高压静电收水装置.pdf

本发明属于静电沉聚技术领域。
    高压静电沉聚技术是最重要的静电应用之一。静电收尘器从二十世纪初应用于发电、冶金、水泥、造纸以及化学等工业以来，在理论研究、结构型式以及应用范围等方面均得到了很大的发展。静电收尘器原理通常是由一定直径的金属管或有一定距离的平行钢板（目前常用的平行通道宽200～350毫米，宽间距为400～1000毫米），接高压直流电源正极，并且是接地的，金属管中心或平行钢板中间悬挂着放电极，接高压直流电源负极（应加电压常用为40～72千伏，宽间距为80～200千伏，分直流和脉冲两种电源），运行温度通常是100～400℃，所以负极绝缘均采用耐高温的高压绝缘子、石英套管等，运行电压加至电晕放电，在放电极表面产生“电晕效应”，当粉尘气流通过电场通道时，使粉尘粒子按正、负离子运动方向驱向于放电极和收尘极（主要驱向收尘极），干式电收尘器的正、负极所沉聚的粉尘一般通过振打使粉尘落下;湿式电收尘器则是通过水膜收尘。国外对电收尘器的结构型式以及收尘应用范围曾提出过许多专利。各种静电收尘器的区别主要由所需捕集不同的物理性、化学性的粒子特点所研制的，如粉煤灰、金属粉、水泥、油雾、酸雾等微粒其性质是大不相同的，特别是在粒度、粘度、电阻率，温度、腐蚀性以及二次飞扬等性质是有很大差异的，需要采用相对不同材质的收尘极板、放电极线，绝级子及形状，还要考虑清除捕集物的方法来满足捕集不同粒子的要求，电源装置则采用高压直流输出电路、高压直流脉冲输出电路、也有采用计算机控制电路来满足要求。以上，已是现代静电沉聚技术在电收尘方面的特点。高压静电收尘器已经成功地应用在许多领域，然而到目前，本发明人还没有见到高压静电沉聚技术从水雾中回收水，以及这种高压静电收水装置，工业水雾还处于大面积排空。水雾是指有可见度的通常为5～100微米的粒子水珠，排空温度在0～70℃之间，而工业电收尘器设计温度一般在100～400℃，水无酸、碱腐蚀性，但有锈蚀作用，电阻率低等一系列特点，因此必须采用专门的高压静电装置来完成收水目的，高压静电水装置是不同于现有的高压静电沉聚装置，由于目的不同更在材料使用、结构布置、实施条件等均有许多独特的要求。

    本发明的目的就在于针对工业用水大户排空损失地水雾而提出的回收装置，以达到从水雾中大量回收工业用水，节约水资源、降低工业成本。

    本发明的目的可以通过以下措施来达到：高压静电收水装置主要由正电极、负电极、直流高压发生器、高压绝缘以及结构架组成、由正电极是由数层平行的铝板或导电塑料板、阻燃性导布状材料、不锈钢板（平板或波纹板）组成，并由结构架支承，结构架也可用不锈钢或铝制成，层数视需要决定，可以多达1000层、甚至更多。（导电塑料是采用成型用的塑料粉末中加入金属丝，金属纤维，金属薄片或比塑料粉末的颗度小的金属粉末或碳黑，均匀混合并加热制成的）。负电极亦由数层悬挂在正极板间的放电框架组成，框架内布置均匀密度的不锈钢线（可以是园线、星形线、锯齿线等），也可交叉布置为网平面（网可用普通规格的铝网），或用锯齿纹的铝板、导电塑料板作框架内的相对平面，负极绝缘采用依靠正极结构架上加装高压支持绝缘子进行横担悬挂的方法（图2），或采用依靠正极结构架进行绝缘拉线方法（图3）来达到负极悬挂的目的。由于工况需要，以上情况还可采用同心园、筒形、方体形等总体布置法，其关键仍是保持正负极平行布置不变、不失本装置的真象。直流高压发生器的正极通过结构架使所有正极板带正电，并接地、呈现地电位;直流高压发生器的负极则通过并联线使所有负极板带负电。正极板间距可在200～1000毫米范围内设计，应加电压可在40～200千伏内选择，电场强度为1～3千伏/厘米，电流密度在100～1000微安/米2（与负极电晕强度有关，）极板净高度在1000～3000毫米，正负极间距误差范围在3～10毫米内。水雾通过电场通道时，带电的水雾粒子则按10～30厘米/秒的驱进速度飞聚在正负电极上流下，一部分水雾粒子由于在电场中被极化，相互聚集重力大于升力在途中形成水滴落下。

    附图及实施例

    图1为本发明的原理图，正负极板平行布置，图2为同心园筒布置，关键仍保持正负极板平行布置原理不变。

    图3为本发明的工业性使用时应采用结构架及支持绝缘子，横担悬挂负极板。图4采用结构架及绝缘拉线悬挂负极板法。

    图5为本发明的一个试验实施例，1为铁制结构架，四周用玻璃封闭，上下通风;2为正极板，通过结构架1的D点接地，并接至直流高压发生器6的正极;3为负极板，通过高压电缆5接至直流高压发生器6的负极，并由高压绝缘子4悬挂在构架上;7为控制器，控制直流高压发生器6产生的电压高低;8为喷雾泵;9为喷嘴;10为电加热器;11为水槽;12为低压配电线;合上开关K3，电加热器10使水加热。合上开关K2，喷雾泵8使喷嘴9喷雾，此时水雾从结构架1上方排出。合上开关K1，通过控制器7使高压发生器6升压至火花放电电压，正负极板间形成均匀的静电场，当水雾通过时，水微粒驱向正极板方向，形成液滴落下。

    附图1中各标号说明：

    1、负极板，2、正极板，3、高压静电发生器，

    A、上升的水雾，

    附图2中各标号说明：

    1、正极板，2、负极板，3、高压静电发生器，

    A、上升的水雾、

    附图3中各标号说明：

    1、绝缘横担，2、支持绝缘子，3、负极框架，4、正极板，

    5、结构架

    附图4中各标号说明：

    1、绝缘拉线，2、负极框架，3、正极板，4、结构架，

    附图5中各标号说明：

    1、铁制结构架，四周用玻璃封闭，上下通风;

    2、正极板，通过结构架D点接地;

    3、负极板，通过绝缘子与结构架联接;

    4、绝缘子;

    5、高压电缆;

    6、高压静电升压器;

    7、控制器;

    8、喷雾泵;

    9、喷嘴;

    10、电加热器;

    11、水槽;

    12、低压配线。

    从实施例的试验结果表明，本发明实施例的回收效率达90%以上。若以50万千瓦发电厂为例，每小时被空气带走的蒸发雾化水损失约1500吨，全年约1100万吨。若采用本发明收水装置，按回收率90%计算，每年可节约水约1000万吨，由于回收的是优质循环水，又可减少排污损失，并且，高压静电收水装置设备费用不会超过全年节水费用，耗电量很小，所以经济效益是显著的。