TWI291372B - Gas supply for electrostatic filter and electrostatic filter arrangement - Google Patents

Description

* 1291372 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種如申請專利範圍第1項所述用於 靜電過濾器的氣體供應器，以及一種靜電過濾器配置，其 具有一靜電過濾器與一氣體供應器。 【先前技術】

靜電過濾器（除其他場合外）係使用在垃圾焚化設施、 電廠或在使用火之製造廠（諸如陶瓷、石灰、石膏、鐵或鋼 製造）的產業中，以過濾來自空氣、燃料氣體或一般氣體之 流動中的難以分離固體微粒（諸如精細之灰塵微粒）。基於 此目的，氣流被引導通過電場，其中被電極釋放之電子吸 附至灰塵微粒，連同灰塵微粒在收集電極之方向行進，在 該處二者會分離。 因此一靜電過濾器能以最大可能之效率清潔氣體，其 必須盡可能均勻地流入或通過過濾器。進入過濾器之一非 最佳流動導致氣流中之灰塵、溫度或流率的不均勻分布， 造成過濾效率減少，且因此非最隹清潔效果。由於此不均 勻流動分布而極易於形成微粒沉積物，其逐漸地減少靜電 過濾器中流動之剖面，且降低其效率。 因此，一靜電過濾器配置通常具有之氣體供應器係配 置在靜電過濾器之前，且其導引欲過濾之氣體盡可能均勻 地朝向且進入過濾器。氣體供應器通常包括一進入流通 道，氣體通過其而在過濾器之方向中流動；及一進氣罩， 3 1291372 其係自進入流通道擴張到靜電過濾器，大約是依反漏斗之 形狀。進氣罩因此在流動方向前段之剖面處（其對應於進入 流通道）具有較小之剖面面積，而在流動方向後段之剖面處 (其基本上對應於靜電過濾器）具有較大之剖面面積。

為了使進入過濾器之流動均勻，至少一流動分配器係 配置在氣體供應器中，通常直接在靜電過濾器前方之進氣 罩擴張區域中。此等流動分配器通常是多孔板形式之氣體 分配器配置，其一般是配置成一個接一個的若干層。 為進一步改進過濾器效能，或只是在欲過濾之氣體中 產生過濾所需之初始條件，調節構件係在混合配置之協助 下混入氣體供應器内之氣流中。一實例係冷卻調節，其中 水被喷入氣流中以冷卻氣體。通常也藉由注入S〇3、NH3、 水蒸汽或其類似者進入欲過濾之氣體中，用於減少灰塵的 電阻以調節氣體，而不降低氣體溫度。為達到盡可能均勻 之混合，混合配置通常具有複數個配置在氣體供應器中之 喷嘴。 此等已知靜電過濾器配置以往業經證明極有效率。然 而，針對過濾系統之排放保護日漸嚴格要求的背景，對於 在此項技術中顯現改進效率的靜電過濾器配置仍有極大的 要求。 【發明内容】 因此，本發明係以改進靜電過濾器配置為基礎任務。 4 •1291372 此任務係以如申請專利範圍第1項所述 器的氣體供應器，及如申請專利範圍第12項 濾器配置而成功地實現。氣體供應器的較佳 申請專利範圍中獲得。 因此’本發明首先關於用在一靜電過濾 過濾器的氣體供應器，因為依據本發明人之 進靜電過濾器配置之效率是有特別大的可倉 入口至過濾器之區域中）。在此，氣體供應器 知氣體供應器，其具有一固定剖面面積之進 進氣罩’其具有在靜電過濾器之方向擴張的 一用於調節構件之混合配置。在此，在已擴 中係配置至少一流動分配器。 依據本發明之氣體供應器現與習知氣體 於一產生則緣渦流之第一渦流配置及一產生 二渦流配置，係配置在氣流方向中之流動分 罩内，且混合配置係配置在二渦流配置中之 此等渦流配置基本上是習知内建元件，諸如 如於EP0638732 A1中）之一擴散器。 此等渴流配置之基本特徵在於其等產生 等前緣渦流（也稱為渦流牵曳（drag))可想像束 被導引到流動方向中且其直徑在流動方向中 渦流自渦流配置之側緣初始向外旋轉，且接 其中相反之渦流依相反方式旋轉。如果在此 向下游觀看，前緣渦流出現為在相反方向中 用於靜電過濾 所述之靜電過 改良係從隨附 器配置之靜電 研究，對於改 色性（即在氣體 基本上是一習 入流通道；一 剖面區域；及 張之剖面區域 供應器不同在 前緣渦流之第 配器前的進氣 一的區域内。 I前已描述（例 前緣渦流。& b小型旋風，其 增大。在此， 著向内滾動’ 一渦流配置處 滾動的二個螺 5

1291372 旋。 此等前緣滿流具有之優勢在於其等是極端穩定之渴 系統，導致尤其有效之氣流完全混合。因此，可能使盡 能均勻的擾流（turbulent flow)行為會形成在此一渦流配 後方，其可幾乎與當時氣流量無關。所以’此渦流配置 須不斷地適應於氣體之變動量。在此關聯中，因此論及 是靜態混合器。由於此等良好、完全混合特性，產生前 渦流之渦流配置業經使用（尤其是在擴散器中），以完全 代用於流動分配或偏向之習知偏向板、導板或多孔板。 迄今，此等涡流配置並未用在靜電過濾器配置或用 靜電過濾器之氣體供應器中，因為其等未被考慮適用於 申請案以完全取代流動分配器（多孔板）。尤其是，先前 現之大幅擴張式進氣罩，對於使用此前緣渦流以有效地 生均勻流動而言似乎太短。 反之，渦流配置在此也插入用於靜電過濾器之氣體 應器的大幅擴張式進氣罩中，但與之前不同的是，其等 是用以完全取代流動分配内建元件（例如流動分配器）， 只改進其進入流之行為（至少在剖面中）。 更詳言之’此意味著進入配置在靜電過濾器前方之 動分配器的流動係經最佳化，使得只需一單一多孔板層 而非之則的一或三層。依此方式，由於斜向配置在流動 向中’滿流配置在高渦流效應之流動方向中只具有極小 投影面積’其中壓力損耗係大幅減少。同時，強渦流效 產生使得微粒大幅移動，且不同先前般易於聚集。同時 流 可 置 無 的 緣 取 於 此 出 產 供 不 而 流 ϊ 方 的 應 6 •1291372 第一渦流配置係配置在主流方向中進入流通道内一彎 曲前方。此具有之優勢在於第一渦流配置也是用以使氣流 偏向進入流通道内之彎曲的方向。

依此方式，第一渦流配置較佳是配置成比進入流通道 的彎曲之外側更接近彎曲的内側，所以相對於進入流通道 之中心而言，係不對稱地朝向彎曲之内側。因此，增加之 流動能量係饋入内側，其較佳是使得流動能夠跟著内緣之 急劇偏向。在與第二渦流裝置相互作用下，因此可能達到 在過濾器罩中幾乎無分離之偏向，其明顯地改進流動分配。 基本上，第一渦流配置可以一角度配置在進入流通道 中，使得面對氣流之至少一進入流動表面的進入流動邊緣 指向彎曲之内側方向，而該分離邊緣指向進入流通道内彎 曲之外側。然而，最好第一渦流配置以一角度不同地配置 在進入流通道中，使得面對氣流之至少一進入流動區域的 進入流動邊緣指向彎曲之外側方向，而該分離邊緣指向進 入流通道内彎曲之内側。依此方式，進入流動邊緣係面對 氣流之渦流配置的邊緣，且分離邊緣係遠離流動之邊緣。 換句話說，渦流過程係在進入流動邊緣處觸發，且在向外 流動邊緣處，氣流離開進入流動表面。此組態在分離邊緣 處產生尤其強之前緣渦流系統，其延伸相當遠進入該進入 流通道内彎曲之外側區域中。 當第二渦流配置係配置在進氣罩較低區域中時係具有 優勢。此具有之效應在於特別是進氣罩之較低區域係用前 8 Φ

•1291372 緣^元主混合，使得灰太 動）不會聚集在進氣罩之启把（，、由於本身重量而向1 合回到氣流中。此減4、 是在過濾11前擾㈣ 上，且導致靜電過遽器效率之明顯2集在進軋罩之居 直進入流通道，由於—々 ” ' 。此外，對於- 被導引依水平方向通過第曲而：水平方向偏向之… k适第二渦流配置。兮 不只作為用以完全混人 該渦流配置係g 5之構件，同時也作為僬 較佳是第二渦、、☆ 作為偏向構件。 β /爪配置係配置與進氣 處。在此’-銳角應視為小…且：二之壁呈一翻 因此，-充分發展之▲ 大於0·5度之… 入流通道處。 别緣渴流系統係產生在渦流配置之 移 混 板 垂 次 此 角 〇 進 後 配 緣 透 只 具 以 j 組 之 壁 口在涡流配置之進入流通道 混合配置，如一開口在渦流 連接件。由於在進入流動邊 如圓錐之強渦流，可達到該 通過氣體之良好混合，即使 置係直接附接至渦流配置之 一渦流碟片。渦流碟片長期 圓、矩形或是三角翼之形式 是具有三角形或點滴狀剖面 中具有若干彼此相接地配置 可連接起來或是個別安裝至 尤 其 較 佳 是 混 合 配 置 開 方 〇 因 此 可 使 用 極 簡 ΌΧ» 早 之 置 之 進 入 流 動 邊 緣 後 之 簡 單 處 形 成 且 在 流 動 方 向 中 擴 張 過 連 接 件 輸 出 之 調 節 構 件 與 是 點 狀 混 合 〇 在 此 混 合 配 體 實 施 例 也 是 較 佳 〇 •— 渦 流 配 置 應 至 少 具 有 來 已 為 人 知 且 可 為 圓 \ 橢 其 中 依 平 直 或 彎 曲 組 態 或 態 之 碟 片 係 適 用 〇 一 渦 流 配 置 在 流 動 剖 面 满 流 碟 片 〇 在 此 渦 流 碟 片 9 1291372 上。渦流配置也可圍繞整個剖面連接起來。此意味著對於 矩形進入流通道而言，至少一渦流碟片係配置在頂部、底 部、左及右方。 較佳是一渦流配置具有若干個級聯（C a s c a d i n g)之渦流 碟片。在此，「級聯」應理解為一個接一個配置之渦流碟片 的功能性序列。因此，此產生段差之影像，其中可想像到 個別渦流碟片之傾斜或斜向偏移配置。重要的是只要氣流 自一渦流碟片離開到達下一碟片，產生一最佳進氣效應。 最好一渦流配置具有一由若干渦流碟片組成之系統。 此一渦流碟片系統可例如由複數個配置在一共同樞軸上之 渦流碟片組成。因此，可例如透過旋轉或樞轉依其等彼此 固定之功能關係同時改變該若干渦流碟片之效應。 依據本發明，該任務也藉由一依據先前提及之具體實

具不器 置之應 配置供 器配體 濾器氣 過濾前 電過先。 靜電在法 該靜已方 ， 此用及 成。使件 達器其構 置應，的 配供片勢 器體碟優 濃氣流 之 過 一渦述 電 及用描 靜器使中 之遽由例 良過藉施 改電是實 及靜其體 例 一尤具 施有同之 【實施方式】 依據本發明顯示於第1圖中之靜電過濾器配置1具體 實施例具有一靜電過濾器2、一氣體供應器3及一氣體排 放4。在靜電過濾器配置1之操作中，氣體供應器3承載 欲過濾之氣流5，且將來自垂直方向之偏向至基本上一水 10 1291372 平方向，將其導入過濾器2。在過濾器2中，欲過濾之氣 流5接著係藉由上述電過程以致在氣體中不含微粒，而後 自靜電過濾器配置1藉由氣體排放4輸出成為已過濾之氣 流6 〇

在此具體實施例中，氣體供應器3因此包含一具有基 本上固定流動剖面之垂直進入流通道 7。在進入流通道中 之彎曲9在主流方向連接到進入流通道7。在此，欲過濾 之氣流5自一垂直方向改變流動方向成為一水平方向。 剖面在過濾器2方向中擴張之進氣罩8，其跟著曲狀 進入流通道剖面9。流動分配器1 0(在此係一簡單多孔板） 係直接位於靜電過濾器2之前（例如在進氣罩8之最大剖面 積的區域中）。 產生一前緣渦流之第一渦流配置11係配置在曲狀剖 面9前之進入流通道7中。產生一前緣渦流之第二渦流配 置12係位於進氣罩8之狹窄區域中，例如在多孔板1 0前 之流動方向中。在此顯示之具體實施例中，各渦流配置係 一單一圓形渦流板，其在面對氣流之該側上具有一進入流 動表面1 3。進入流動表面1 3連接上游進入流動邊緣1 4及 下游分離邊緣1 5。 在此，第一渦流板11係配置在彎曲9前，使得進入流 動表面1 3在流動方向中自彎曲之外側2 1延伸至彎曲9之 内側22。至於在此顯示之極急劇的彎曲9，該彎曲之外側 21因此係斜向上之板，而彎曲9之内側22對應於進入流 11 14 *1291372 通道7與進氣罩8間之隅角或轉變處。 詳述之’第一渴流板11係配置使得進入流動邊緣 被導向下，因此靠向欲過濾之氣流5，且分離邊緣丨5指 上方。進入流動表面13因此自進入流動邊緣14斜向上 - 伸到所示縱向剖面中之分離邊緣i 5。 • 在接收斜向流動之此渦流配置1 1處（進入流動邊緣 後方）’會形成一充分發展之前緣渦流系統丨6，其在主 Φ 方向5中自進入流動邊緣14垂直向上展開。在此，前緣 流16之直徑會在垂直於氣流5之主流方向增加。對應條 也應用於第二渴流板12，在該處也同樣形成一前緣涡流 統1 7 ’其中刖緣渦流系統1 7基本上導引該流動到將近 平之多孔板1 0上。 為了氣流5自垂直朝向水平之均勻偏向，一習知曲 w構之偏向板18係位於頂部區域中之進氣罩8内。其等 是補助已由渴流配置11產生之氣流的方向改變，且實際 未用於渦流形成。 、為調節欲過遽之氣體5，一連接件1 9係配置在進入 道7中’且明確地在第一渦流板丨丨之進入流動邊緣 $區域中。一調節構件20可藉由此連接件被注入進入流 中。由於在滿流1 6中氣流傳播至下游之強渦流效應， ’ 痛]具有5周即構件20之氣體的更完全混合，使得能夠排 贺*雜的多、、g 角& ϋ配置。此減少流動阻力與製造成本， 使得混合構件1 9 ϋ β 較不受起因於例如灰塵沉積物之干擾 向 延 14 流 件 系 水 狀 只 上 流 14 通 可 除 且 影 12 1291372 【圖式簡單說明】 本發明已參考圖式詳述如上。所概要顯示之圖式係： 第1圖顯示通過靜電過濾器配置之縱向剖面，其具有一靜 電過濾器及一氣體供應器。

【主要元件符號說明】 1 靜 電 過 滤 器 配置 2 靜 電 過 滤 器 3 氣 體 供 應 器 4 氣 體 排 放 5 氣 流 6 已 過 遽 之 氣 流 7 垂 直 進 入 流 通道 8 進 氣 罩 9 彎 曲 10 流 動 分 配 器 11 第 一 渦 流 配 置 12 第 二 渦 流 配 置 13 進 入 流 動 表 面 14 上 游 進 入 流 動邊緣 15 下 游 分 離 邊 緣 16 前 緣 渴 流 系 統 17 前 緣 渦 流 系 統 18 偏 向 板 19 混 合 構 件 /連接件 20調節 構件 21 外 側 22 内 側 13

Claims (1)

1. 月修正 ^β^1372 ' 第㈣办號_案fr年， <年巧丹vA日修(更)正替換頁 ^^^^Λ^^^___Ι_ΙίΙΙΚΚΛΙΙδΟΙβκΦ ': Κ 一種用於靜電過濾器（2)之氣體供應器（3)，其包括一具 有固定斷面面積之進入流通道（7); 一具有在靜電過濾 裔（2)之方向中擴張的斷面面積之進氣罩（8);及一用於 一調即構件（2〇)之混合配置（19)，其中至少一流動分配 器U0)係配置在進氣罩（8)之該已擴張斷面區域中，其特 徵在於一產生一前緣渦流（16)之第一渦流配置（11)係酹 置在該進入流通道（7)中，一產生一前緣渦流（17)之第二 咼，配置（12)係配置在氣流方向中該流動分配器（1 0)前 I進氣罩（8)中，且該混合配置（丨9)係配置在該二渦流 配置（11、12)之區域中。 ’申μ專利圍第i項所述之氣體供應器，其特徵在於 s第渦机配置（11)係配置在該主流方向中之該進入 流通道(7)中。

   如 該 申請專利範圍第2項所述 第一渦流配置（11)係配置 彎 曲之外側（21)更接近該彎曲的 之氣體供應器，其特徵在於 得比在該進入流通道中的 内側（22)。 如申請專利範圍第2或第,s 他上 $ 3項所述之氣體供應器 徵在於該第一渦流配置 v Α 1)係配置在該進入流通 甲一角度處，使得面對兮> 我虱流（5)之至少一進入满 面（13)的該進入流動邊緣 (1 4)指向該彎曲之外側（ 14 I29J372 * f年，月V\Hl修(更)正替換頁 向，且該分離邊緣（15)指向該進入流通道（7)的彎曲之内 側（22) 〇 5 ·如先前申請專利範圍第1項所述之氣體供應器，其特徵 在於該第二渦流配置（1 2)係配置在該進氣罩（8 )的一較 低區域中。 6 ·如先前申請專利範圍第5項所述之氣體供應器，其特徵 在於該第二渦流配置（1 2)係配置在一與該進氣罩（8)之 壁呈銳角處。 7 ·如先前申請專利範圍第1項所述之氣體供應器，其特徵 在於該混合配置（1 9)開在一渦流配置（1 1、1 2)之該進入 流動邊緣（14)後方。 8. 如先前申請專利範圍第7項所述之氣體供應器，其特徵 在於一渦流配置（11、1 2)具有至少一渦流碟片。 9. 如先前申請專利範圍第7項所述之氣體供應器，其特徵 在於一渦流配置（11、1 2)在一流動斷面中具有若干彼此 相接配置之渦流碟片。 1 0.如先前申請專利範圍第7項所述之氣體供應器，其特徵 在於一涡流配置（1 1、1 2)具有若干級聯（c a s c a d i n g)之渦 15 • 1291372 、 — — 、 Γ~^ - 卜Η /曰修(更)正替換頁: 流碟片。 1 1.如先前申請專利範圍第7項所述之氣體供應器，其特徵 在於一渦流配置（1 1、1 2)具有一由若干渦流碟片組成之 系統。 1 2. —種靜電過濾器配置（1 )，其具有如先前申請專利範圍 中任一項所述之一靜電過濾器（2)及一氣體供應器（3)。 16 1291372 — 第科// 7/公號蔚喋〒阵f月修正