專(zhuān)利名稱(chēng)：對(duì)廢氣流噴射靜態(tài)充電吸收劑的給料裝置和靜電噴槍裝置的制作方法
這項(xiàng)發(fā)明涉及對(duì)粒子靜態(tài)充電的裝置，具體來(lái)說(shuō)，是對(duì)噴射進(jìn)廢氣流里吸收劑或顆粒物質(zhì)靜態(tài)充電的裝置。它在廢氣流里產(chǎn)生一個(gè)高壓電場(chǎng)，污染顆粒體感應(yīng)接觸帶電，吸附到充電的吸收劑粒子上并聚集起來(lái)。最后吸收劑，污染顆粒和吸附物質(zhì)經(jīng)過(guò)一個(gè)礫石過(guò)濾床層并被礫石過(guò)濾體物質(zhì)捕獲，由此凈化了氣流。
對(duì)顆粒體充電的裝置并非新的技術(shù)，靜電噴槍用于來(lái)對(duì)廢氣流噴射靜態(tài)充電吸收劑粒子，在廢氣流里形成一個(gè)大的充電表面，使得廢氣流里的顆粒物質(zhì)感應(yīng)充電。這種靜態(tài)噴槍和天線裝置在舒夫(Schuff)的美國(guó)專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào)42204078和4290786)中有過(guò)介紹。另外還有本發(fā)明人先前在1993年6月14日和18日分別在美國(guó)申請(qǐng)的專(zhuān)利“清除廢氣流里的塵粒物質(zhì)和有害氣體的技術(shù)”和“清除廢氣流里的塵粒物質(zhì)和有害氣體的裝置”。
只有最近幾年，有效清除小顆粒，特別是亞微米級(jí)塵粒的廢氣控制技術(shù)和裝置才開(kāi)始發(fā)展。但是由于缺乏系統(tǒng)的多性能，它們?cè)谧袷卣块T(mén)頒布的嚴(yán)格除塵要求和規(guī)則時(shí)遇到很大障礙。特別是這些系統(tǒng)既不能改變吸收劑的噴射流量也不能改變對(duì)于不同廢氣流情況調(diào)節(jié)所需不同的吸收劑料子的充電量。本發(fā)明的系統(tǒng)裝置提供一這切性能。
類(lèi)似舒夫(Schuff)的專(zhuān)利，本發(fā)明利用一個(gè)改進(jìn)了的充電噴槍來(lái)對(duì)一股吸收劑流靜態(tài)充電。然而，于此不同的是，本發(fā)明提供的靜態(tài)充電噴槍的充電電壓可以進(jìn)入廢氣流的不同類(lèi)型吸收劑粒子而改變，以便對(duì)各個(gè)吸收劑粒子提供一個(gè)表面最大充電量。吸收劑粒子帶有同樣的電荷，互相排斥，因此快速散布到廢氣流里，形成一個(gè)大的充電區(qū)域表面，并對(duì)廢氣流里的塵粒感應(yīng)充電。充電促使亞微米級(jí)粒子及大顆粒聚集，同時(shí)污染氣和充電吸收劑粒子及床層介質(zhì)材料起化學(xué)反應(yīng)。
如上所說(shuō)，本發(fā)明的靜電噴槍對(duì)進(jìn)入廢氣流里的不同流量的吸收劑粒子可以變充電。這一可變靈活性保證了足夠量的充電吸收劑粒子和廢氣流里的污染物反應(yīng)，這污染物包括有害氣體和塵粒。吸收劑的定量調(diào)節(jié)能力保證了吸收劑有效地和廢氣流里所有的污染物發(fā)生反應(yīng)，吸收劑由本發(fā)明的一個(gè)給料裝置提供。這些反應(yīng)使法粒和吸收劑相聚集，如果選擇相應(yīng)的吸收劑粒子，它能和氣態(tài)污染物中的亞微米級(jí)粒子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，聚集的和反應(yīng)了的顆粒通過(guò)一系列的運(yùn)動(dòng)和靜止介質(zhì)床層后被清除掉。
含有聚集顆粒和反應(yīng)后勤部的吸收劑粒子的氣流經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)和靜止的介質(zhì)床層，在那里吸收劑反應(yīng)產(chǎn)物，顆粒體和污染所體被收集并去除，凈化了的氣流然后排入大氣。以上所提的舒夫(Schuff)裝置和技術(shù)專(zhuān)利是已有的技術(shù)，但是在處理大容量廢氣流的塵粒清除進(jìn)很有限。本發(fā)明克服了這些局限性，它能控制吸收劑流量并能調(diào)整吸收劑粒子的充電量。針對(duì)一種具體的廢氣流，一定控制量的高壓充電吸收劑粒子與所有的塵粒及氣態(tài)污染物完全反應(yīng)。
本發(fā)明的首要目的是提供一個(gè)料斗裝置和靜電噴槍作為整個(gè)廢氣清除裝置的一部分。吸收劑粒子從料斗裝置系統(tǒng)傳送來(lái)，由靜電噴槍噴射一定的量到污染氣流里，吸收劑物質(zhì)的流量以及加在各個(gè)吸收劑粒子孫上的充電電壓量可以根據(jù)廢氣流里的污染物質(zhì)的不同種類(lèi)及含量來(lái)調(diào)整。
本發(fā)明的另一目的是吸收劑料子流靜態(tài)充電的靜電噴槍在壓力作用下，充電電壓是可變的，能夠?qū)ξ談┝Ｗ恿魅砍潆?，使之帶上最大電量?br> 本發(fā)明的另一目的是靜電噴槍帶有的槍管的大小尺寸是根據(jù)所用的吸收劑粒子流選定的，這樣使所有的吸收劑粒子物質(zhì)帶上最大電荷量。
本發(fā)明的另一目的是對(duì)靜電噴槍提供一給料裝置，它能夠調(diào)節(jié)吸收劑的流量或容量來(lái)匹配所加的靜電充電量，并對(duì)噴射進(jìn)廢氣流里的吸收劑充發(fā)充電。這里廢氣流由污染化學(xué)成分和塵粒體組成。
本發(fā)明的另一目的是作為裝置一部分的給料裝置和靜電噴槍可以從各種范圍的氣流中清除基本上所有的污染物質(zhì)，同時(shí)它們的操作安全，可靠，維修費(fèi)用對(duì)低。
下面具體描述本發(fā)明。
簡(jiǎn)要來(lái)說(shuō)，本發(fā)明給料裝置和靜電噴槍對(duì)定可調(diào)量的吸收劑材料充電并噴射到廢氣流里。靜電噴槍的本身尺寸大小是根據(jù)從給料裝置出來(lái)的具體數(shù)量的吸收劑材料而定，可以是采用料裝置和靜電噴槍來(lái)輸送所需量的吸收劑粒子，然后進(jìn)入污染廢氣流里。并對(duì)污染塵粒完全充電來(lái)收集幾乎全部污染顆粒物質(zhì)，包括氣流里的亞微米級(jí)粒子。充電了吸收劑粒子噴出射進(jìn)廢氣流里并使全部污染顆粒接觸帶電，吸收劑粒子的表面收集氣流里基本全部的亞微米級(jí)顆粒。含有聚集帶電的吸收劑和污染顆粒然后通過(guò)一個(gè)過(guò)濾系統(tǒng)被除掉。并進(jìn)一步回收利用或排棄掉。凈化了氣流最終排入大氣。
本發(fā)明給料裝置使用可調(diào)量的吸收劑干粉從一個(gè)反饋吹送器進(jìn)入一個(gè)氣壓系統(tǒng)。另外一個(gè)機(jī)械螺旋送料裝置用來(lái)可變提供干粉吸收劑流。這個(gè)裝置可以是一個(gè)容積式送料系統(tǒng)也可以是一個(gè)降重式系統(tǒng)，都是可根據(jù)具體污染顆粒含量準(zhǔn)確提供所需的干粉吸收劑用量。吸收劑粒子流在一個(gè)噴射管內(nèi)與從反饋吹送出來(lái)的可調(diào)節(jié)量的空氣相混合，然后進(jìn)入靜電噴槍的一個(gè)管道。
靜電噴槍的管徑是根據(jù)吸收劑粒子流量和接受混合空氣流來(lái)定的。它包括一個(gè)充電棒，軸向布置在管道里并與一個(gè)可變電源相連。這一可變電源在電棒周?chē)a(chǎn)生一個(gè)高壓電暈放電場(chǎng)，吸收劑粒子流在電棒周?chē)ㄟ^(guò)。每個(gè)吸收劑粒子帶上強(qiáng)大的靜電荷，可以是正的也可以是負(fù)的電荷。充電的吸收劑隨后被噴入并彌散在廢氣流里。吸收劑粒子帶有相同的電荷，相互排斥，有氣流里形成一個(gè)大的充電區(qū)。污染顆粒與帶電吸收劑粒子碰撞帶電并聚集。帶電吸收劑吸引并同氣態(tài)污染物里的亞微米級(jí)污染粒子反應(yīng)形成聚集的大顆粒。
本發(fā)明的靜電噴出槍在充電棒周?chē)纬梢粋€(gè)電暈放電區(qū)，充電棒的放電量可以根據(jù)某一具體廢氣流不同的污染物含量來(lái)選擇不同的吸收劑材料。同時(shí)如有必要，噴射一種或多種吸收劑粒子流。可以用多支靜電噴槍組合來(lái)提供所需料大量的吸收劑粒子，對(duì)付廢氣流里的大容量污染塵粒使之帶電并發(fā)生反應(yīng)。
充電的細(xì)微吸收劑粒子輸送到噴槍后，全部帶上相同的電荷，把粒子快速散布到氣流里。廢氣流里的顆粒物質(zhì)中的大污染塵料將聚集一起，吸收劑粒子與亞微米級(jí)別顆粒的相吸引并發(fā)生反應(yīng)咜們都帶有相同的電荷一劑通過(guò)一個(gè)收塵裝置的過(guò)渡段。這個(gè)裝置有一系列的運(yùn)動(dòng)和靜止礫石介質(zhì)床層，按序排列在一個(gè)收塵室里用來(lái)清除聚集污染物和吸收劑粒子，氣流經(jīng)凈化后排入大氣。之后，收集了物質(zhì)經(jīng)篩離后可以排棄掉，如有需要運(yùn)動(dòng)床層的介質(zhì)材料可以回收利用。
這里


了本發(fā)明應(yīng)用的最佳實(shí)例模式圖1是一個(gè)從廢氣流里清除塵粒物質(zhì)和氣態(tài)物質(zhì)污染物的裝置示意圖。它包括一個(gè)本發(fā)明的給料系統(tǒng)和靜電噴槍系統(tǒng)，如圖所示的給料系統(tǒng)輸送干粉吸收劑材料到一號(hào)靜電槍即靜電充電槍及所示(虛線表示)的附加二號(hào)靜電槍。在一個(gè)電源的控制作用下，靜電槍噴射充電干粉吸收劑到廢氣流里，對(duì)污染顆粒充電并產(chǎn)生反應(yīng)。然后氣流通過(guò)一組運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層和一個(gè)靜止過(guò)濾床層，進(jìn)一步除去聚集污染顆粒和吸收劑粒子并對(duì)之回收再處理，最終凈化的氣流排放到大氣。
圖2是圖1給料裝置的一個(gè)放大側(cè)視圖，它使一定量的吸收劑料進(jìn)入一個(gè)縮喉管，在壓力作用下與空氣混合然后進(jìn)入圖2中的靜電充電槍?zhuān)粓D3是圖1靜電槍具體裝置一部分的放大側(cè)視圖，它顯示了靜電槍膛的剖視部分，可以看到絕緣體，槍管以及用虛線表示的一支充電電棒，電棒軸向安裝在槍管的中心。
圖4是圖3中的沿4-4線的局部放大剖視圖；圖5是圖3中沿5-5線的局部放大側(cè)視圖；以及圖6是圖3中類(lèi)似的另一靜電充電槍?zhuān)梢杂商沾刹牧?，硅橡膠或聚脂烯材料制成。
如圖1所示，由10代表的是一個(gè)從廢氣流里清除塵粒物質(zhì)和氣態(tài)污染物的裝置，它包括一個(gè)給料裝置11及本發(fā)明的靜電充電槍12(以下簡(jiǎn)稱(chēng)靜電槍)。給料裝置11的功能是輸送可測(cè)定量的干粉吸收劑材料并與空氣相混合，在壓力作用下，進(jìn)入靜電槍12。這樣使每個(gè)吸收劑粒子帶上一定量的充電量，最后進(jìn)入如圖中箭頭A所示廢氣流里。
10號(hào)裝置是一個(gè)清除廢氣流里的顆粒物質(zhì)及氣態(tài)污染物的系統(tǒng)，它包括在本發(fā)明人申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利“從廢氣流中清除塵粒物質(zhì)和有害氣體的裝置”(1993年6月14日)以及“從廢氣流中清除塵粒物質(zhì)和有害氣體的技術(shù)”(1993年6月18日)中。要明確的是，在這里說(shuō)明的范圍里，本發(fā)明也可以和其它利用這一靜態(tài)充電吸收劑的污染控制裝置一起使用。
如上所述，本發(fā)明的給料裝置11和靜電槍12作為整個(gè)系統(tǒng)10的一部分，噴射加壓靜態(tài)充電的干粉吸收劑流到廢氣流里。
這一系統(tǒng)在干式環(huán)境工作，避免了酸霧的產(chǎn)生，工作溫度可達(dá)攝氏1100度，并能在低于大氣壓下工作使得廢氣流順利通過(guò)系統(tǒng)。給料裝置11和靜電槍對(duì)某一種廢氣流能夠確定并控制吸收劑的流量，靜電槍的外形及連接的電源電壓也可以改變來(lái)充分滿足對(duì)吸收劑粒子充電。隨著充電的吸收劑粒子噴射并散開(kāi)到廢氣流里，給料裝置11和靜電槍12使裝置10更加靈活，多能，可以在各種廢氣流狀況下清除基本上全部污染物。裝置10，除了給料裝置11和靜電12以外，還包括一組運(yùn)動(dòng)和靜止床層，相應(yīng)是13和14，在這里聚集污染物和吸收劑粒子被去除，凈化了氣流被排入大氣，從床層過(guò)濾出的聚集顆?？梢耘艞壍艋蚧厥仗幚怼?br> 如圖1和3到6所示，裝置10包括一個(gè)靜電槍12和另一個(gè)可選擇的靜電槍12a，吸收劑流從給料裝置11傳到靜電槍。這一給料裝置系統(tǒng)11，如圖1、2所示(在圖2中更清楚)，它包括一個(gè)裝料倉(cāng)15，可以是長(zhǎng)方體或其他桶狀結(jié)構(gòu)，它的頂部是開(kāi)口的。它可以裝入并容下一定量的干粉吸收劑，這一干粉吸收劑具體材料是根據(jù)廢氣流(圖1中箭頭)里污染物的類(lèi)型來(lái)選定。
另外要指出的是給料裝置11，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的情況，可以是多種形狀，包括開(kāi)口頂部，必須在干的環(huán)境下，環(huán)境濕度必須檢測(cè)。另外在這里說(shuō)明的范圍內(nèi)，給料裝置11，如有必要，可以是一個(gè)接受器或儲(chǔ)料倉(cāng)，能夠提供氣態(tài)吸收劑，如阿摩尼亞氣體。吸收劑粉材料的選擇是根據(jù)廢氣流里需要去除的污染物而定的。很多情況下，細(xì)小粒子的石灰石粉被選作為吸收劑，它最適合清除從焦炭爐，燒結(jié)爐和煉鋼爐里排出的廢氣。對(duì)燒煤鍋爐，可以選用碳酸氫鈉和廢氣流中的SO2反應(yīng)形成硫酸鈉，然后吸附在吸收劑上。吸收劑粒子在送入裝料倉(cāng)15之前被加工成直徑大約為15微米到1毫米的粉狀粒子，由給料裝置11送入靜電槍12，在那里吸收劑粒子均被靜態(tài)充電，噴射入廢氣流(如前頭A所示)中。
裝料倉(cāng)15有足夠的容量來(lái)提供所選擇的干粉吸收劑到靜電槍12中被靜態(tài)充電。干粉吸收劑在被充電并散布到廢氣流后使污染顆粒帶電并與之反應(yīng)。實(shí)際應(yīng)用中料倉(cāng)的容積在1--上千立方英尺，具體根據(jù)系統(tǒng)要求清除的氣流中的污染物含量來(lái)定。干粉吸收劑材料由重力輸送或氣壓輸送方式從料倉(cāng)15送入一個(gè)衡量倉(cāng)16，它測(cè)出一定量的干粉吸收劑并通過(guò)轉(zhuǎn)鼓18使吸收劑進(jìn)入一個(gè)排放嘴19。廢氣流里的污染物含量決定了所選的吸收劑的用量，本發(fā)明采用的是一個(gè)容積式進(jìn)料系統(tǒng)或一個(gè)降重式系統(tǒng)來(lái)保證這一用料衡量的精確性。在要求非常精確的吸收劑流量情況下，降重式系統(tǒng)通常較好，一般被采用。這些用于干粉吸收劑進(jìn)料的裝置，現(xiàn)在由惠拉斯克勞公司(VibraScrewInc.)克塔隆公司(KTbraInc.)奧托維特公司(AutoweingtInc.)，及其它公司生產(chǎn)。工程應(yīng)用中，根據(jù)它們的功能及價(jià)格來(lái)選擇所需的進(jìn)料裝置以嚴(yán)格滿足技術(shù)上要求的進(jìn)入靜槍12的吸收劑流量。
如圖1，2(圖2更清楚)，測(cè)量后的吸收劑流經(jīng)一個(gè)T型管20送入一個(gè)輸管21，它的盡端是一個(gè)接口22a，這一接口22a是文氏管23的Y型接口22的一個(gè)分支，另一個(gè)接口分支22b與一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)24相連，由此送出壓縮空氣。鼓風(fēng)機(jī)24提供一定可控制量的氣流使測(cè)定量的干粉吸收劑流懸浮并保持這一懸浮狀態(tài)。實(shí)際應(yīng)用中，反饋鼓風(fēng)機(jī)可以輸出精確控制量的壓縮空氣，它作為本發(fā)明應(yīng)用中的一個(gè)部件可以從以下制造廠家獲得斯潘斯?fàn)柟?SpencerInc.)，加斯特公司(GastInc.),羅頓公司(RotonInc.)，以及其它，它們?cè)诒菊f(shuō)明范圍內(nèi)都可以被采用。
如圖2中所示，空氣和吸收劑材料在文氏喉管25處混合，它位于Y型接口22的兩個(gè)分支22a和22b的下游，喉管在進(jìn)氣端收縮使氣流速度增加，充分混合干粉吸收劑和壓縮空氣。實(shí)際應(yīng)用中，干式吸收劑與空氣理想的混合氣壓在1-10psi之間。在文氏喉管25下游，管道加寬與一個(gè)減速管接頭26的一個(gè)球狀端相接。管接頭26與一個(gè)吸收劑材料的輸管27相連，由它進(jìn)入靜電槍12。
如圖3-5所示，靜電槍12的實(shí)體在壓力作用下由輸管27接受到一股干粉吸收劑和空氣混合流。輸管27與靜電槍12的吸收劑進(jìn)口接頭28相連。接頭28固定在聯(lián)接板29中心。聯(lián)接板29通過(guò)另一聯(lián)接板30和靜電槍連接，它們之間由螺栓31及螺帽31緊固一起。聯(lián)接板30與一個(gè)直角34的盡端板33結(jié)合在一起。直角口位于槍管筒管室的后部。如圖所示，槍管筒室35包括一個(gè)光滑表面的直管長(zhǎng)筒36(圖3中虛線，圖4中的實(shí)線表示部分)，以后稱(chēng)管筒?？諝飧煞畚談┗旌狭鬟M(jìn)入管筒36，它的中心軸向有一支充電電棒37(虛線表示)，它的功能下面詳述。聯(lián)接板30與一個(gè)聯(lián)接管道38正角相連，相應(yīng)聯(lián)接管38在吸收劑進(jìn)口39端口一與套管39a相連。吸收劑進(jìn)口39(如圖3、4、5)同樣也與套管39a一端相聯(lián)，另一端與管筒36相連。如放大圖所示，管道38與端板33相連并蓋住了圓柱槍筒35一邊的直角口34，管道38另一端與套筒38a接合。蓋板33與兩塊一致的固定板30和29螺栓聯(lián)結(jié)。板29按序與接口28相接并聯(lián)入吸收劑輸管27，吸收劑由此在壓力作用下從給料系統(tǒng)傳入。
吸收劑進(jìn)口39，如圖所示是彎狀結(jié)構(gòu)，它與管筒36的后端相接，基本成直角(圖中B角)。吸收劑進(jìn)口39和管筒后端結(jié)合，由前后二個(gè)接口大管40a和40b連接。接口套管40b由圖示，和管筒36后端連接。管筒的前端，如圖3所示，通過(guò)一個(gè)接口41經(jīng)管筒蓋板42連接后面一個(gè)固定板43，緊接是另一塊固定板44。兩者由螺栓45和螺母46連接。管套接口47把固定板44與一個(gè)吸收劑出口管道50相連接。如圖3、5所示，管室內(nèi)支架35a螺母35b一端固定在蓋板42，上另一端固定在絕緣筒51的蓋板52上，這樣把筒體35與絕緣筒51聯(lián)接在一起。
如上提到，筒體36包括一個(gè)電棒37。它基本上和筒體的長(zhǎng)度相同，后端37a處與接口53相連。筒體36表面光滑的，由PVC塑料，硅橡膠，陶瓷或其它材料制成。電棒37位于軸向中心，是一種導(dǎo)電材料。電棒37在它周?chē)a(chǎn)生一個(gè)高壓電暈放電場(chǎng)使管筒36內(nèi)每個(gè)吸收劑粒子帶上強(qiáng)大的靜電荷。給料裝置提供不同流量的吸收劑流經(jīng)過(guò)進(jìn)口管39到靜電槍12，充電后的吸收劑粒子然后進(jìn)入廢氣流里，使污染顆粒體帶電。為了使對(duì)吸收劑粒子流充分充電，加在電棒37上的電壓是可變的。要達(dá)到這一目的，一個(gè)電源控制器66被采用與高壓電源67一起使用。高壓電源67在控制器66處的輸出電壓為5，000-2000，000伏特。工業(yè)上斯潘爾門(mén)(Spellman)的高壓電源已經(jīng)被成功地應(yīng)用在這一發(fā)明上。
如圖1所示的電源控制器66是一塊控制板。操作人員可以輸入一個(gè)所需的電壓到電棒37上，并生電暈作用并提供每一個(gè)吸收劑粒子所需的靜電電荷量(正的或負(fù)的)，為了更好提高本發(fā)明的多功能性，光滑面的管筒36可以拆卸，更換，管筒的尺寸規(guī)模也可以根據(jù)不同吸收劑流量來(lái)定。在一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的例子中，本發(fā)明采用一個(gè)2英寸直徑的管筒，它可以輸送150-300立方英尺/分的吸收劑空氣混合流。在另外一個(gè)例子里3英寸的管筒可以輸送300-500立方英尺/分的干粉吸收劑空氣的混合流。各種直徑的管筒36可以在本發(fā)明的應(yīng)用范圍內(nèi)被采用。
如圖3、4和5所示，靜電槍12包括一個(gè)圓柱絕緣體套筒51，內(nèi)含一個(gè)高壓絕緣體59，它的材料是陶瓷，它固定在一個(gè)基座60上與絕緣體管筒51軸向同心。絕緣體59的另一端包括一個(gè)接頭61與絕緣體59中心內(nèi)部一個(gè)導(dǎo)體相連，并軸向通過(guò)陶瓷絕緣體55，這樣高壓電通過(guò)連接導(dǎo)體54，傳到電棒37的盡端37a。電棒37位于光滑面管筒36的中心，如上提到的，它在后端與吸收劑進(jìn)口39旁邊的一個(gè)接頭48相連接，同時(shí)前端通過(guò)蓋板通過(guò)蓋板42與管接頭47連。接頭47與管道50相連，把充電干粉吸收劑輸送到一個(gè)噴射單元69里，它的功能是，噴射充電了吸收劑顆粒到廢氣流(管68內(nèi)箭頭A)里。
光滑管筒36的后端(圖3)由接頭48與一圓筒56相連，圓筒56包含有陶瓷絕緣體，在它后端由一個(gè)接頭36a固定在絕緣體套筒51的蓋板52上，同時(shí)由螺栓一側(cè)固定在高壓絕緣體基座60和圓柱35的凸緣57上。靜電槍12的部件位于絕緣室51和圓柱套筒35的內(nèi)部。絕緣室51后端有一塊可拆卸的板63，在板63上有一個(gè)外部把手65。相應(yīng)部件用螺栓固定在靜電槍12上。
如圖3、4中，管筒36可以是金屬材料，陶瓷材料，PVC型的塑料或其它類(lèi)似的材料。吸收劑進(jìn)口39彎成和管筒36大約成一個(gè)直角。在第二支靜電槍12b(如圖6)中，陶瓷管筒36a和吸收劑進(jìn)口102之間形成和水平成30°的C角。這一陶瓷靜電槍包括作為吸收劑進(jìn)口102一部分的一個(gè)肩套100。這一肩套也是管筒35b整體的一部分，它內(nèi)有進(jìn)口102與連接管101相連，連接管另一端套在一個(gè)陶瓷接頭103上與進(jìn)口管27相通(如圖3、4所示)。結(jié)構(gòu)功能上來(lái)說(shuō)，陶瓷管筒36a，電棒37a，筒體35b，絕緣體59和絕緣室51與靜電槍12的相應(yīng)部件是一致的，因此我們對(duì)于靜電槍12a的部件和12的部件使用一樣的號(hào)碼。
實(shí)際應(yīng)用中，吸收劑在大約1-5psi的壓力下經(jīng)輸送管27(直徑約2-3英寸)傳送進(jìn)入帶電棒37的圓筒36。本發(fā)明提供可變的吸收劑流量以及可變吸收劑充電量來(lái)針對(duì)不同的廢氣流類(lèi)型及含量。
操作人員操作控制板66，調(diào)節(jié)電棒37的電壓來(lái)獲得理想的靜電充電場(chǎng)對(duì)吸收劑粒子流充電。對(duì)于在1-上百磅/小時(shí)的吸收劑流，相應(yīng)5000-上萬(wàn)伏電壓加在電棒37上。這一電壓量取決于靜電槍出口47和第一過(guò)濾床層之間的距離，同時(shí)考慮到廢氣流要清除的污染粒子的尺寸大小。電棒37上的電壓控制保持在一個(gè)恒定值使整個(gè)周?chē)a(chǎn)生一個(gè)高壓電暈放電區(qū)，對(duì)經(jīng)過(guò)管筒36(36a)的吸收劑粒子充電。
通過(guò)電棒37的吸收劑粒子帶有正(負(fù))同等電荷，經(jīng)過(guò)一個(gè)噴射單元69被噴射到廢氣流管道68中。在那里，吸收劑粒子都帶上靜電荷(正向或負(fù)向)，趨向于相互排斥，很快分布到廢氣流里。本發(fā)明實(shí)際應(yīng)用中，要求吸收劑粒子非常細(xì)微，這樣能極大提高吸收劑的活性，大大減少分散進(jìn)氣流里的滯留時(shí)間。帶電粒子同時(shí)吸引廢氣流里亞微米級(jí)粒子和大功告成顆粒，把它們聚集在吸收劑顆粒表面，形成較大顆粒。另外，充電的吸收劑也是根據(jù)廢氣流里污染物來(lái)選擇并與之起化學(xué)反應(yīng)的，同時(shí)它提供了一個(gè)強(qiáng)大的靜電場(chǎng)對(duì)沒(méi)有聚集的粒子充電。帶有吸收劑的氣流隨后進(jìn)入本發(fā)明的收集系統(tǒng)70。
管道68中箭頭A是一個(gè)從工廠排出來(lái)的廢氣流。根據(jù)廢氣流量和性質(zhì)，一支噴槍一般提供供足夠量的靜態(tài)充電的吸收劑粒子使得廢氣流里的所有粒子(包括亞微米級(jí)粒子)帶電，并同污染氣體反應(yīng)。當(dāng)一支噴槍不夠時(shí)，即使能調(diào)節(jié)給料裝置的輸出，選用不同大小的管筒36，控制電棒37上的電壓，也不能達(dá)到所需的工作范圍，這時(shí)，第二，三或更多支靜電槍12a(圖1中的虛線表示部分)可以用來(lái)輔助噴射吸收劑，每一靜電槍的功能與上述的靜電槍12一致。這睦輔助吸收劑靜電槍12a是與12完全一樣的噴槍?zhuān)鼈冎g裝置的描述，工作功能及吸收劑給料裝置也是一致的。
本發(fā)明給料裝置11和靜電槍12，如上所述，它們對(duì)污染收塵系統(tǒng)提供靜態(tài)充電的吸收劑。例如在本發(fā)明人申請(qǐng)的蓋專(zhuān)利，S.N.08/075，957的“從廢氣流中清除塵粒物質(zhì)和有害氣體的裝置”以及S.N.08/077，740的“從廢氣流中清除塵粒物質(zhì)和有害氣體的技術(shù)”中的系統(tǒng)。要明確的是，在這里說(shuō)明的范圍里，本發(fā)明也用于其它利用靜態(tài)充電吸收劑技術(shù)的污染控制裝置中。
本發(fā)明與其它廢氣流里清除塵粒物質(zhì)和有害氣體的裝置，包括收塵系統(tǒng)70(圖1)，結(jié)合在一起，達(dá)到清除目的。收塵系統(tǒng)50接收了廢氣流及吸收劑反應(yīng)物。它包括兩個(gè)不同的區(qū)域。第一收塵區(qū)是一個(gè)過(guò)渡段，斜墻71把一個(gè)寬的基座與進(jìn)氣管68頂部形成金字塔型結(jié)構(gòu)。氣流從進(jìn)嘴52進(jìn)入，它的直徑與廢氣流和吸收劑粒子經(jīng)過(guò)的管道68一樣。過(guò)渡錐體的向外斜坡口是一個(gè)正方或長(zhǎng)方口，它位于進(jìn)嘴反面與過(guò)濾室72相連。過(guò)濾段70開(kāi)口包括一的擴(kuò)散喇叭口或類(lèi)似裝置，它把氣流擴(kuò)散到整個(gè)一號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層13的表面，經(jīng)過(guò)過(guò)濾段的氣流到達(dá)擴(kuò)散喇叭時(shí)，因?yàn)槊娣e大為增加使流速在進(jìn)出境嘴和床層13之間極大下降。由于這一速度變化，氣流里較大顆粒就會(huì)在一號(hào)床層前從氣流里掉落。一號(hào)床層在過(guò)渡后方垂直布置。已掉落在顆粒體和與另一號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層沖擊掉落的顆粒被清除掉。
如圖1所示，過(guò)渡段和收塵室72的進(jìn)口端相連，收塵室包括運(yùn)動(dòng)和靜止過(guò)濾床層13和14，它們從廢氣流里清除顆粒物質(zhì)，由排氣扇92，氣流通過(guò)風(fēng)道90從排氣93排出，最后凈化了的氣流從煙囪93排出。
收塵室72是一個(gè)長(zhǎng)方形盒狀構(gòu)造。一組各自分開(kāi)的料斗80安裝在收塵室頂部，介質(zhì)從這里進(jìn)入收塵室里的過(guò)濾床層13、14并對(duì)它們補(bǔ)充，更換介質(zhì)材料73和75。收塵室72內(nèi)部有一組垂直運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層13，以及至少一個(gè)靜止過(guò)濾床層14。
如圖1所示，一號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層13在過(guò)渡段70進(jìn)口的另一面，廢氣流從排氣管68進(jìn)入，這一廢氣流包括靜態(tài)充電吸收劑和污染顆粒。每一個(gè)運(yùn)動(dòng)床層13包括一個(gè)由介質(zhì)材料73構(gòu)成的過(guò)濾體，介質(zhì)材料位于前后兩塊板74之間。介質(zhì)材料通過(guò)重力作用從給料斗89輸入，當(dāng)它們向下移動(dòng)時(shí)，聚集了污染物及吸收劑顆粒并同經(jīng)過(guò)的氣流里的余下的亞微米顆粒進(jìn)一步反應(yīng)。每一個(gè)床層的介質(zhì)材料從底部排出再處理。運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層13里的介質(zhì)可以是和靜止過(guò)濾床層介質(zhì)75相同或不同的材料。這里顯示了三個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層13和一個(gè)靜止過(guò)濾床層14。但是根據(jù)對(duì)某一廢氣流污染清除的系統(tǒng)要求，采用不同數(shù)目的運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層。甚至可以采用一個(gè)以上的靜止過(guò)濾床層14。對(duì)上述的一個(gè)運(yùn)動(dòng)床層13及靜止床層14的描述，包括它們的附屬部件應(yīng)該和其它的運(yùn)動(dòng)，靜止床層及附屬部件是一樣的。
前面已經(jīng)提到，每個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層13包括介質(zhì)材料73在前后兩塊板74內(nèi)。板74上面鉆有一定數(shù)量的洞孔76，使得廢氣流順利通過(guò)整個(gè)過(guò)濾體73。過(guò)濾體73是一個(gè)礫石床層過(guò)濾裝置，約12英寸(300mm)厚，貫穿整個(gè)收塵室72的段底高度。過(guò)濾體73的介質(zhì)材料是根據(jù)相對(duì)應(yīng)所處理的污染廢氣的污染物成分來(lái)定的，可以是硅礫石，石灰石礫石，某種人造材料或其它同一類(lèi)性質(zhì)的材料。三個(gè)床層13的過(guò)濾體73的介質(zhì)材料可以是同一種材料或都使用不同的介質(zhì)材料，如后面會(huì)提到的兩個(gè)例子1和2。
構(gòu)成運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層13的介質(zhì)材料73經(jīng)過(guò)一個(gè)給料斗70(圖1-3中)從上部由一個(gè)閥門(mén)裝置進(jìn)入過(guò)濾床層。這一閥門(mén)裝置是一個(gè)旋轉(zhuǎn)式氣閥，使收塵室72保持在低于大氣壓下工作。通過(guò)控制操作床層底部的旋轉(zhuǎn)式排料閥，在重力作用下，介質(zhì)材料從給料斗80送到過(guò)濾床層。旋轉(zhuǎn)式氣閥是一個(gè)葉片輪裝置，也可以是在相同功能范圍內(nèi)的類(lèi)似的閥門(mén)裝置，旋轉(zhuǎn)式氣閥位于床層底部并貫穿整個(gè)床層的寬度。旋轉(zhuǎn)式排料閥的下方有一個(gè)接料斗72，它接受介質(zhì)排入出來(lái)的物質(zhì)，包括聚集的顆粒污染物和吸收劑。過(guò)濾體介質(zhì)材料運(yùn)動(dòng)方向和氣流方向垂直，并在壓差控制下緩慢運(yùn)動(dòng)。當(dāng)過(guò)濾床層前后兩邊的傳感器感應(yīng)出一定的壓差時(shí)，旋轉(zhuǎn)式排放閥起動(dòng)更換床層的介質(zhì)材料。此外，另一個(gè)氣閥安裝在旋轉(zhuǎn)式排料閥73的底部，介質(zhì)材料和聚集的顆粒將來(lái)多這里進(jìn)入一個(gè)介質(zhì)篩離器。旋轉(zhuǎn)式排放閥和氣閥的工作使過(guò)濾床層72系統(tǒng)封閉并在低與大氣壓的情況下工作，產(chǎn)生一種真空效果來(lái)抽動(dòng)廢氣流。實(shí)際應(yīng)用中，整個(gè)系統(tǒng)在低于大氣壓1-24英尺水(約22-53SmmHg)的狀況下工作。這個(gè)工作壓力提高了氣流通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)效率，同時(shí)氣體粒子沖擊過(guò)濾介質(zhì)粒子的表面，提高了廢氣流里污染氣體粒子沖擊過(guò)濾介質(zhì)粒子的表面，提高了廢氣流里污染氣體的分離效率。用氫氧化鈣或氨作為吸收劑來(lái)清除廢氣流中的SO2的化學(xué)反應(yīng)式如下Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O2(NH3)+SO2+H2O→(NH4)2SO3這個(gè)封閉系統(tǒng)最高工作溫度可達(dá)攝氏1100度，顯著提高了系統(tǒng)的工作效率，又有效防止了化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的酸霧對(duì)裝置的損害。為了維持收塵室72在低于大氣壓工作，旋轉(zhuǎn)式排料閥73在壓力和重力作用下控制介質(zhì)材料在板74之間的排落。旋轉(zhuǎn)式排料閥通過(guò)運(yùn)動(dòng)床層13兩邊的壓差感應(yīng)來(lái)工作的，當(dāng)過(guò)濾床層13前后兩邊的傳感器感應(yīng)出一定的壓差時(shí)，表明過(guò)濾體73需要啟動(dòng)更換，這樣旋轉(zhuǎn)式排料器的葉片輪開(kāi)動(dòng)。污染堵塞的介質(zhì)過(guò)濾材料排出，經(jīng)過(guò)氣閥，然后到一個(gè)介質(zhì)篩離器，它的功能下面再提。新的介質(zhì)材料從給料斗80重新補(bǔ)充到運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層13的前后兩塊沖孔板74之間。
過(guò)濾床層13的介質(zhì)材料的運(yùn)動(dòng)造成一部分介質(zhì)顆粒從前后兩塊板74的孔洞76中排出，這樣保持了這些孔洞的暢通，使氣流可以自由通過(guò)。從孔中排出的粒子回落到在運(yùn)動(dòng)，靜止床層底部的接收開(kāi)口，這一接收開(kāi)口同時(shí)接收從過(guò)濾段70里降速沉落的和與板74相沖擊的大是顆粒。這些顆粒與過(guò)濾介質(zhì)及聚集顆粒一起通過(guò)旋轉(zhuǎn)式排料閥排出。
顆粒體和介質(zhì)材料從收料斗通過(guò)旋轉(zhuǎn)式氣閥，然后排入一個(gè)介質(zhì)篩離器。介質(zhì)篩離器前后振動(dòng)篩除掉聚集吸收劑反應(yīng)顆粒，干凈的介質(zhì)材料顆粒隨后送到料斗80以待重新回到床層13。在介質(zhì)篩離器損失了的介質(zhì)材料通過(guò)一個(gè)介質(zhì)料斗94經(jīng)輸管補(bǔ)充輸入。篩濾和新補(bǔ)充了介質(zhì)材料通過(guò)上升傳送帶81進(jìn)入料斗輸管82，通過(guò)氣閘83分別進(jìn)入每個(gè)料斗80，使之充滿，保證對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)床層13給料。
這里要強(qiáng)調(diào)的，對(duì)一號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層13的描述應(yīng)該是看作全部運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層的描述。實(shí)際應(yīng)用中，一號(hào)床層13收集75%-95%進(jìn)入系統(tǒng)的顆粒物質(zhì)，它包括聚集污染物和吸收劑反應(yīng)和未反應(yīng)了的顆粒。其余運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層去除氣流里余留下來(lái)的顆粒物質(zhì)并且同污染氣發(fā)生反應(yīng)。對(duì)清除不同廢氣流，我們使用不同的吸收劑流量，可以采用少于或多于三個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層。對(duì)某些特殊應(yīng)用，可以更理想地采用與一號(hào)床層13所用的不同的粒度的介質(zhì)顆粒材料，或甚至與一號(hào)床層不同的類(lèi)型的介質(zhì)材料。如后面會(huì)提到的例子1和2中，采用不同的大小，類(lèi)型的介質(zhì)材料作為各個(gè)過(guò)濾床層的過(guò)濾體，它要求另外一套介質(zhì)材料排放裝置，包括一組獨(dú)立的介質(zhì)椅子料斗來(lái)補(bǔ)充床層介質(zhì)材料，獨(dú)立的輸管及介質(zhì)給料斗80。
圖1中的靜止床層14，位于收塵系統(tǒng)72的內(nèi)部并貫穿整個(gè)收塵室的內(nèi)部，它接收從最一道過(guò)濾床層13出來(lái)的氣流，對(duì)氣流進(jìn)行最終處理以除去經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)床層后余下的的全部吸收劑粒子，聚集顆粒和氣態(tài)洗染物。這里要指出，靜止床層14的過(guò)濾介質(zhì)材料75是可以更換，但是因?yàn)橥ǔＴ谝粋€(gè)生產(chǎn)周期它收集的污染不夠多，不需要更換介質(zhì)，所以我們是周期性在系統(tǒng)停機(jī)或靜止床層兩邊壓差足夠大時(shí)才更換介質(zhì)。靜止床層14與運(yùn)動(dòng)床層13具有相同的尺寸大小，但可以是不同的床層厚度。靜止床層介質(zhì)75與運(yùn)動(dòng)床層一樣位于前后兩個(gè)帶有孔洞的沖孔板76之間。
靜止過(guò)濾床層14起著在運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層后面的最終過(guò)濾作用。把它設(shè)計(jì)成靜止的原因是任何床層的運(yùn)動(dòng)，不管多慢，總會(huì)造成一些收集了的顆粒重新進(jìn)入氣流。相應(yīng)靜止床層的清除通常在系統(tǒng)啟動(dòng)前或停機(jī)以后。此外，也可以采用兩個(gè)靜止床層雙翼并排來(lái)連續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)。床層設(shè)計(jì)使一塊擋板插入收塵室72以改變氣流的流向，使氣流流入另一靜止床層的管道并通過(guò)這一靜止床層，然后氣流從排氣管排入煙囪93。當(dāng)氣流繞開(kāi)靜止床層14時(shí)，過(guò)濾床層可以更新介質(zhì)75，換入新鮮的介質(zhì)材料，然后可以重新引回氣流。
給料斗84通過(guò)一個(gè)垂直的輸送管85獲得回收了的介質(zhì)材料和新介質(zhì)材料，然后送入靜止床層14內(nèi)。具體地說(shuō)，垂直輸管85運(yùn)料到一個(gè)水平輸送管86，然后由閥門(mén)87進(jìn)入料斗84。新鮮的介質(zhì)材料也可以由供料斗94或其它方法提供。在系統(tǒng)操作傳送介質(zhì)材料和系統(tǒng)關(guān)機(jī)后的排料過(guò)程中，閥門(mén)是關(guān)閉的以防外部空氣的滲入。關(guān)機(jī)以后，過(guò)濾介質(zhì)材料75被排入一個(gè)放料筒并送入一個(gè)介質(zhì)篩離器(圖中設(shè)有顯示)。靜止床層介質(zhì)篩離器與運(yùn)動(dòng)床層介質(zhì)篩離器一樣，用來(lái)清除聚集的大顆粒并且把顆粒物質(zhì)從介質(zhì)材料里分離去，干凈了的介質(zhì)材料經(jīng)垂直輸管85和從供料斗94來(lái)的新鮮介質(zhì)材料相混合。
本發(fā)明的應(yīng)用裝置10的綜合操作，如前所述，是由電力操作，如吹送機(jī)和馬達(dá)。這些動(dòng)力裝置是相對(duì)低馬力馬達(dá)或只要低馬力來(lái)驅(qū)，因此保證了這一簡(jiǎn)單，結(jié)實(shí)系統(tǒng)操作維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性。
為了更好說(shuō)明此項(xiàng)清除廢氣污染的發(fā)明裝置10，我們有下面兩個(gè)例子來(lái)介紹它的具體工作步驟廢氣流A的溫度是攝氏180度，流量是35，000ACFM(實(shí)際狀況980立方米/分)。廢氣流顆粒含量5.0格令/立方英尺(11,6克/立方米)標(biāo)準(zhǔn)干空氣，SO3的含量是1.0格令/立方英尺(2.3克/立方米)標(biāo)準(zhǔn)干空氣，這兩個(gè)是主要清除的污染物。廢氣流里其它的污染物相對(duì)重要性就小得多。我們特別設(shè)計(jì)了一個(gè)模型程序，來(lái)計(jì)算裝置尺寸，選用吸收劑的流量和材料來(lái)清除廢氣流里某些特定污染物質(zhì)。這里所選用的吸收劑物質(zhì)是氫氧化鈣，(Ca(OH)2)，靜態(tài)充電的熟石灰用料量是每小時(shí)155磅(70Kg)，它通過(guò)一個(gè)2英寸管筒的干式吸收劑靜電槍12來(lái)噴射。
每小時(shí)155磅(70Kg)的熟石灰從吸收劑存料斗11輸送到充電靜電槍12。熟石灰吸收劑粒子是細(xì)微(小于70微米)的粒子。然后用一個(gè)高壓電源67對(duì)熟石灰粒子充以80，000V的靜態(tài)高壓電。這一高壓充電量是根據(jù)對(duì)要去除的污染顆粒物質(zhì)進(jìn)行粒度分析后決定，同時(shí)也考慮到噴槍離開(kāi)一號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層的距離和吸收劑類(lèi)型。每一具體場(chǎng)地的模型輸入數(shù)據(jù)決定了充電量必須是一個(gè)可變的量。下一步，靜態(tài)充電后的熟石灰進(jìn)入干式充電噴射單元69，通過(guò)它把靜態(tài)充電的熟石灰進(jìn)入干式充電噴射單元69，通過(guò)它把靜態(tài)充電的熟石灰噴射時(shí)廢氣流。充電吸收劑很快散布到廢氣流里，形成一個(gè)較大的充電表面來(lái)使進(jìn)來(lái)的廢氣流里顆粒體靜態(tài)感應(yīng)充電，同時(shí)吸收劑和氣態(tài)污染物有較大接觸面來(lái)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在噴射單元69到過(guò)渡段之間，熟石灰和SO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成CaSO4，石膏。同時(shí)充電的熟石灰和10微米大小的顆粒物質(zhì)聚集。這一區(qū)域?qū)７Q(chēng)滯留區(qū)域，如果有必要的話，系統(tǒng)可以帶有另外一滯留室。
過(guò)濾段的面積比氣流進(jìn)口管道68的要大得多，造成流速的急劇下降。這種速度變化使一些較重顆粒和與污染氣反應(yīng)了吸收劑產(chǎn)物從氣流里沉降出來(lái)并在運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層之前掉落下來(lái)，粒度小于3/8in。(9.3mm)，或同樣可以說(shuō)是大于5meesh。一號(hào)床層加有生石灰，常用于煉銅廠冶煉過(guò)程，它進(jìn)一步加強(qiáng)了與SO3反應(yīng)，保證了更好清除氣流里氣態(tài)污染物，一號(hào)床層清除廢氣流里約75%以上的污染物。氣流通過(guò)余下的二，三號(hào)床層和靜態(tài)過(guò)濾床層，它們所用的介質(zhì)材料是石灰石爐渣，它是煉銅生產(chǎn)的副產(chǎn)品。使用它作為介質(zhì)材料可以節(jié)省材料篩離費(fèi)用，同時(shí)在這過(guò)程中重新收回廢氣中的銅，銀和金。這些貴金屬在通常的污染控制系統(tǒng)裝置里并沒(méi)有被回收而白白損失掉了。任何滑經(jīng)濟(jì)價(jià)值的污染物可以重新回到冶煉爐消耗掉，或夾雜在爐渣內(nèi)，經(jīng)分離處理后排棄掉，這樣減少了在別的技術(shù)過(guò)程中處理吸收劑反應(yīng)物所帶來(lái)的問(wèn)題。
二號(hào)和三號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層和靜態(tài)介質(zhì)過(guò)濾層也將回收介質(zhì)渣，它從爐渣介質(zhì)篩離出聚集的顆粒體和吸收劑反應(yīng)物，篩離的爐渣介質(zhì)再利用重新送回，三號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層及靜態(tài)床層。篩離出的顆粒體及污染反應(yīng)產(chǎn)物直接送回冶煉爐中進(jìn)一步回收廢氣中的銅、銀和金，同時(shí)棄掉任何沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的顆粒物和收集的反應(yīng)物。
這是一個(gè)假設(shè)的實(shí)際應(yīng)用本發(fā)明的另一例子，它應(yīng)用要求的設(shè)備，同時(shí)除去從一個(gè)煉銅廠出來(lái)的廢氣中的塵粒和污染氣體。工作步驟以圖1的裝置圖為依據(jù)說(shuō)明如下廢氣流以箭頭A表示，它溫度是攝氏430度，流量是50，000ACFM(約1400立方米/分)。廢氣流顆粒含量15.0格令/立方英尺(34.7/克立方米)標(biāo)準(zhǔn)干空氣，SO2的含量是2.0格令/立方英尺(4.6克/立方米)標(biāo)準(zhǔn)干空氣(170Kg/h)，這兩個(gè)是主要清除的污染物。廢氣流里其它的污染相對(duì)重要性就小得多。我們特別設(shè)計(jì)了一相模型程序，來(lái)計(jì)算裝置尺寸，選用吸收劑的流量和材料來(lái)清除廢氣流里某些特定污染物質(zhì)。這里所選用的吸收劑物質(zhì)是氫氧化鈣，Ca(OH)2和氨NH3，靜態(tài)充電的熟石灰和氨的用料量分別是每小時(shí)534磅(242Kg)和54磅(25Kg)，它通過(guò)給料裝置11利用兩下干式吸收劑靜電槍12和12a來(lái)噴射。
每小時(shí)350磅(159Kg)的熟石灰從吸收劑給料裝置11輸送到靜電槍12。熟石灰吸收劑粒子是細(xì)微(小于70微米)的粒子。一個(gè)高壓電源67對(duì)熟石灰粒子充以102，000V的高壓靜電。另外每小時(shí)184磅(83Kg)的熟石灰和每小時(shí)54磅(25Kg)的氣態(tài)氨從吸收劑給料裝置11送到充電噴槍12a，高壓電源67對(duì)熟石灰粒子及氨氣充以98，000V的高壓靜電。高壓電量是根據(jù)對(duì)要去除的污染顆粒物質(zhì)進(jìn)行粒度分析后決定的，同時(shí)也考慮到噴槍離開(kāi)一號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層的距離和吸收劑類(lèi)型和數(shù)量。每一具體場(chǎng)地的模型輸入數(shù)據(jù)決定了充電量必須是一個(gè)可變的量。下一步，靜態(tài)充電后的熟石灰及氣態(tài)氨進(jìn)入干式充電噴射單元69，通過(guò)它帶電的熟石灰和氨氣噴射進(jìn)廢氣流里。充電吸收劑很快散布到廢氣流里，形成一個(gè)較大的充電表面來(lái)使進(jìn)來(lái)的廢氣流里顆粒體靜態(tài)感應(yīng)充電，同時(shí)吸收劑和氣態(tài)污染物有較大接觸面來(lái)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在噴射單元69到過(guò)濾段之間，熟石灰，氨氣和SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成CaSO3，亞硫酸鈣+(NH4)2SO3，亞硫酸氨。同時(shí)充電的熟石灰也和這里通常是10微米大小的顆粒物質(zhì)聚集。這一區(qū)域?qū)７Q(chēng)滯留區(qū)域，如果有必要的話，系統(tǒng)可以帶有另外一個(gè)輔助滯留室。
過(guò)渡段的面積比氣流進(jìn)口管道的要大得多，造成流速急劇下降。這種速度變化使一引起較重顆粒和與污染氣反應(yīng)了吸收劑產(chǎn)物人氣流里沉降出來(lái)并在一號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)渡床層之前掉落下來(lái)。一號(hào)床層接收擴(kuò)散氣流，垂直移動(dòng)的床層過(guò)濾分別充有兩種介質(zhì)材料，粒度小于9.3mm(大于6meesh)。一號(hào)床層介質(zhì)是硅礫石，常用于冶煉廠的生產(chǎn)過(guò)程。余下的二、三號(hào)床層和靜態(tài)過(guò)濾床層所用的介質(zhì)材料是石灰石爐渣，它是煉銅生產(chǎn)的副產(chǎn)品，成本很低。從一號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層排出的介質(zhì)直接進(jìn)入冶煉爐生產(chǎn)，因?yàn)楣枋且环N助熔材料可以應(yīng)用于銅的提煉。這樣節(jié)省了材料篩離費(fèi)用，同時(shí)在這過(guò)程中重新收回了廢氣中的銅、銀和金。這些貴金屬在通常的污染控制系統(tǒng)裝置里并沒(méi)有被回收而白白損失掉了。任何沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的污染物質(zhì)可以重新回到冶爐消耗掉，或夾雜在爐渣內(nèi)，經(jīng)分離處理后排棄掉，這樣減少了在別的技術(shù)過(guò)程中處理吸收劑反應(yīng)所帶來(lái)的問(wèn)題。
就如上面提到的，二號(hào)和三號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層和靜態(tài)介質(zhì)過(guò)濾床層也將回收介質(zhì)爐渣，它從爐渣介質(zhì)篩離出聚集的顆粒體和吸收劑反應(yīng)物，篩離的爐渣介質(zhì)再利用重新送回二、三號(hào)運(yùn)動(dòng)過(guò)濾床層及靜態(tài)床層。篩離出的顆粒體及污染反應(yīng)產(chǎn)物直接送回冶煉爐中進(jìn)一步回收廢氣中的銅、銀和金，同時(shí)棄掉任何沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的顆粒物和收集的反應(yīng)物。
本發(fā)明從廢氣流里清除塵粒物和有害氣體的方法，這里圖示及介紹了實(shí)際裝置的工作，但只是以具體例子的形式，我們可以對(duì)在不離開(kāi)專(zhuān)利本身范圍作一些變化和改進(jìn)，由此產(chǎn)生的一切相似及引伸類(lèi)同之處都應(yīng)歸于本專(zhuān)利范圍。
權(quán)利要求
1.對(duì)廢氣流噴射靜態(tài)充電吸收劑的給料裝置和靜電噴槍裝置，其特征是，它們作為整個(gè)塵粒物質(zhì)和氣體污染物清除裝置的一部分由以下幾個(gè)技術(shù)部分組成(1)給料裝置包括一個(gè)料筒，它可以開(kāi)啟來(lái)裝入并保持一定量的干粉吸收劑材料；(2)精確衡量干粉吸收劑材料的裝置，它提供的吸收劑與壓縮空氣流在一定管道裝置里相混合；(3)吹送裝置傳送控制量的空氣流進(jìn)入該管道裝置與上述一定量的干粉吸收劑相混合，并把這一些混合流由輸管送入靜電槍?zhuān)?4)靜電槍的槍筒為含有一個(gè)光滑表面的直管筒，吸收劑輸管由固定件與之聯(lián)接，輸入吸收劑粒子流，這一管筒作為吸收劑的流道，在它前端與一個(gè)管道相連，放出靜態(tài)充電的吸收劑粒子，噴射入廢氣流里；(5)充電電棒由一直體傳導(dǎo)體材料制成，安裝在管筒軸向中心，它的后端由一絕緣體與管壁絕緣，通過(guò)這一絕緣體中心，充電棒和一個(gè)可變電源相連，電源通過(guò)電棒在它周?chē)a(chǎn)生高壓電暈放電區(qū)，使通過(guò)的吸收劑每個(gè)粒子都帶上靜電荷并把它們送入，散布到廢氣流里；(6)可調(diào)電源裝置，它與電棒連接，使通過(guò)直管筒的吸收劑粒子帶上最大的靜電荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中絕緣體位于一個(gè)圓柱體內(nèi)，這一圓柱體前端與含有管筒的外筒體相連，后端可以開(kāi)啟便利接觸絕緣體；這一絕緣體是一個(gè)普通陶瓷絕緣體，它包括一個(gè)軸向布置的導(dǎo)桿，導(dǎo)桿后端與電源連接，前端連接充電電棒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，充電電棒的后端由一個(gè)結(jié)合套筒與絕緣體的導(dǎo)電桿連接，通過(guò)它可變電源的電能依此傳導(dǎo)到達(dá)電棒上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，一個(gè)可變電源和相應(yīng)的控制板與傳導(dǎo)桿電相連并控制電源的輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，電源輸出是可門(mén)變并可以提供一個(gè)正相或負(fù)相的靜態(tài)充電載荷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，給料裝置的料筒接受的吸收劑材料，在重力作用下由另一個(gè)傳送控制裝置從料筒傳送控制裝置從料筒傳送這一吸收劑，一定控制量的吸收劑進(jìn)入管道，在文氏喉管處與吹送裝置出來(lái)的空氣混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，控制吸收劑流量的裝置是一個(gè)螺旋供料器，通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)移動(dòng)一定量的干粉吸收劑到管道裝置里；吹送裝置是一個(gè)反饋式鼓風(fēng)機(jī)，它提供一定控制量的空氣，在壓力作用下進(jìn)入喉管段與吸收劑粒子相混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，含有一個(gè)直管筒的槍筒是一個(gè)圓柱體結(jié)構(gòu)，直管固定在它的軸向內(nèi)部，該直管筒包括一入口與吸收劑的輸出管相連，使得吸收劑空氣的混合流能進(jìn)入。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，對(duì)廢氣流噴射靜態(tài)充電的吸收劑顆?？梢圆捎枚鄠€(gè)單獨(dú)靜電槍和相應(yīng)的給料裝置來(lái)控制吸收劑流量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中吸收劑的材料類(lèi)型是根據(jù)具體廢氣流里所有的污染成分來(lái)選定并與之反應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，吸收劑材料可以是石灰粉，它的顆粒體大小為15微米-1毫米。
全文摘要
一種給料裝置帶有料倉(cāng)，它盛裝需要量的干粉吸收劑并通過(guò)螺旋給料器輸送測(cè)定量的吸收劑。空氣通過(guò)反饋式鼓風(fēng)機(jī)在文氏管里與吸收劑混合，然后進(jìn)入靜電槍的管筒。吸收劑和空氣混合流進(jìn)入并通過(guò)一個(gè)充電電棒，它位于管筒的軸向中心，與高壓電源導(dǎo)電相連，被加上一定控制量的電壓。充電電棒對(duì)經(jīng)過(guò)的全部吸收劑粒子靜態(tài)充電，然后進(jìn)入并快速散布到廢氣流里，吸收劑和污染顆粒的聚集物通過(guò)一系列的過(guò)濾床層被清除掉。
文檔編號(hào)B01D53/08GK1099317SQ93120200
公開(kāi)日1995年3月1日 申請(qǐng)日期1993年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月26日
發(fā)明者拉里·M·克西, 理查德·A·斯坦克 申請(qǐng)人:拉里·M·克西, 理查德·A·斯坦克