[发明专利]带电液滴的气体洗涤设备和方法

说明书

                        发明背景

本发明涉及了净化气体的设备和方法，更确切地说，是通过引入被净化气体的带电液滴的作用，从被净化空气或其它气体中同时去除颗粒污染物和污染气体。

已有无数的工业作业，以及用于公用电厂的发电作业，其中利用了大量空气或其它气体，并被污染物高度污染，污染物分成两大类：固态和液态颗粒，以及如毒性或酸性气体的污染气体。例如，在煤动力发电设备中煤的燃烧将大量产生这两类污染物。

显然，有着强烈和不断的需求来开发改进的设备和方法，在把已处理空气重新引入大气之前，采用改进的去除污染物效率从受污染空气中同时去除这两类污染物；并且依靠更实用、可靠和费用合理的装置来达到这一点。

如在申请人的信息发布资料所提供的各个专利中表明，已经知道在现有气体净化技术中采用了一种方法来从被净化气体中去除颗粒，其中把含有颗粒的气体通过适当的静电充电设备来首先使颗粒带静电，然后把具有与带电颗粒极性相反电荷的无数带电液滴引入被净化气体中。在这种方法中，通过带有相反电荷的液滴和颗粒之间的静电吸引作用，即单极-单极吸引力来进行关于颗粒的气体净化过程，单极-单极吸引力反比于液滴-颗粒分开距离的平方和正比于两个电荷值的积，这个力拉出颗粒来受到液滴吸引。然后用现有技术熟知的过程从空气流中取出液滴。

在上述各专利中还表明，在现有技术中也知道通过引入液滴用于从空气流中去除污染气体，当它们的分子与液滴表面接触时，采用了液滴吸附毒性或酸性气体的过程，接着采用了常规方法从空气流中去除液滴和已收集的污染气体。

希望提供一种设备和方法容许从被净化气体流中去除不带电的颗粒，因为这可以避免预先对颗粒充静电的任何需求。本发明把带着足够高电荷和具有足够数量密度的液滴引入被净化气体而达到了这一点，依靠单极-偶极的相互作用，而不是常规方法所用的带电液滴和带电颗粒之间的单极-单极相互作用，来达到即使是不带电颗粒的高的颗粒收集效率。

在本发明中，每个高度带电液滴在附近每个不带电颗粒中感应了一个电偶极矩。已经知道，在电单极和附近感应的电偶极之间有一个吸引力。因此在本发明中，由单极-偶极力把颗粒吸到带电液滴上，而不是采用常规方法在设备中作用的单极-单极力。因为颗粒不带电，液滴收集颗粒不会改变液滴的电荷大小，从而不会降低液滴的偶极矩感应能力大小。

如在以下的详细描述，与常规设备中作用的单极-单极力相比较，偶极-单极力的大小对于液滴-颗粒分开距离有着显著不同和更敏感的关系，对于液滴带电大小也有着更敏感的关系。

因此，本发明必须满足相关的要求，在被净化气体中提供适当数量密度的适当带电液滴，以便利用单极-偶极力来产生高的颗粒净化效率。

另外，对这个发明还需要能够达到从被净化气体中去除污染气体的足够效率，在被净化气体中，提供适当的液滴数量密度和足够的液滴表面积，以提供足够的单位体积液滴表面积，容许所需的液滴吸附污染气体作用。如以下的详细描述，本发明采用通过液滴和颗粒之间单极-偶极力作用而适于达到高颗粒收集效率的相同液滴也满足了这个要求。

希望这个发明在液滴和被净化气体相互作用时，能够保持液滴电荷大小不变，从而在这个相互作用期间，保持每个液滴的颗粒收集能力，而不是如果液滴电荷被消耗而发生该能力被耗尽的情形。

另外，对这个发明有一个相关的要求，它能够达到所需的液滴带电程度而不采用极高电压，在静电除尘器中往往需要高压，如60kV量级的电压，因为这种高压易于在被净化气体中引起电晕放电，它会消耗液滴的电荷，以及产生其它不良影响，包括可能会干扰对液滴适当充电的空间充电效应。

通过在液滴产生和充电处采用电极的几何形状，本发明的设备满足了这个要求，包括从液体薄片边缘喷射液滴的扩散液体薄片电极，它与金属感应电极交替设置，在感应电极阵和液体薄片阵之间的静电势不大于20kV，并且相隔空间使得在液体薄片边缘可以保持适当高的电场强度，容许对从液体薄片喷射的液滴进行适当充电，而不发生电晕放电。

如在以下的进一步详细描述，本发明满足的其它要求包括(但不限于)：容许在一个净化室中同时进行颗粒和污染气体的洗涤过程；除了输送被净化气体通过净化室的鼓风机或其它装置的功率以外，不需要很大的功率；以及容许以低的液体-气体流比值来达到这些结果。

                      发明概述