缘体使用一个或更多个电离电极作为支撑件支撑，或者由安装在WESP的位于收集电极下方的侧壁中的绝缘体支撑，或者由上高压栅格支撑，该上高压栅格又由安装在WESP的顶壁(顶板)或侧壁中的在收集电极上方的绝缘体支撑。

在某些实施例中，电极延伸部显著增加可用于颗粒收集的表面的表面积，而不显著增加收集电极的高度。例如，电极延伸部可包括表面积增加部件，诸如多个间隔开的翅片，这些翅片提供附加的颗粒收集表面积，而不需要收集电极的竖直高度的相应增加。在一些实施例中，每个收集电极延伸或表面积增强构件被定位在对应的收集电极在工业气体流动的方向上的下游。在其他实施例中，每个收集电极或表面积增强构件被定位在收集电极的内部容积的至少一部分内、在工业气体流动的方向上位于对应的收集电极的内部容积区域内的电离电极位置的下游。在该实施例中，表面积增强构件或多个表面积增强构件可附接至收集电极本身的一个或更多个壁。

因此，某些方面涉及一种静电除尘器，包括：壳体，该壳体具有用于气体工艺流的入口以及与该入口间隔开以用于排出经处理的气体的出口；颗粒收集表面，该颗粒收集表面包括定位在该壳体内在该入口与该出口之间的一个或更多个收集电极；一个或更多个电离电极，该一个或更多个电离电极在壳体中，每个电离电极与对应的收集电极相关联；以及与至少一个收集电极电联通的至少一个收集表面延伸部或表面积增强构件或多个构件，该收集表面延伸部包括，例如，多个间隔开的翅片。在各种实施例中，较低的高压格格或支撑件可用于支撑一个或更多个电离电极桅杆。该下高压栅格可由安装到WESP的顶壁或顶板的绝缘体使用一个或更多个电离电极作为支撑件支撑，或者由安装在WESP的位于收集电极下方的侧壁中的绝缘体支撑，或者由上高压栅格支撑，该上高压栅格又由安装在WESP的顶壁(顶板)或侧壁中的在收集电极上方的绝缘体支撑。

在某些实施例中，存在多个收集电极，这些收集电极具有六边形横截面并且形成六边形格网单元的蜂窝状阵列。在某些实施例中，可有多个收集表面延伸部，并且每个收集表面延伸部可包括六边形周边。在不同的实施例中，每个收集表面延伸部可支撑在对应的收集电极上并与之处于电联通。在一些实施例中，每个收集表面延伸部可包括外壁以及与所述外壁间隔开的内壁，并且其中，多个间隔开的翅片从外壁延伸至内壁。在一些实施例中，可弃置内壁，并且翅片从外壁的一个区域延伸到外壁的另一个区域。在一些实施例中，通过在收集电极与收集电极延伸之间提供对准的互连的一个或更多个支撑件，每个收集电极延伸可机械地支撑在相应的收集电极上。每个这样的支撑件都可以是开槽筒形管。在某些实施例中，每个格网单元具有格网单元表面积和格网单元高度，每个收集表面延伸部具有收集表面延伸部表面积和收集延伸部表面高度，并且对于每个格网单元高度，收集表面延伸部表面积可以比格网单元表面积大至少四倍，相当于收集表面积高度。在一些实施例中，对于每个格网单元高度，收集表面延伸部表面积可以比格网单元表面积大至少八倍，相当于收集表面积高度。在一些实施例中，对于每个格网单元高度，收集表面延伸部表面积可以比格网单元表面积大多达20倍，相当于收集表面积高度。在某些优选的实施例中，对于每个格网单元高度，收集表面延伸部表面积为格网单元表面积的8至12倍，相当于收集表面积高度。

在其他实施例中，每个或多个表面增强构件被定位在收集电极的内部。例如，每个电离电极可与相应的收集电极相关联，每个收集电极具有内部体积，该内部体积具有被其相应的电离电极占据的第一区域和未被该电离电极占据的至少第二区域，其中该第二区域的至少一部分被或多个表面积增强构件占据。收集电极的壁或多个壁可代替收集表面延伸部的外壁并且以与收集表面延伸部的外壁类似的方式支撑表面增强构件或多个构件(例如，翅片)。因此，表面增强构件或多个构件占据收集表面电极的内部区域，在工业气流方向上位于电离电极的下游，电离电极也位于收集电极的内部区域。

在其方法方面，本文所公开的是通过以下方式从工艺流中去除颗粒材料的方法：将工艺流引入上述静电除尘器中，并使颗粒材料收集在收集电极和收集延伸部上。

因此，某些方面涉及从工艺流中去除颗粒的方法，该方法包括：提供一种颗粒去除装置，该颗粒去除装置包括：壳体，该壳体具有由高压源充电的至少一个电离电极、至少一个收集电极、用于该工艺流的至少一个入口、与该入口间隔开的至少一个出口、以及与该至少一个收集电极电连通的至少一个收集表面延伸部或表面积增强构件；在该至少一个电离电极与该至少一个收集电极之间产生电晕放电；将该工艺流引入到所述入口中，由此该工艺流接触该至少一个收集电极；使该工艺流中的颗粒沉积在该收集电极和收集表面延伸部或表面积增强构件上；以及从该收集电极和收集电极延伸部或表面积增强构件上去除所沉积的颗粒。

为了更好地理解本文公开的实施例，参考形成本公开的一部分的附图和描述。

附图说明

本文公开的实施例可采取各种部件和部件的布置、和各种工艺操作和工艺操作的布置形式。附图仅用于说明优选实施例的目的，而不应被解释为限制性的。本公开包括以下附图。

图1是根据特定实施例的湿式静电除尘器的立体图；

图2是根据特定实施例的形成收集格网单元的束或阵列并包括收集电极延伸或表面积增强构件的收集电极的一部分的局部截面立体图；

图3是根据特定实施例的收集电极延伸部或表面积增强构件的顶部立体图；

图4是根据特定实施例的收集电极延伸部或表面积增强构件的底部立体图；

图5是收集电极延伸部的立体图，示出了其附接至收集电极或表面积增强构件的一个实施例；

图6是根据特定实施例的颗粒去除装置的上部区域的内部立体图；

图7是根据特定实施例的颗粒去除装置的下部区域的内部立体图；

图8是根据特定实施例的颗粒去除装置的下部区域的另一内部立体图；

图9A是根据特定实施例的电极稳定器的主视图；以及

图9B是根据特定实施例的电极稳定器的立体图。

具体实施方式

通过参考附图可获得对本文所公开的部件、过程和设备的更完整的理解。附图仅是基于方便和易于展示本公开的示意性表示，并且因此并不旨在指示装置或其部件的相对大小和尺寸、和/或限定或限制示例性实施例的保护范围。

尽管为了清楚起见在以下描述中使用特定术语，但这些术语旨在仅指代被选择用于在附图中说明的实施例的具体结构，并且无意限定或限制本公开的保护范围。在附图和下面的描述中，应当理解，相同的数字标记指代具有相同功能的部件。

除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物。

如在说明书中使用的，各种装置和部件可以被描述为“包括”其他部件。如本文所使用的，术语“包含”、“包括”、“有”、“具有”、“可以”、“含有”及其变体旨在是开放式过渡短语、术语或单词，其并不排除附加组分的可能性。

本文公开的所有范围包括所述端点并且可独立地组合(例如，“2英寸至10英寸”的范围包括端点2英寸和10英寸、以及所有中间值)。

如本文所使用的，近似性语言可以用于修饰任何定量表示，该定量表示可以在不导致与其相关的基本功能的变化的情况下而改变。因此，在一些情况下，通过术语或多个术语如“约”和“基本上”修饰的值可以不限于指定的精确值。修饰语“约”还应当被视为公开了由两个端点的绝对值所限定的范围。例如，表述“约2至约4”还公开了“2至4”的范围。

应注意，在此使用的许多术语是相对术语。例如，术语“上”和“下”是相对于彼此定位，即。上部件位于比下部件更高的高度处，并且不应被解释为需要该结构的特定取向或位置。作为进一步的实例，术语“内部”、“外部”、“向内”和“向外”是相对于中心的，并且不应被解释为需要结构的具体定向或位置。

术语“顶部”和“底部”是相对于绝对参照物即地球表面的。换言之，顶部位置总是位于比底部位置高的高度处，相对于地球表面。

术语“水平”和“竖直”用于指示相对于绝对参照物即地平面的方向。然而，这些术语不应被解释为要求结构彼此绝对平行或绝对垂直。

本文公开的实施例包括用于从包含颗粒物质的工艺流中去除颗粒物质的设备，并且可包括将进入设备的气流与液滴混合的雾生成构件；一个或更多个电离电极，该一个或更多个电离电极使该颗粒物质和该液滴带电荷；一个或更多个收集表面(诸如一个或更多个收集电极或表面积增强构件)，该一个或更多个收集表面吸引带电荷颗粒物质和混合的液滴，并且能够从该气流中去除带电荷颗粒物质和混合的液滴；以及洗涤流体源。在某些实施例中，一个或更多个收集表面包括一个或更多个细长的管或格网单元。在一些实施例中，管或格网单元的横截面是六边形的。在其他实施例中，管或格网单元的横截面为圆形、矩形或其他多边形。优选地，管或格网单元的横截面是六边形的、是重复的、并构造成束以形成蜂窝状阵列。在一些实施例中，每个格网单元30A具有16英寸的直径并且长度是10英尺。优选地，每个格网单元30A具有相同的大小。蜂窝状布置在最小化浪费的空间方面是有效的；六边形结构使用最少的材料来在给定体积内产生格网单元的网格。在静电除尘器中采用的电池可由符合其功能的任何方便的构造材料构成，包括碳钢、不锈钢、耐腐蚀和耐温合金、铅和玻璃纤维增强塑料。在某些实施例中，在格网单元的操作期间，电池处于地电势。该一个或更多个电离电极还可提供收集表面。

在某些实施例中，WESP单元100是向上流动设计，其弃置了对在出口处除雾的需要，允许液体和固体污染物在其到达(以及潜在污染)收集电极之前通过重力收集，并且如果直接排出至堆，则实现简化的布局。然而，可以使用其他设计，包括向下流动设计。

现在参见图1和2，示出了示例性WESP单元100，该WESP单元100是具有竖直取向的向上流动设计。向上流动装置的优点是，存在的任何水滴被气流向上携带，并最终在收集表面上收集。因此，向上流动装置用作除雾器，防止任何液滴被夹带在离开装置的气流中。

在一些实施例中，单元100具有下入口12和与下入口12间隔开的上出口或排气口14。下入口12可与适当的管道等流体连通，以将待由单元100处理的工业气体以大体上向上的流动朝向收集表面引导，该收集表面在示出的实施例中包括多个格网单元30A(图2)的阵列30。优选地，格网单元30A的横截面是六边形的。格网单元30A的阵列30设置在单元100中在入口12和出口14之间的区域中。格网单元30A的阵列30可通过任何合适的方式被支撑在单元100中，诸如从侧面和/或底部通过使用角铁或类似支撑件支撑阵列30的外周边。在某些实施例中，阵列30可通过以期望的形状联接单独的板或壁来形成，诸如通过焊接。如在图1的实施例中可看出，相邻的格网单元30A共享共同的壁。

在某些实施例中，由其一个或更多个外壁限定的每个格网单元30A的体积是空的(即，没有结构材料)，除了桅杆50之外。在一些实施例中，一个或更多个格网单元30A的容积在工业气体流动方向上的最远下游区域(例如，靠近格网单元30A的最接近单元100的出口14的自由端的区域)被一个或更多个表面增强构件占据。在一些实施例中，该部分体积是格网单元30A的未被桅杆50占据的体积。在一些实施例中，每个桅杆50可在组装到单元100中之前预先对准。当定位在每个格网单元30A内时，桅杆50将格网单元30A的阵列30维持在期望的电压。在某些实施例中，桅杆50和收集表面之间的电势差足以通过电晕放电引起电流流动，该电晕放电引起工艺流中夹带的颗粒带电荷。

在某些实施例中，水可周期性地引入单元并施加至格网单元30A的阵列30，以去除收集表面上收集的特定物质。可提供气体分配装置(诸如穿孔板7)以帮助将处理气体均匀地分配穿过这些格网单元30A，在每个格网单元30A中具有类似的停留时间。

在某些实施例中，可通过提供一个或更多个大面积接地陷阱收集表面延伸部或表面增强构件90来增加一个或更多个收集表面(如格网单元30A的阵列30中的格网单元30A)的有效长度，如例如在图1-4中可见。延伸部90以紧凑设计向收集表面增加有效表面积，例如，在格网单元30A的竖直高度上没有相应的显著增加。在该WESP的出口处增加的区域是在其中需要去除最少量的颗粒的区域中，因此在这些收集板之间的更小的间隙(例如，0.125至2.0英寸)与在收集管的入口处的颗粒去除高得多的正常间隙相比不会更容易堵塞。在一些实施例中，由一个或更多个延伸部90提供的添加剂表面积的大部分在水平方向上，而不是在竖直方向上；也就是说，表面延伸部构件的竖直分量相对于其在单元100中的水平分量被最小化。对于每个延伸部90的给定高度，每个延伸部90的表面积基本上大于格网单元30A的相同高度的对应表面积。

图2示出了与阵列30的一个格网单元30A相关联的延伸部90的一个实施例。在所示的实施例中，延伸部90具有与格网单元30A的顶部六边形周边匹配的六边形周边，并且与格网单元30A电连通。在一些实施例中，延伸部90被支撑在格网单元30A上。在某些实施例中，每个延伸部位于或接近格网单元30A的阵列30的下游端，例如，在单元100的从入口12朝向出口14的工业气体流动方向上，位于大部分颗粒已经收集在格网单元30A的收集表面上的区域的下游。在其他实施例中，延伸部或表面积增强构件90位于格网单元30A的内部体积内，位于格网单元30A的下游区域中(在工业气体流动的方向上)，例如位于该格网单元30A中的桅杆50的下游区域。

如图3和图4所示，每个延伸部90可包括多个连接的外壁，这些外壁可以是限定延伸部90的外周边的一个或更多个外部开槽板101。这个或这些外部开槽板101可被布置在与格网单元30A的截面构型相匹配的构型中。在所示的实施例中，阵列30的构型是由六边形单元形成的蜂窝状结构，并且因此为延伸部90提供了六个外部开槽板101。可替代地，少于六个板(包括单个板)可被形成为适当的构型而不是使用多个板形成延伸部90的周边。在某些实施例中，延伸部90还包括多个表面积增加部件，诸如翅片110，每个翅片110从外部开槽板或多个外部开槽板朝向延伸部90的中心区域115径向向内延伸。在所示的实施例中，每个翅片110具有一个或更多个端部接片111，这些末端接片111通过穿透板中的槽缝102(优选地两个竖直地间隔开并且对齐的槽缝102)来促进翅片110附接至外部开槽板101上。可使用将每个翅片附接至板的其他方式，在这种情况下，板可不需要开槽并且翅片可不需要端部接片。因此，与除了位于其中的桅杆50之外未被占用的格网单元30A的体积不同，延伸部的体积被诸如翅片110的表面积增加部件占据。

在表面积增强构件或多个构件90被定位在格网单元30A的内部容积内的实施例中，格网单元30A本身的或多个壁可被用来支撑表面积增加部件或翅片110，诸如以与外部开槽板101相同的方式。

在一些实施例中，延伸部90的中央区域115由一个或更多个内壁限定，该内壁可以是内部开槽板121，该内部开槽板121界定无翅片110的区域115。无翅片110的区域115可有利地定位在延伸部90的中心处以促进在WESP中向下排水，这可帮助去除与该延伸部相关联的格网单元30A的收集表面的碎屑。在其他实施例中，区域115可被弃置，其中翅片110延伸通过延伸部90的直径。

在一些实施例中，每个翅片110具有一个或更多个端部接片112，该端部接片112通过穿透板121中的槽缝113(优选为两个竖直间隔开且对齐的槽缝113)来促进翅片110附接至内部开槽板121上。可使用将每个翅片110附接至内部开槽板121上的其他方式，在这种情况下，内部开槽板可不需要被开槽并且翅片可不需要端部接片。翅片110因此如图所示从外部开槽板101径向延伸到内部开槽板121，并为颗粒收集提供表面积。在某些实施例中，每个翅片110的长度(例如，从外部开槽板101到内部开槽板121)是翅片110的高度的一倍以上，优选地是每个翅片110的高度的2倍或更多倍。在一些实施例中，延伸部90的表面积大于等效格网单元30A高度的表面积的八倍。延伸部90的优点是减小了颗粒行进直到它接触收集表面的迁移距离，例如减小到小于1/8的颗粒必须行进以接触格网单元30A中的表面的距离。

在某些实施例中，翅片110等距地间隔开。在某些实施例中，翅片110之间的间距使得不存在大于约2英寸的间隙。在某些实施例中，翅片110之间的间距是0.125英寸至1.0英寸。在一些实施例中，翅片110在组装在延伸部90中时限定基本上平坦或平面的顶部表面，如图3所示。例如，该基本上平坦或平明的顶部表面为维护人员提供步行表面以维护上压力通风室。如图4所示，在一些实施例中，每个翅片110具有曲线底部边缘。曲线底部边缘具有第一大致直的区域117A，随后是倾斜的大致抛物线形状的区域117B，该倾斜的大致抛物线形状的区域117B终止于内部开槽板111处。曲线底部被设计为使得安装在单元30中的电极柱的延伸底部和顶部保持恒定的距离。该距离应该不比桅杆50上的电流发射器和单元30壁之间的间隙更近，并且不大于该间隙的125％，优选地小于该间隙的110％。将间隙保持在该范围将防止电场的短路，同时保持在延伸部的底部的电场强度类似于存在于下面的单元30中的电场强度。在延伸部的入口处维持电场强度给予颗粒最大的机会被收集在收集电极延伸部的较小间隙中。本领域技术人员将理解，每个翅片110可具有不同的形状，而不偏离本文所公开的实施例的精神和范围；延伸部90的关键目标是为颗粒收集提供额外的表面积，具体为不显著增加收集表面的高度。延伸部90不会在任何显著程度上抑制气流，例如，它们引起小于0.1英寸H2O)的压降，还提供等效格网单元30A表面积的至少约30％至约80％，优选地至少约40％的颗粒收集效率。

在某些实施例中，电离电极桅杆50可延伸通过延伸部90。在这个实施例中，该桅杆将需要被覆盖在绝缘材料(如陶瓷)中，其中桅杆穿过该延伸部以防止电短路。这不是优选的实施例，因为导电材料(最值得注意的是水)可沉积在绝缘材料的外部上并且在电离电极桅杆50与延伸部90之间提供引起电短路的电路径。

诸如通过类似地将翅片或其他构件附接到一个或更多个格网单元30A的端部(或以不同构造(例如，同心圆或六边形)的一个或更多个格网单元(30A)的内部)来增加收集表面的有效表面积而不显著地增加它们的高度的其他方式被考虑，并且在本文所公开的实施例的范围内。

图5示出了在格网单元30A上支撑延伸部90的实施例。在所示的实施例中，每个延伸部90通过对齐的互连部机械地附接到格网单元30A上，这促进了其从格网单元30A的可移除性以用于清洁或维护，例如不损坏延伸部90或格网单元30A，并且由此允许当完成维护和/或清洁时重新使用或替换延伸部90。这些互连部可由具有三个底部槽缝87(示出一个)的圆柱形柱85提供，每个槽缝87在蜂窝阵列的Y形交叉点容纳格网单元30A的顶壁300的自由端。在格网单元30A的实施例中，槽缝87相隔120°。类似地，圆柱形柱85具有三个顶部槽缝88，每个顶部槽缝88容纳翅片110，翅片110径向延伸超出外部开槽板101，例如在两个外部开槽板101之间的弯曲部或连接部处(例如，图4中的翅片110A)。当组装时，圆柱形柱85因此将延伸部90支撑在格网单元30A上。在某些实施例中，圆柱形柱85可放置在每个延伸部90的所有六个拐角处以完全支撑在每个相应的格网单元30A上。可使用在格网单元30A上支撑延伸部90的其他方式，并且该其他方式在此处公开的实施例的范围内。优选地，支撑件被构造成便于容易地移除和更换延伸部90，诸如以便于清洁收集电极。

在某些实施例中，延伸部90可被安装并与收集电极的底部电连通。如果通过WESP的工艺流是向下流动的，则这种布置可以是优选的。在具有高颗粒负载量的应用中，这不是优选的实施例，因为所有收集的颗粒都需要通过延伸部洗涤，并且延伸部中的较小间隙可能潜在地堵塞并且需要手动清洁。

现在转向图6、7和8，在一些实施例中，提供上或下游(在从入口12到排放口14的工业气体流动方向上)高压框架40(图6)和下或上游(在从入口12到排放口14的处理气体流动方向上)高压框架41(图7和8)，并且用包括一个或更多个支撑杆(示为45A、45B和45C的三个)的适当支撑件从单元100的顶壁或顶板46悬挂。在某些实施例中，上高压框架40可包括形成如图所示的矩形上高压框架40的四个连接的支撑构件40A、支撑构件40B、支撑构件40C、支撑构件40D。单元100的顶壁46可通过相应的绝缘体(未示出)与支撑杆45A、支撑杆45B、支撑杆45C电绝缘，绝缘体可容纳在相应的绝缘体隔室中。在各实施例中，下高压框架41可从顶壁46诸如经由顶壁安装的绝缘体支撑，或者可从侧壁安装的绝缘体支撑。

在某些实施例中，下高压框架41由一个或更多个(优选四个)支撑电极37从高压框架40支撑。通过以这种方式设置下高压框架41，收集表面延伸部90可容易地容纳在单元100中。

支撑电极37可支撑多个刚性电极支撑梁49(图7)，这进而支撑电离电极或桅杆50。在某些实施例中，刚性电极支撑梁49间隔开并且以平行的水平阵列定位，每个分别支撑多个桅杆50。多个桅杆50中的每通常可以是细长的和杆状的，并且向上延伸进入相应的格网单元30A，并且优选地定位在每个格网单元30A的中心并与其同轴。由于在这个实施例中，桅杆50由多个刚性电极支撑梁49从底部支撑，其自由端在其支撑端的下游(在从入口到出口的工业气体流动方向上)。优选地，桅杆50相对短(例如，小于12英尺长，例如，10-12英尺长)以最小化挠曲。为了进一步最小化挠曲，桅杆50的壁可比常规的更厚，例如0.083英寸厚。更进一步地，交叉支撑可用于防止支撑结构(例如，将上高压框架40和/或下高压框架41连接至WESP的壁的绝缘杆或支柱)的摇摆。在某些实施例中，由它的或多个外壁限定的每个格网单元30A的体积是空的，除了桅杆50之外。如图7和8所示，在一些实施例中，每个桅杆50利用单个螺栓或其他紧固件99附接至刚性电极支撑梁49，并且每个桅杆50可在组装到单元100中之前预先对准。在一些实施例中，可在桅杆50或支撑梁49上提供合适的位置调节器以将它们适当地定位在单元100中。

在某些实施例中，如图9A和9B所示，桅杆50的顶部可延伸经过收集电极或格网单元30A的顶部。在这个实施例中，然后可将两个或更多个桅杆50(优选地至少三个)连接在收集电极上方足够远的高度处以防止电短路，从而稳定桅杆50。这个高度应该是该桅杆50与该收集电极之间的距离的最小110％并且优选地大于125％。在一些实施例中，该高度为约十英寸。在一些实施例中，稳定器组件包括多个绑带或板400(示出了三个)，这些绑带或板联接至桅杆50的上端上，例如用将桅杆50锁定在位的卷销(图9B)。孔402可在每个板400中形成以接纳卷销。在一个实施例中，每个板400是14号金属板，高度约为3英寸。顶板410可附接至板400以防止杆50竖直移动。

在某些实施例中，在除尘器100的操作过程中，载有颗粒的工艺流被引入单元的入口12中，并且被向上导向出口14。在电离电极或柱50和收集电极如格网单元30A的阵列30之间实现电晕放电，这导致气流中的带电荷粒子沉积在收集表面上。然后可以例如通过用水喷雾洗涤来去除累积的颗粒沉积物。

虽然本文已经公开了各个方面和实施例，但本领域技术人员在阅读和理解前面的详细描述后，其他方面、实施例、修改和改变将是显而易见的。本文公开的各个方面和实施例是用于说明的目的，并不旨在是限制性的。本公开旨在被解释为包括所有这些方面、实施例、修改和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (22)

1.一种静电除尘器，包括：壳体，所述壳体具有用于气体工艺流的入口、以及与所述入口间隔开以用于排出经处理气体的出口；颗粒收集表面，所述颗粒收集表面包括一个或更多个收集电极，所述一个或更多个收集电极定位在所述壳体内并位于所述入口与所述出口之间；一个或更多个电离电极，所述一个或更多个电离电极在所述壳体中，每个电离电极与相应的收集电极相关联；以及至少一个收集表面延伸部，所述收集表面延伸部与收集电极电连通，所述收集表面延伸部包括多个间隔开的翅片。

2.根据权利要求1所述的静电除尘器，其中，存在具有六边形横截面并形成六边形格网单元的蜂窝状阵列的多个收集电极。

3.根据权利要求2所述的静电除尘器，其中，存在多个收集表面延伸部，每个收集表面延伸部包括六边形周边并支撑在相应的收集电极上。

4.根据权利要求3所述的静电除尘器，其中，每个收集表面延伸部包括外壁和与所述外壁间隔开的内壁，并且其中，所述多个间隔开的翅片从所述外壁延伸至所述内壁。

5.根据权利要求3所述的静电除尘器，其中，每个收集电极延伸部通过一个或更多个支撑件机械地支撑在相应的收集电极上，所述支撑件在所述收集电极与所述收集电极延伸部之间提供对准的互连。

6.根据权利要求5所述的静电除尘器，其中，每个支撑件均为开槽筒形管。

7.一种静电除尘器，包括：壳体，所述壳体具有用于气体工艺流的入口、以及与所述入口隔开以用于排出经处理的气体的出口；颗粒收集表面，所述颗粒收集表面包括一个或更多个收集电极，所述一个或更多个收集电极定位在所述壳体内并位于所述入口与所述出口之间；一个或更多个电离电极，所述一个或更多个电离电极在所述壳体中，每个电离电极与相应的收集电极相关联；以及至少一个收集表面延伸部，所述收集表面延伸部与收集电极电连通，其中，每个收集电极包括格网单元，所述格网单元具有格网单元表面积和格网单元高度，每个收集表面延伸部具有收集表面延伸部表面积和收集延伸部表面高度，并且其中，对于每个所述格网单元高度，所述收集表面延伸部表面积比所述格网单元表面积大至少四倍，等同于所述收集表面积高度。

8.根据权利要求7所述的静电除尘器，其中，存在具有六边形横截面并形成六边形格网单元的蜂窝状阵列的多个收集电极。

9.根据权利要求8所述的静电除尘器，其中，存在多个收集表面延伸部，每个收集表面延伸部包括六边形周边并与相应的收集电极电连通。

10.根据权利要求9所述的静电除尘器，其中，每个收集表面延伸部包括外壁和与所述外壁间隔开的内壁，并且其中，所述多个间隔开的翅片从所述外壁延伸至所述内壁。

11.一种从工艺流中去除颗粒的方法，包括：

提供一种颗粒去除装置，所述颗粒去除装置包括壳体，所述壳体具有由高压源充电的至少一个电离电极、至少一个收集电极、用于所述工艺流的至少一个入口、与所述入口间隔开的至少一个出口、以及与所述至少一个收集电极电连通的至少一个收集表面延伸部；

在所述至少一个电离电极与所述至少一个收集电极之间产生电晕放电；

将所述工艺流引入所述入口，由此所述工艺流接触所述至少一个收集电极；

使所述工艺流中的颗粒沉积在所述收集电极和所述收集表面延伸部上；以及

从所述收集电极和所述收集电极延伸部去除所述沉积的颗粒壳体。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，存在具有六边形横截面并形成六边形格网单元的蜂窝状阵列的多个收集电极。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，存在多个收集表面延伸部，每个收集表面延伸部包括六边形周边并支撑在相应的收集电极上。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，每个收集表面延伸部包括外壁和与所述外壁间隔开的内壁，并且其中，所述多个间隔开的翅片从所述外壁延伸至所述内壁。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，每个收集电极延伸部通过一个或更多个支撑件机械地支撑在相应的收集电极上，所述支撑件在所述收集电极与所述收集电极延伸部之间提供对准的互连。

16.一种静电除尘器，包括：壳体，所述壳体具有用于气体工艺流的入口、以及与所述入口隔开以用于排出经处理的气体的出口；颗粒收集表面，所述颗粒收集表面包括一个或更多个收集电极，所述一个或更多个收集电极定位在所述壳体内并位于所述入口与所述出口之间；一个或更多个电离电极，所述一个或更多个电离电极在所述壳体中，每个电离电极与对应的收集电极相关联；上高压支撑栅格，所述上高压支撑栅格在从所述入口到所述出口的气体工艺流流动的方向上定位在所述壳体中的所述颗粒收集表面的下游；以及下高压支撑栅格，所述下高压支撑栅格在从所述入口到所述出口的气体工艺流流动的方向上位于所述壳体中的所述颗粒收集表面的上游，所述下高电压支撑栅格支撑所述一个或更多个电离电极。

17.根据权利要求16所述的静电除尘器，还包括与收集电极电连通的至少一个收集表面延伸部，所述收集表面延伸部包括多个间隔开的翅片。

18.根据权利要求16所述的静电除尘器，其中，所述壳体具有顶板，所述装置还包括从所述顶板支撑的电绝缘体，其中，所述下高压支撑栅格连接至所述绝缘体并由所述绝缘体支撑。

19.根据权利要求16所述的颗粒去除装置，其中，所述下高压支撑栅格连接至所述上高压支撑栅格并由所述上高压支撑栅格支撑。

20.根据权利要求16所述的颗粒去除装置，其中，所述壳体具有侧壁，并且其中，所述下高压框架由在所述侧壁上的绝缘隔室中安装在所述至少一个收集电极下方的电绝缘体支撑。

21.一种静电除尘器，所述静电除尘器包括：壳体，所述壳体具有用于气体工艺流的入口、以及与所述入口隔开以用于排出经处理的气体的出口；颗粒收集表面，所述颗粒收集表面包括一个或更多个收集电极，所述一个或更多个收集电极定位在所述壳体内并位于所述入口与所述出口之间；一个或更多个电离电极，所述一个或更多个电离电极在所述壳体中，每个电离电极与对应的收集电极相关联，每个收集电极具有内部体积，所述内部体积的第一区域被其对应的电离电极占据，以及所述内部体积的至少第二区域未被所述电离电极占据，其中，所述第二区域的至少一部分被一个或更多个表面积增强构件占据。

22.根据权利要求21所述的静电除尘器，其中，由所述表面积构件占据的所述第二区域的每个所述部分在所述静电除尘器的操作期间的工艺气流的方向上，位于占据所述收集电极的所述内部容积的所述相应电离电极的下游。

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