[其他]利用电场清除气流中悬浮的固体和液体颗粒的方法和设备

说明书

本发明涉及利用电场（3）清除气流（1）中悬浮的固体和液体颗粒的方法，其特征是：

气流（1）沿着带电的基本粒子源被导入，在这种情况下，气流（1）中悬浮的颗粒被双电极充电，大约一半颗粒带上正电（21），另一半颗粒则带上负电（9）;通过在每个迁移区（22）中施加的与气流运动方向横切的电场（3），带电颗粒被迫横向迁移。这样，它们向气流（1）的优选区移动，在这个中和区（23）内浓集，并在上述电场（3）的作用下，被迫集聚和凝结（9/21）;与此同时，颗粒的电荷也至少部分地相互减少;由此，形成颗粒的富集区和贫化区，它们分别对应于部分气流（31，32），这两部分气流随后被相互分离。

本发明还涉及在电场（3）引力作用下清除气流（1）中悬浮的固体和液体颗粒的设备，其特征是：配置有用于产生一个指向横切气流（1）方向的恒定或随时间变化的电场（3）的设备（24，25）以及用于对气流（1）中悬浮的颗粒按一定方式进行双电极充电的设备（24，25）;在向前移动的气流（1）中的一个优选区-中和区（23）中，可在部分气流（37）里实现颗粒的浓集;此外还配置有使富集了颗粒的部分气流（31）或与之互补的部分纯净气流（40）分流和排出的设备（33）以及用于排出颗粒（45）的分开的机械或电离析设备（46，43）。本发明以上述的方法和设备为出发点。

利用电场对气流除尘的设备（称作电滤尘器），已知有多种结构形式。它们全都依据下述原理，即：首先，以任意一种方式（通常是依据电晕效应）使气流中的悬浮颗粒被单电极充电（带上一种电荷），然后，悬浮颗粒被带有与其相反电荷的电极（沉积电极）所吸引，最后固着在电极上。固着在沉积电极上的颗粒，一般是采用敲打或抖动板状沉积电极的机械振动方式被最后除去（参见Leuger技术词典第6卷“能源技术和发动机”中的词条“电滤尘器”，286-292页）。

电滤尘器的进一步发展导致结构配置和操作方法上的多种改进，但也部分地造成了颇为复杂和昂贵的结构。这里所提及的是电离源和离析电极的位置和功能的分离，例如：采用附加电极（参见DE-PS2438670和DE-OS2744556），颗粒集聚（如DD-PS144509，EPA0009857），脉冲电场（DE-OS3004474A1），在沉积电极前面设置滤网（JP-Schrift53-136668），采用绝缘屏的交流电压运转以提高击穿电压（DE-OS3039639），电滤尘器与旋风分离器相结合（DE-053235953A1）。

尽管有上述的种种改进并从而实现功能的部分改善，传统的用电压除尘的方法仍有不足之处。电滤尘器体积大，很少具有所力求达到的最佳效率。当敲打和抖动沉积电极时，一部分已经沉积了的尘粒将会飞扬起来而再回到气流中去。将已经沉积到电极上的尘粒层充电，这会由于“后向电晕效应”而发生电击穿现象，结果一部分尘粒也又被重新抛回到气流中去。此外，对于尘粒离析具有决定性作用的电场强度是受限制的，这是因为与那种均匀电场相比，非均匀的电场分布会使击穿电压大大降低。所有这些因素将导致滤尘效能的降低，并造成尘粒离析越来越差。

因此，非常需要对传统的电滤尘器技术加以改进、简化，并降低其价格。

本发明的基本任务是给出一种利用电场清除气流中悬浮的固体和液体颗粒的方法和设备。在此，对于颗粒充电和迁移有决定性作用的电场场强（关系到颗粒的快速、有效的离析）将可以显著提高，而不会带来通常由于电极的电晕电压所引起的限制）。同时，气流的电离和尘粒的排出也将变得简单而有效，而避免某些有害的反作用，诸如已离析的尘粒重新扬起和电击穿造成破裂，以及对尘粒的电导率产生影响等。本发明的进一步任务是大大地降低电滤尘器的成本，并压缩其体积。

这一任务将通过如前所述的特有方法和设备予以完成。

本发明的基本原理是：通过把对颗粒充电而产生离子的区域（电离区）与带电颗粒实际迁移和浓集的区域（离析区）所在的位置和功能完全分开，而有可能产生用于加速颗粒迁移的横切气流运动方向的高度均匀的电场。由此，在气流运动方向上所必需的除尘区段被显著缩短。此外，通过双电极充电，带有不同电荷的颗粒将被迫沿相反的方向移动，从而在优选的气相区域内浓集、中和、集聚、凝结。包含有这种被积聚起来的固体和液体颗粒的气流可以分流出去，从而以简单的附加手段，实现对气流的完全除尘，而所耗的费用仅为传统电滤尘器必需费用的一小部分。

下面将依照下述的一些附图和实例，对本发明予以详细地说明和阐述。