[实用新型]用于分离介质内颗粒和小液滴的介电电泳电极及电极阵列

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境保护技术领域，特别是一种用于分离介质内颗粒和小液滴的介电电泳电极及电极阵列。

背景技术

介电电泳描述的是位于非匀称电场的电中性颗粒由于介电极化的作用而产生的平移运动。产生在颗粒上的偶极矩可以由两个相同带电量但极性相反的电荷来表示，当它们在颗粒界面上不对称分布时，产生一个宏观的偶极矩。当这个偶极矩位于不匀称电场中，在颗粒两边的局部电场强度的不同产生一个净力，称为介电电泳力。由于悬浮于媒介中的颗粒与媒介有着不同的介电能力(介电常数)，颗粒会朝电场强度增强的方向移动，称为阳性介电电泳，反之若颗粒朝电场强度减弱的方向移动，称之为阴性介电电泳。

当颗粒(半径r、相对介电常数为ε_p、电导率σ_p)悬浮于流体介质(相对介电常数为ε_f、电导率为σ_f)时，其所收到的介电电泳力为：

F_DEP＝2πε₀ε_fr³Re[k^*(ω)]▽|E|²(1)

式中:k*(ω)=ϵp*-ϵf*ϵp*+2ϵf*]]>(这里：ϵp*=ϵp-jσpω;ϵf*=ϵf-jσfω]]>)；E是外加电场强度的均方根；ε₀是真空介电常数；ω是电场角频率。DEP力方向将取决于k^*(ω)的实数部分，即CM因子，在CM>0时为阳性介电电泳,粒子从低电场区域运动到高电场区域，反之为阴性介电电泳。

现有技术中，空气除尘通常采用静电除尘法，是利用电泳(electrophoresis,EP)的原理，在高压直流电场中使空气中的气体分子电离，产生大量电子和离子，在电场力的作用下向着与电子和离子电性相反的电极移动。在移动过程中碰到气流中的粉尘颗粒使其荷电，荷电粉尘颗粒在电场力作用向电极运动，实现固体粒子或液体粒子与气流的分离。工业上广泛应用的是管式电除尘器和板式电除尘器。

与电泳技术不同的是：

(1)介电电泳操纵的是电中性颗粒，使其由于介电极化的作用而产生的平移运动；电泳操纵的是电子和离子，使其负荷在粉尘颗粒上产生定向移动。

(2)介电电泳中颗粒运动方向与电场的方向无关，只与其本身的介电常数和介质的介电常数有关；电泳中颗粒运动方向取决于颗粒所带电荷的符号和电场的方向，电场方向反转则运动方向反转。