[发明专利]用于干吸收剂充电并将其喷入污染气流的自清扫静电喷枪

说明书

                     发明的背景

发明领域

本发明涉及用于干吸收剂加以静电并将其喷入污染气流以清除气流中污染物的装置和系统。

发明的目的

本发明提供了一种自动或连续静电喷枪式装置，它适用于从烟气流中减少或清除主要工业污染物。与早期的类似装置相比，本发明极大地提高了吸收剂颗粒的充电效果。本发明技术用于从气流中除去大部分污染物的系统，这些污染物是燃煤电厂、土壤改善场、钢铁厂、化工厂、金属冶炼厂及城市垃圾厂的副产物。使用本发明的污染物控制系统通常称之为干法系统，这种系统的设备投资比湿法系统少得多，但是，在本发明之前，其操作效果不如湿法系统。

现有技术

本发明技术应用于干法气流控制过程，包括使吸收剂颗粒带上静电荷，然后引入到气流中来清除污染。这种类型的吸收剂颗粒喷射系统包括三个主要的系统以使吸收剂颗粒的充电强度最大，并使最少反应时间和吸收剂使用量最小。对某一特定吸收剂化合物，其风送流量、给料量、电晕场的发生及对吸收剂粒子的充电是三个主要控制部分。所选择的吸收剂、它的给料量及送风量是根据气流中污染物的种类和含量来决定的。同时，要考虑的是吸收剂颗粒在充电后和污染物质的化学反应速度，它是一个表面反应现象。相应地，被选择的吸收剂物质的浓度和颗粒尺寸在很大程度上会影响充电效果，从而影响系统的操作费用。吸收剂的特征包括：密度、吸湿性及其它性质。在计算用量时要根据其特性而定。

总之，所选择的吸收剂和对应于污染物质的化学当量决定了吸收剂的给料量，吸收剂的喷入和喷入吸收剂的空气量应使进入烟气流中的空气量最小。

本发明在应用于这种污染控制系统时，提供了一个充电喷枪，充电喷枪在充电棒周围放电从而对吸收剂充电，在系统操作过程中，跨过接地环提供一清扫气流，以避免吸收剂物质在此积聚。

本发明中的静电喷枪对干粉吸收剂粒子充电，然后喷入气流污染气流中，在气流中产生了一个大的带电表面，提高了吸收剂和污染物的化学反应速度。这种静电喷枪系统本身及其应用并非新发明。但本发明技术要比以前任何装置都极大地提高了其充电效果。例如：本发明人之一的美国专利US5312598提出了一种充电喷枪系统用于减少气流中的污染物并除去带电污染物颗粒，本发明是在此基础上进一步作了改进。此外，一项改进的静电喷枪技术由本发明人中的二人申请了美国专利，申请号08/429082，它的名称为“用于吸收剂静电充电并喷射入污染气流污染气流的静电喷枪”。另外，本发明人之一的其它美国专利包括与US5308590和5332562，它们都显示了污染控制系统使用静电喷枪的例子。其它涉及静电充电喷枪和充电棒粒子充电装置的美国专利有Schuff的US4220478和4290786。但是，Schuff的二个专利的静电充电技术在结构和功能上与本发明都完全不同。

上述的美国专利5312598及申请专利都包括一个静电充电喷枪，它被证明有能力对流过的吸收剂物质充电。在应用中，尽管此类充电枪证明是有效的，但是，当用于US5308590中的装置时，此充电枪不能达到高水平的吸收剂粒子充电，这样就需要较多数量的吸收剂材料来补偿。对于US5308598来说，在充电棒周围产生的电晕场没有完全覆盖整个枪筒截面。上面提到的那种改进型充电枪，我们发现吸收剂容易积聚在接地环的表面，它影响了充电棒和接地环之间的枪筒内形成电晕放电场。本发明技术中的静电充电喷枪提供并维持了一个扫过接地环的清扫气流，保证维持充电棒的电晕放电，并在接地环和充电棒之间形成稠密的自由电子场，该电子场从充电棒向接地环延伸，连续的吸收剂流通过此电场。清扫气流使得接地环免于吸收剂的积聚，从而影响充电棒的电晕放电。该电晕放电在整个枪筒截面内延伸，这样，相对于早期静电喷枪极大地改进了粒子充电效果。吸收剂充电效率提高导致系统所需的充电电源功率降低。

发明概述

本发明的主要目的是提供一个改进型的自清扫静电喷枪，它应用于气流污染控制的系统中，它是通过使具体污染气流中的污染成份所选择的吸收剂带上静电荷来工作的，荷电的吸收剂在风压下流过静电喷枪被送入污染气流中后，带电吸收剂粒子与气流中的污染物发生反应，并在生成无害副产物。

本发明的另一目的是提供一个改进型的自清扫静电喷枪，它使从充电棒到接地环或板的整个区域完全成为电晕场。接地环或板对充电棒端部的电荷有电吸引力，并与充电棒保持适当的距离，从而促进在其间形成的电晕放电，此外，还提供了流过接地环或板的清扫空气流，防止吸收剂粒子在其上积聚，这种积聚会影响形成和维持电晕放电。