[发明专利]用于从气流中分离微粒和或液滴状物质的方法和工艺

说明书

本发明涉及一种从气流中分离微粒和/或液滴状物质的方法，在该方法中，气流通过集气室，集气室的外壁接地；和在该方法中，高压电通到设置在集气室中的离子发生尖端上，使得将想得到的物质从气流中分离的离子束到达用作收集表面的内壁。本发明还涉及使用所述方法的装置。

目前，过滤器、旋风收尘器或例如电过滤器或离子吹气方法的电学方法，应用在气体净化系统中和用于从气流中分离微粒。

在使用过滤器时，由于速度的增加会产生很强的气阻，在织物或金属过滤器中流动气体的速度必须保持很低。随着速度的增加过滤器的分辨力也减小。例如，对于微过滤器，气流速度大体上小于0.5米/秒。另外，当涉及到纳米级微粒(例如从一纳米到几打纳米直径的微粒)时，采用已有技术不可能取得好的净化效果。

旋风式收尘器的工作是基于气流速度的减小，使得气流中的重微粒下落进入收集元件。由于重微粒有较高的下落速度，因此旋风式收尘器可应用于分离重微粒。

在电过滤器中，微粒从气体中分离是在收集板上或到管的内表面进行的，在电过滤器中气流的速度一般要在1.0米/秒以下，制造商的建议为约0.3-0.5米/秒。小气流速度的原因是较高流速使微粒聚积在板上，使得分辨力相当大地降低。电过滤器的工作基于微粒的静电荷。然而，不可能使纳米级的微粒带电荷。另外，不是所有的物质都可带电荷，例如不锈钢。

在电过滤器中，由于收集板的清洁阶段也要采用低气流速度。在清洁这些板时，向板吹气，使收集的微粒物质脱落。意图是在净化阶段，只有最小可能量的从板上释放的微粒材料回到流动气体中。用小气流速度可实现容许的微粒通过。

下面参照附图描述已有技术，其中

图1表示根据已有技术在离子吹气方法中采用的设备；和

图2表示采用离子吹气方法用于净化气体的已有技术的方法。

图1表示根据已有技术用于净化气体的装置。所示装置包括用于引入将要净化的气体的入口1，用于净化过的气体的出口2，电压电缆3，绝缘体4，接地集气室5，通电的固定棒6，包括几个离子发生尖端7，振动装置8，用于收集到的微粒的回收管道9，和电压源10。

在图1中，例如，进入建筑物的空气或要再循环的空气导入集气室5来净化。待净化的空气通过入口1进入集气室5，上升并且净化后，通过出口2排出。净化是通过设置在通电的固定棒6上并经电压电缆3连接到电压源10的离子发生尖端7使气体离子化实现的，电压源10可将正或负(如图所示)高压电加到固定棒6上。

换句话说，正或负离子气通向气体，并且将带电微粒和不带电微粒连同离子气一起送到收集表面5。离子发生尖端7指向用作微粒收集表面的接地集气室5。通过绝缘体4，集气室5与通电部件6、7绝缘。约70-150kV的电压加到离子发生尖端7上，设定离子发生尖端7与集气室5之间的距离，使得可以产生圆锥离子气效应，从而将带电和不带电微粒送到集气室5的内壁上，并由于集气室5的墙壁的0电荷与离子气的电荷之间的电荷差而粘附在墙壁上。离子发生尖端与收集墙壁之间的距离，通常为200-800mm。

图1还表示用于通过振动净化集气室5的振动装置8。振动装置设计成使得集气室振动，收集到的微粒落下并通过回收管道9排出。收集到的物质也可通过用水冲洗而清走。

离子吹气方法的特征在于通过高电压实现的电晕效应，使得电压强度增加到足以使从离子发生尖端到所要的接地结构而产生离子气效应。对于每个气体分离作用，需要单独计算离子发生尖端的数量。离子束方法已经在例如专利出版物EP-424335中很详细地描述。

根据已有技术借助离子吹气方法用于在集气室内净化气体的解决方案已表示在图2中。图中表示用于净化过的气体的出口2，接地的集气室5和通电的固定棒6，包含几个离子发生尖端7。另外，图中示出离子气11，在集气室5中微粒的自然增长12、13和14，和气流15。图1和2中的解决方案的特征在于环22中离子发生尖端的位置，借助环，离子发生尖端和收集表面之间的距离缩短了。

尤其在工业里，必须在一秒钟内将几千克物质从大气流中分离出来，特别是因为采用高电压，离子束设备相对较大。

在几条工业生产线中，很难找到在离子吹气方法中用于设备所需的空间。

本发明的目的是提供一种方法和装置，用此方法和装置，微粒和/或液滴状物质可从气流中分离出来，可从根本上减小能量要求且可改进用于聚积在收集板上的微粒物质的去除方法。