CN102172564A - 回转体电极及基于该回转体电极的异相分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于从气体中分离液体或固体颗粒的技术领域，具体涉及一种回转体电极及基于该回转体电极的异相分离装置，所述的回转体电极包括回转体电极和置于电极外侧的清灰装置，还包括控制电极与清灰装置相对运动的传动装置；所述的基于该回转体电极的异相分离装置包括主体、壳体、进气端、料斗、出气端，分离装置主***于进气端和出气端之间，料斗位于分离装置主体的下方，壳体形成围护，所述分离装置主体内设置由复数根回转体阳极组成的回转体阳极阵列和复数根由常用的振打式或回转体阴极组成的阴极阵列。本发明能够比较及时、有效清除吸附在电极上的物质，从而提高吸附效率，并能降低二次扬尘，还具有运行可靠、故障率低、维护简单的优点。

Description

回转体电极及基于该回转体电极的异相分离装置

技术领域

本发明属于从气体中分离液体或固体颗粒的技术领域，具体涉及一种回转体电极及基于该回转体电极的异相分离装置。

背景技术

在工业生产和建设中，特别是冶金、火力发电、建筑材料生产、化工生产等生产过程中，经常会有大量的粉尘或者微小液滴产生。这些粉尘或者液滴如果得不到有效的清理，不仅会影响正常生产、损害劳动者的健康，同时也会造成大气污染。因此，必须采用将含有粉尘和液滴的气体进行净化处理，而静电除尘装置利用高压电场使这些粉尘和液滴携带电荷后吸附于电极上，达到分离目的。静电除尘广泛用于对这些有导电性的携带有大量颗粒和液体的物质的气体进行净化。

现有的静电除尘装置，比如采用气固分离技术的静电除尘器，是通过高压电源所产生的强电场使周围气体电离、产生电晕放电，从而使悬浮于气体中的固体尘粒带电，并在电场力的作用下使带电尘粒服从异性相吸的原理，从气体中吸附于阴、阳电极，达到分离并收集。具体工作时，由电晕极电离空气并使尘粒带电，阴极和阳极之间的电压使带电尘粒在两极之间定向运动，最终被吸附在电极上。电除尘器具有除尘效率高、阻力小、能够处理大量气体的优点，广泛应用于工厂、发电厂等排出大量含尘气体的场所。

使用中，为了保证电除尘装置正常工作，必须及时对吸附于电极上粉尘或液滴进行清理，使电极保持清洁以维持正常工作需要的电压和电流，保持电场电离的稳定工作，从而达到高效率的目标。静电除尘器在进行电极清洁时，清洁程度高、减少二次扬尘是提高电除尘的实际有效效率的十分重要的性能和技术指标。因此，电除尘器必需设置电极清灰装置，及时对吸附极进行清灰以保持吸附极的吸附能力，对吸附极和电晕极进行清灰以保持良好的电气性能。如前所述，这在电除尘的正常工作和保持高效率工作方面很重要。

现有技术中的清灰方式包括湿式清灰、机械震打清灰、声波清灰和移动式清灰。

湿式清灰如中国专利ZL00215471.4中介绍的技术方案，在电极板顶部设置喷水装置，喷出水雾将吸附于电极板上的粉尘清理。湿式清灰一方面浪费水资源、增加清灰成本，另一方面，喷出的水雾又成为气体中的异相颗粒，不适于要求气体干燥的场所，并增加除尘负荷。

机械震打清灰是现有技术中最常用的清灰方式，具体是通过机械装置震打吸尘电极，电极在震打力作用下产生位移和震动，使大部分尘粒所受到的静电吸附力小于震打产生的作用力而从极板脱离，自由落体到下方的灰斗中。机械震打清灰方式要求吸尘极具有很高的机械强度，清灰不够彻底，并且，清灰时灰尘从高处自由落体下落并摔落到灰斗中导致严重的二次扬灰现象，不仅降低了除尘效率，同时也增加了除尘负荷。

声波清灰是采用低频的声波将电极板上吸附的粉尘震落，不仅效果欠佳，其二次扬尘现象更加严重。

移动式清灰方式是采用板状电极在传动装置作用下移动，在移至下端时用清灰刷将附在板状电极上的粉尘刷落。采用这种方式的除尘装置一般结构复杂，并且有部分传动部件处于粉尘环境中，容易磨损，漏风量增大，维修不方便。

发明内容

(一)发明目的

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种回转体电极和基于该回转体电极的异相分离装置。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

一种回转体电极，包括回转体电极和置于电极外侧的清灰装置，还包括控制电极与清灰装置相对运动的传动装置。

所述回转体电极为柱状的回转体阳极或者外端呈芒刺状的回转体阴极；所述阳极的清灰装置为片状清灰装置或者螺旋状清灰装置；所述阴极的清灰装置为片状清灰装置或条状或圆柱形清灰装置。作为一种优选，所述回转体电极为圆柱状。

所述阳极上设置有槽口，可作为被清灰下的外部灰尘进入电极内的灰道口、含尘气体进气槽。

所述阳极在内部设置有螺旋式清灰刷。

所述回转体阳极固定在由传动机构控制的转轴上；所述回转体阴极固定在由传动机构控制的传动杆上，在传动杆上端设置有绝缘体罩，绝缘体罩上方设置接电柱和供电电刷。

一种异相分离装置，包括壳体、进气端、主体、料斗、出气端，主***于进气端和出气端之间，料斗位于分离装置主体的下方，其特征在于：所述主体内设置复数根由外部支撑架固定的回转体阳极组成的回转体阳极阵列和复数根由外部支撑架和内部支撑架固定的回转体阴极组成的回转体阴极阵列，还包括置于回转体阳极外侧的阳极清灰装置和置于回转体阴极外侧的阴极清灰装置，以及控制回转体阳极与阳极清灰装置、回转体阴极与阴极清灰装置相对运动的传动装置。

所述回转体阳极阵列和/或回转体阴极阵列垂直或平行于地面设置。

所述回转体阳极阵列由上方的弹簧和/或下方的弹簧悬挂固定在分离装置主体内。

所述回转体阳极阵列平行于地面设置时，采用单向螺旋清灰刷或双向螺旋清灰刷进行阳极清灰，在所述回转体阳极清灰刷相邻侧下方设置有弧形输灰板。

所述弧形输灰板的单侧或者两侧灰出口位于分离装置主体两侧的落灰间内，所述落灰间底部设置有位于料斗上方的灰的出口。

所述回转体阳极阵列垂直于地面设置时，采用上方的弹簧和下方的弹簧将清灰刷固定在壳体内。

(三)有益效果

本发明采用回转体电极和清灰刷，及时清除吸附在电极表面的固体、液滴或者其混合物，保持电极表面清洁，从而能够有效提高吸附效率，而且降低了灰尘或液滴二次扬起。并且，本发明全部或部分的传动装置都设置在清洁区域和环境温度区域，运行可靠、故障率低、维护简单，必要时采取相应的工程设计和布置，可以在整体设备停车或部分运行下进行维护，提高了运行周期。

附图说明

图1是回转体阳极和直式清灰装置的结构示意图；

图2是回转体阳极和螺旋式清灰装置的结构示意图；

图3是设有输灰孔的回转体阳极的示意图；

图4是表面有凸起的回转体阳极的示意图；

图5是回转体阴极和直式清灰装置的示意图；

图6是回转体阴极和条式或圆柱式清灰装置的示意图；

图7是带有传动装置的阳极示意图；

图8是带有传动装置的阴极示意图；

图9是图1中A-A方向的截面示意图；

图10是实施例三中异相分离装置的俯视图之一；

图11是实施例三中异相分离装置的俯视图之二；

图12是实施例三中异相分离装置的阳极排布立面图之一；

图13是实施例三中异相分离装置的阳极排布立面图之二；

图14是实施例三中异相分离装置的阴极排布立面图之一；

图15是实施例三中异相分离装置的阴极排布立面图之二；

图16是实施例四中异相分离装置的阳极排布俯视图；

图17是图16中阳极排布的立面图之一；

图18是实施例四中异相分离装置的阳极排布立面图之二；

图19是图16中B-B方向的截面图的单向螺旋清灰刷单侧落灰间的立面图；

图20是图16中B-B方向的截面图的双向螺旋清灰刷双侧落灰间的示意图；

图21是图19和图20中阳极、清灰刷和弧形输灰板的截面示意图之一；

图22是实施例五中异相分离装置的阳极排布示意图之一；

图23是实施例五中异相分离装置的阳极排布示意图之二；

图24是图22中C-C方向的截面图的单向螺旋清灰刷的示意图；

图25是图22中C-C方向的截面图的双向螺旋清灰刷的示意图；

图26是图22、图23、图24和图25中阳极、清灰刷和弧形输灰板的截面示意图之二；

图27是内置螺旋式清灰刷的回转体阳极示意图；

图28是阳极下部无支撑的悬挂式回转电极安装立面示意图；

图29是内外均设置螺旋式清灰装置的回转体阳极的分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例做进一步说明。

实施例一回转体阳极

图1至4、图7和图9公开的是一种回转体阳极，包括阳极101和置于阳极101外侧的阳极清灰装置102，关键在于，还包括控制阳极101与阳极清灰装置102相对运动的传动装置。

所述阳极101的形状是回转体电极为曲面或多棱平面形成的柱状的回转体，如图1和图2所示，其内部中空，底端封闭或者开孔。

作为一种优选，所述阳极101上设置槽口103，并且阳极底部不封闭。所述槽口103的形状优选封闭曲线形成的圆形、长圆形或椭圆形、矩形、倾斜的矩形之任一种，或者也可以是其他形状。

作为一种优选，所述阳极101外侧面设置凸起块104，所述凸起块104的形状优选圆形、矩形、倾斜的矩形之任一种，或者也可以是其他形状。

所述清灰装置102可以是图1所示的旁置式清灰装置102a，也可以是图2所示的螺旋式清灰装置102b。所述旁置式清灰装置102a可以是丝状或采用柔性材料制成的清灰刷或者采用刚性材料制成的清灰刮板。所述螺旋式清灰装置102b是丝状或采用柔性材料制成的清灰刷或者采用刚性材料制成的清灰刮板。上述清灰刷也可以是绳状或者链状。需要时在其内部还设置内部螺旋清灰刷102e，如图27所示。

所述阳极的传动装置如图7所示，清灰装置102b静止，所述阳极101固定在由传动机构105控制的转轴上，转轴的上下两端均由滚动或滑动或移动支点约束。所述传动机构105可以采用涡轮蜗杆、伞齿轮、皮带轮或者链式传动机构的任一种。工作时，由传动机构105驱动转轴转动，从而带动阳极101相对于清灰装置102运动，如图9所示，使吸附在阳极上的灰尘或液滴被清除。

作为另一种方式，也可以保持阳极101静止，在清灰装置102上设置类似的传动装置，驱动清灰装置102相对于阳极101运动，清除阳极上吸附的灰尘或液滴。

作为另一种方式，如图24所示，也可以在阳极101和阳极清灰装置102上均设置类似的传动装置，驱动阳极101和阳极清灰装置102以不同速度的运动，清除阳极101上吸附的灰尘或液滴。

实施例二回转体阴极

图5、图6和图8公开的是一种回转体阴极，包括阴极111和置于阴极111外侧的清灰装置112，关键在于，还包括控制阴极111与阴极清灰装置112相对运动的传动装置。

所述阴极111是在一根金属传动杆113上连接并伸出的金属电极，如图5、6和图8所示。所述金属传动杆113可以为圆柱状或者板状。所述阴极111可以为针状或者片状，其外端表面曲率大，容易形成局部高压放电。

所述清灰装置112可以是图5所示的较宽的清灰刷112a，也可以是图6所示的较窄的清灰线绳112b。所述清灰刷112a或清灰线绳112b采用柔性材料制成或由圆柱状清灰刷制成。

所述阴极的传动装置如图8所示，清灰装置112静止，所述阴极111固定在由传动机构116控制的金属传动杆113上，金属传动杆113的上下两端均由由滚动或滑动或移动支点约束。所述传动机构116可以采用涡轮蜗杆、伞齿轮、皮带轮或者链式传动机构的任一种。在金属传动杆113上端设置有绝缘体罩114，绝缘体罩114上方设置接电柱和供电电刷115，外部设置防尘罩118将接电柱和电刷115包在其中，防止触电、灰尘或液体进入等导致事故或局部放电。工作时，由传动机构116驱动轴杆113转动，从而带动阴极111表面相对于清灰装置112运动，使吸附在阳极上的灰尘或液滴被清除。

作为另一种方式，也可以在阴极111和清灰装置112上均设置类似的传动装置，驱动阴极111和清灰装置112相对运动，清除阴极111吸附的灰尘或液滴。

实施例三异相分离装置之一

一种基于回转体电极的异相分离装置，如图10至图15所示，可以用于去除气体中的固体或液体微粒。

具体地说，一种基于回转体电极的异相分离装置，包括进气端201、壳体202、料斗203、出气端204，关键在于，在该异相分离装置的主体内设置有复数根回转体电极，其中包括若干根结构和驱动方式如实施例一所述的回转体阳极，以及若干根结构与驱动方式如实施例二所述的回转体阴极。

图10所示是上述异相分离装置中阳极101和阴极111的一种排布方式，其中阴极和阳极分别垂直于地面相间排列，具体地说，所有电极排布沿气流方向分为三个阵列，每个阵列包括间隔排列的若干根阴极和阳极。

图11所示是上述异相分离装置中阳极101和阴极111的另一种排布方式，其与图10中的区别仅在于中间阵列的阴极和阳极的位置与前后两个阵列的排列是错位的。图10和图11采用不同的阴极和阳极的排布方式，导致气流的流向、路径和路程不同，对不同的粉尘或液滴的有对应的适应性。

图12所示是上述异相分离装置中阳极101的优选排布方式，其中沿气流方向的三个阵列都是采用实施例一中所述的回转体阳极。

图13所示是上述异相分离装置中阳极101的另一种排布方式，其中沿气流方向的前两个阵列的阳极采用传统的固定式阳极209，第三个阵列采用实施例一中所述的回转体阳极。图13中的排布方式，其设备成本要低于图12中的排布方式，但是除尘效率也较差，适应于对除尘要求不是太高的情况。

图14所示是上述异相分离装置中阴极111的优选排布方式，其中沿气流方向的三个阵列都是采用实施例二中所述的回转体阴极。

图15所示是上述异相分离装置中阴极111的另一种排布方式，其中沿气流方向的前两个阵列的阴极采用传统的固定式阴极207，第三个阵列采用实施例二中所述的回转体阴极。

所述回转体阴极111阵列和回转体阳极101阵列均采用外部支撑架205固定，回转体阴极111阵列同时也可增加内部支撑架206固定。

上述异相分离装置工作时，含有固体或液体微粒的气流由进气端201进入电极阵列，阴极111电晕放电将气体电离并使气体中的固体或液体微粒带点，从而在阴极与阳极之间的电场作用下将微粒吸附在电极上，传动装置带动电极与清灰装置相对运动，将吸附在电极上的固体或液体微粒清除。被清除的杂质自由降落到料斗203中排除，经过上述处理的的洁净气体由出气端204输出。

实施例四异相分离装置之二

一种基于回转体电极的异相分离装置，如图16至图21所示。

具体地说，其与实施例三中所述异相分离装置的主要区别在于，其中的回转体阳极是平行于地面设置的，如图16和图17所示，其中图17是图16中B-B方向上的截面图。阴极与地面垂直并与回转体阳极间隔设置。如图17所示，每个阵列的回转体阳极采用统一的传动装置105a驱动，该传动装置可以是齿轮、皮带轮或链轮等的任一种；清灰刷既可以采用在单侧传动，也可以在另一端同时设置相应的传动机构实现双侧传动，以增加运行的可靠性。根据需要，回转体阳极和回转体阴极均可以与地面成一定角度倾斜设置。

本实施例中所示的螺旋式清灰刷，既可以是单向螺旋清灰刷102b，如图19所示；也可以是双向螺旋清灰刷102c，如图20所示。

本实施例所公开的异相分离装置工作时，含有固体或液体微粒的气流由进气端201进入电极阵列，阴极111电晕放电将气体电离并使气体中的固体或液体微粒带电荷，从而在阴极与阳极之间的电场作用下将微粒吸附在电极上，传动装置105a带动电极与清灰装置相对运动，将吸附在电极上的固体或液体微粒清除。杂质由持续旋转的螺旋清灰刷带动输送，经弧形输灰板106将其向单侧或两侧落灰间212排出，最后经落灰间出口109落入料斗203，如图19和图20所示。上面的电极排出的灰尘或液滴大量的从弧形输灰板106经落灰间排出，清灰刷运转中所产生的少量的二次扬灰现象，可以由其下方的吸附电极所吸附和清除，如图19所示。这样逐级吸附，可以有效地减少这部分二次扬灰所带来的吸附效率降低的问题。

图18是本实施例所述异相分离装置的另一种实现方式，其中沿气流方向的前两个阳极阵列采用传统的阳极209，第三个阵列采用本发明所提供的回转体阳极。

图21是阳极101和外置静止式螺旋清灰刷102、输灰板106组件截面图。

实施例五异相分离装置之三

一种基于回转体电极的异相分离装置，如图22至26所示，其与实施例四的主要区别主要在于，所述的清灰装置是如图22至26所示的置于回转体阳极外侧的清灰装置，所述清灰装置可以是清灰刷或者清灰刮板。该清灰装置由传动装置108控制转动，所述回转体阳极由传动机构105控制转动，二者转动方向相反，从而将杂质由电极上剥离，从而达到清灰的目的。

图23是本实施例所述异相分离装置的另一种实现方式，其中沿气流方向的前两个阳极阵列采用传统的阳极209，第三个阵列采用本发明所提供的回转体阳极及清灰装置。

图26是阳极101和旁置式旋转螺旋清灰刷102d、输灰板106组件截面图。

实施例六异相分离装置之四

一种基于回转体电极的异相分离装置，如图28所示，其与实施例三的主要区别在于，所述回转体阳极采用悬挂的方式由上方支点支撑，壳体内无支撑，避免了支点磨损的可能，适用于风速低或设备尺寸不大的场合。

清灰刷可采用弹簧210和下方的弹簧211固定在装置壳体202内，所述上方的弹簧210可用通过类似于滑轮改变方向的悬挂式重物替代，而下方的弹簧211可以采用下垂的重物代替，也可以仅单独使用上方弹簧210或下方弹簧211。特别要指出的是，这种清灰刷的弹簧结构也是上述所有清灰刷的配置之一。

阴极的排布方式以及清灰刷的设置方式可以采用实施例三中相同或类似的方式。

实施例七异相分离装置之五

一种基于回转体电极的异相分离装置，如图29所示，其与实施例五的区别在于，所述回转体阳极101的内壁和外壁均设置了清灰装置，其外壁的清灰装置102d与实施例五中的相同，但两侧均设置有驱动装置；其内侧的螺旋式清灰装置102e具体如图27所示，在回转体阳极的两侧设置了控制螺旋式清灰装置102e转动的传动机构303。

上述异相分离装置工作时，气体由电极外一次分离异相后，再进入电极内管进气区305，再进入电极内管进气端301并经过每个电极的内部进风区304进入电极内部，进行二次异相分离。二次净化气体进入净化气体出口310，电极内部的灰尘在风吹和内部螺旋式清灰装置102e的作用下，输送向电极的出风一侧，并经过电极内粉尘出口311排入落灰间212，从电极内壁清灰落灰区出灰口307排入料斗203。电极外部的灰尘在外侧螺旋式清灰装置102d的作用下，沿弧形输灰板106向电极另一侧输送并经由电极外粉尘出口312排入落灰间212，从电极外壁清灰落灰区出灰口306排入料斗203。经过除尘后的洁净气体经过电极管内二次净化气区308并由回转体电极内净化气体出口310排出。

以上内容是结合优选的实施例对本发明所做的具体说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于这些说明。很显然，上述阳极和阴极形状、清灰装置、传动装置的不同实现方式之间可以任意组合，例如，实施例三、四、五中所示的阳极形状可以是设置有凸起块的阳极，清灰装置可以是旁置式清灰装置；所述电极和清灰装置的回转可以单向旋转，也可以往复旋转；所述回转体阳极也可以是椭圆度不大的椭圆状，等等。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和变换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种回转体电极，包括回转体电极和置于电极外侧的清灰装置，还包括控制电极与清灰装置相对运动的传动装置。

2.根据权利要求1所述的回转体电极，其特征在于：所述回转体电极为柱状的回转体阳极(101)或者外端呈芒刺状的回转体阴极(111)；所述阳极(101)的清灰装置为片状清灰装置(102a)或者螺旋状清灰装置(102b)；所述阴极(111)的清灰装置(112)为片状清灰装置(112a)或条状或圆柱形清灰装置(112b)。

3.根据权利要求2所述的回转体电极，其特征在于：所述回转体阳极(101)为圆柱状，其上设置有槽口(103)，内部设置有螺旋式清灰刷(102e)。

4.根据权利要求2或3所述的回转体电极，其特征在于：所述回转体阳极(101)固定在由传动机构(105)控制的转轴上；所述回转体阴极(111)固定在由传动机构(116)控制的传动杆(113)上，在传动杆(113)上端设置有绝缘体罩(114)，绝缘体罩(114)上方设置接电柱和供电电刷(115)。

5.一种异相分离装置，包括壳体(202)、进气端(201)、主体(200)、料斗(203)、出气端(204)，主体(200)位于进气端(201)和出气端(204)之间，料斗(203)位于分离装置主体的下方，其特征在于：所述主体(200)内设置复数根由外部支撑架(205)固定的回转体阳极(101)组成的回转体阳极阵列和复数根由外部支撑架(205)和内部支撑架(206)固定的回转体阴极(111)组成的回转体阴极阵列，还包括置于回转体阳极(101)外侧的阳极清灰装置(102)和置于回转体阴极外侧的阴极清灰装置(112)，以及控制回转体阳极与阳极清灰装置、回转体阴极与阴极清灰装置相对运动的传动装置。

6.根据权利要求5所述的异相分离装置，其特征在于：所述回转体阳极阵列和/或回转体阴极阵列垂直或平行于地面设置。

7.根据权利要求5所述的异相分离装置，其特征在于：所述回转体阳极阵列垂直于地面设置时，所述回转体阳极阵列由上方的弹簧(210)和/或下方的弹簧(211)悬挂固定在分离装置主体内。

8.根据权利要求6所述的异相分离装置，其特征在于：所述回转体阳极阵列平行于地面设置时，采用单向螺旋清灰刷(102b)或双向螺旋清灰刷(102c)进行阳极清灰，在所述回转体阳极清灰刷相邻侧下方设置有弧形输灰板(106)。

9.根据权利要求8之任一项所述的异相分离装置，其特征在于：所述弧形输灰板(106)的单侧或者两侧灰出口位于分离装置主体两侧的落灰间(212)内，所述落灰间(212)底部设置有位于料斗(203)上方的灰出口(109)。

10.根据权利要求6所述的异相分离装置，其特征在于：所述回转体阳极(101)的内壁和外壁均设置了清灰装置，其外壁的清灰装置(102d)两侧均设置有驱动装置，其内侧的螺旋式清灰刷(102e)由传动机构(303)控制转动；所述回转体阳极(101)设置内管进气区(305)，气体经电极内管进气端(301)和电极的内部进风区(304)进入电极内部，经过二次异相分离后的二次净化气体进入净化气体出口(310)，回转体阳极(101)内部的灰尘在风吹和内部螺旋式清灰刷(102e)的作用下输送向电极的出风一侧，并经过电极内粉尘出口(311)排入落灰间(212)，从电极内壁清灰落灰区出灰口(307)排入料斗(203)；所述回转体阳极(101)外部的灰尘在外侧螺旋式清灰装置(102d)的作用下，沿弧形输灰板(106)向电极另一侧输送并经由电极外粉尘出口(312)排入落灰间(212)，从电极外壁清灰落灰区出灰口(306)排入料斗(203)；经过除尘后的洁净气体经过电极管内二次净化气区(308)并由回转体电极内净化气体出口(310)排出。

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