靜電分離由不同材料構(gòu)成的顆粒混合物的方法以及實(shí)施該方法的裝置的制作方法

專利名稱：靜電分離由不同材料構(gòu)成的顆粒混合物的方法以及實(shí)施該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜電分離顆粒狀材料的方法和用于實(shí)施該方法的裝置。
背景技術(shù)：
靜電分離方法已經(jīng)用于分類例如由工業(yè)廢棄物研磨而產(chǎn)生的混合顆粒狀材料。優(yōu)選地，這些材料是絕緣材料。因此，電器和/或電子廢棄物的回收利用需要在所獲得的材料能夠被再利用之前，對(duì)不同成分進(jìn)行分離。此分離必須盡可能地有效，以得到所獲得材料的基本恒定的質(zhì)量。因此創(chuàng)建和升級(jí)下游生產(chǎn)線以再利用這些材料是值得考慮的。例如，從電器和/或電子廢棄物中提取到的塑料材料，可以用在平臺(tái)輪廓板的制造中。為了升級(jí)此活動(dòng)，這些板需要具有基本恒定的質(zhì)量和顏色。還需要能夠有效地和自動(dòng)地分離和重新獲得不同類型的塑料材料。已經(jīng)提出許多種方法，諸如光學(xué)方法或基于飄浮的方法。但是，這些方法不夠精確并且產(chǎn)生過多的雜質(zhì)。另一種方案是將絕緣材料進(jìn)行研磨，從而將它們轉(zhuǎn)化為顆粒，并且在第一步中，在振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)裝置中通過摩擦起電效應(yīng)對(duì)這些顆粒進(jìn)行充電。在第二步中，將充電后的顆粒傳送到靜電分類設(shè)備中，并在靜電分類設(shè)備中通過電場將這些顆粒進(jìn)行分離。為此，將顆粒從分類設(shè)備的頂部注入，在分類設(shè)備中顆粒在兩個(gè)平行且垂直的電極之間通過重力下落。在本申請(qǐng)的下文中，術(shù)語“垂直的”應(yīng)當(dāng)理解為表示與地心引力基本平行的方向。 類似地，術(shù)語“水平的”應(yīng)當(dāng)理解為表示與地心引力基本垂直的方向。陽極(負(fù)電極)吸引帶正電荷的顆粒，反之陰極(正電極)吸引帶負(fù)電荷的顆粒。將下落過程中因此而偏離的顆粒進(jìn)行分離并且使它們落入設(shè)置在裝置底部且與電極成直線的兩個(gè)不同的收集器中。沒有被電極吸引的顆粒落入回收它們的第三中心收集器中。然后可以使它們重新循環(huán)到分類設(shè)備中。在傳送于摩擦電充電裝置和分類設(shè)備之間的過程中，這些顆粒可能已經(jīng)丟失它們的電荷。它們也可能獲得太弱的電荷，以致不能被電極所吸引。實(shí)際上，在上述裝置中顆粒所獲得的電荷是不一樣的。一些顆粒設(shè)法被適當(dāng)充電， 因此可以在相當(dāng)強(qiáng)的電場中分離這些顆粒，但是其它的顆粒帶著不足以使它們分離的充電電平離開摩擦電充電裝置。結(jié)果是必須重新獲得大量未被分離的顆粒，然后使它們回到摩擦電充電裝置。因?yàn)槭诡w粒返回到摩擦電充電裝置中，限制了新顆粒的充電，所以這種方法的產(chǎn)率很低。通過增加摩擦電充電過程的持續(xù)時(shí)間，可以改善顆粒的充電狀態(tài)。但是，因?yàn)轭w粒將在摩擦電充電裝置中保留更長的時(shí)間，這樣耗費(fèi)了時(shí)間和能量，所以這種方法的產(chǎn)率將不會(huì)改善。此外，對(duì)于固定的充電持續(xù)期間，顆粒實(shí)際所獲得的電荷量可能隨著顆粒的表面狀況，更具體地說隨著顆粒的尺寸顯著變化。碰巧，當(dāng)兩個(gè)具有不同尺寸的顆粒碰撞時(shí)，它們獲得具有相同值的兩個(gè)相反的電荷。然而，雖然這個(gè)值足以使最小顆粒被一個(gè)電極所吸引，但是這個(gè)值不足以使最大顆粒被另一個(gè)電極所吸引。隨后最大顆粒被移除并重新引導(dǎo)至充電設(shè)備中。為了改善顆粒的摩擦電充電的質(zhì)量，因此已知設(shè)備優(yōu)選地具有用于按顆粒尺寸進(jìn)行篩選的裝置，該篩選裝置設(shè)置在摩擦電充電裝置的上游。接著，將每種類型的顆粒進(jìn)行充電，然后進(jìn)行電分離。顆粒實(shí)際獲得的電荷量還可能隨環(huán)境溫度和濕度顯著變化。為了解決大氣條件的問題，期望使用控制環(huán)境大氣和顆粒的濕度和溫度的裝置。但是，這些附加的設(shè)施使整個(gè)設(shè)備的管理非常復(fù)雜并且顯著增加了該方法的成本。用于分離顆粒狀絕緣材料的已知設(shè)備的產(chǎn)率非常低，并且所獲得的產(chǎn)品質(zhì)量并不總是能滿足客戶的要求。目前的方法易受環(huán)境條件和待分離顆粒的理化特性中的隨機(jī)變化的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述缺陷，并且提出了靜電分離顆粒狀絕緣材料的方法和實(shí)施該方法的裝置，該方法和裝置在靜電充電、分類質(zhì)量和產(chǎn)率方面是有效的。該方法和裝置還在能量方面是多用途的和經(jīng)濟(jì)的，并且能夠輕易地適應(yīng)環(huán)境大氣條件和待分離顆粒的理化特性。為此，本發(fā)明提出了一種方法和裝置，在同一個(gè)圍場(enclosure)中同時(shí)對(duì)顆粒進(jìn)行充電和靜電分離。因此，本發(fā)明的主題涉及一種靜電分離具有不同材料的顆粒混合物的方法，包括以下步驟a)在由壁限定并具有進(jìn)氣口和排氣口的分離室中的兩個(gè)電極之間注入流化空氣流；b)將具有不同材料的所述顆?；旌衔镆胨隽骰諝饬髦校籧)控制所述流化空氣流，使得所述顆粒以湍流模式飄浮于所述空氣流中，并且通過所述顆粒之間的接觸和/或與所述分離室的壁的接觸而變得帶電；d)在所述兩個(gè)電極之間生成與所述空氣流的方向基本垂直的電場，從而如果在步驟c)中充電的所述顆粒帶正電荷，則使它們在所述電場的方向上移動(dòng)，或者如果在步驟C) 中充電的所述顆粒帶負(fù)電荷，則使它們在與所述電場的方向相反的方向上移動(dòng)；e)使充電的所述顆粒附著至所述電極的表面；f)移除比收集附著至每個(gè)電極的所述顆粒。根據(jù)其它實(shí)施方式 在步驟a)中，可以基本垂直向上地注入流化空氣流，在步驟b)中，可以通過自由下落并以相對(duì)于流化空氣流的反向流的方式引入顆粒混合物；
在步驟a)中注入到分離室中的流化空氣流，可在垂直向上的方向中呈現(xiàn)出負(fù)的壓力梯度； 步驟b)中的顆粒混合物的引入按以下速率實(shí)現(xiàn)，根據(jù)每單位時(shí)間引入顆粒的重量來表示，該速率被調(diào)整為基本等于每單位時(shí)間步驟f)中所收集到的顆粒的重量的值； 空氣流可以在進(jìn)入分離室之前被預(yù)先加熱； 空氣流可以在進(jìn)入分離室時(shí)被均質(zhì)化； 可以通過由導(dǎo)電材料制成的傳送帶型電極來實(shí)施步驟f)，通過移動(dòng)傳送帶來執(zhí)行顆粒的移除，并且通過刮除削來實(shí)現(xiàn)顆粒的收集；和/或 本方法還可包括在步驟f)之后的用于清理電極的步驟g)。此外，本發(fā)明的主題涉及一種用于靜電分離具有不同材料的顆?；旌衔锏难b置， 其中，該裝置包括-由壁所限定并具有進(jìn)氣口和排氣口的分離室；-在進(jìn)氣口和排氣口之間延伸至分離室內(nèi)的兩個(gè)電極；-用于在兩個(gè)電極之間以確定方向注入流化空氣流的裝置；-將顆?；旌衔镆肓骰諝饬髦械难b置；-用于控制流化空氣流，使得在使用中顆粒以湍流模式飄浮于空氣流中并且通過顆粒之間的接觸和/或與分離室的壁的接觸而變得帶電的裝置；-用于在兩個(gè)電極之間生成與空氣流的方向基本垂直的電場的裝置；-用于移除和收集附著至每個(gè)電極的顆粒的裝置。根據(jù)其它的實(shí)施方式 進(jìn)氣口可以被設(shè)置為使空氣流在使用中基本垂直向上； 用于引入顆?；旌衔锏难b置可以被設(shè)置為通過自由下落并以相對(duì)于流化空氣流的反向流的方式將顆粒引入分離室中； 電極可以被設(shè)置為從進(jìn)氣口向排氣口發(fā)散； 分離裝置可以包括設(shè)置在分離室的進(jìn)氣口的上游的用于加熱空氣流的裝置； 分離裝置可以包括空氣室，空氣室設(shè)置在分離室的進(jìn)氣口的下游并包括用于使空氣流均質(zhì)化的裝置； 用于使空氣流均質(zhì)化的裝置可以是玻璃球； 分離裝置可以包括用于控制顆粒的引入速率的裝置； 分離裝置可以包括連接至用于控制速率的裝置的用于測量所收集顆粒的重量的裝置，控制速率的裝置適于根據(jù)測量裝置所測量到的重量來控制顆粒的引入速率； 用于收集顆粒的裝置可以是刮器； 分離裝置可以包括用于清理電極的裝置； 電極可以是傳送帶型；和/或 用于生成電場的裝置可以是可調(diào)節(jié)的。根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置能夠通過在電場中同時(shí)實(shí)現(xiàn)顆粒依靠摩擦起電效應(yīng)的充電以及顆粒的分離來彌補(bǔ)上述缺陷。因此，顆粒在被充電的時(shí)刻和受到電場影響的時(shí)刻之間不會(huì)丟失它們的電荷。此外，空氣流按尺寸分離顆粒，從而摩擦電充電是最優(yōu)的，因?yàn)槟Σ岭姵潆娫诨揪哂邢嗤叽绲念w粒上完成。進(jìn)一步，每個(gè)顆粒在空氣流中僅保持其獲得足以使其被電極中的一個(gè)吸引的摩擦電荷所需的最小時(shí)間。不帶電的顆粒不能留在空氣流中，這確保所收集顆粒的純度。因此， 根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置優(yōu)化了分類效率并自然地適應(yīng)每個(gè)顆粒。最后，因?yàn)槌潆姾头蛛x是同時(shí)進(jìn)行且發(fā)生在同一個(gè)圍場中，所以可以容易地和經(jīng)濟(jì)地控制環(huán)境大氣條件。因此，與具有相同有效規(guī)模的現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，根據(jù)本發(fā)明的裝置提供了顯著增強(qiáng)的分類效率和質(zhì)量。


在以下參照附圖給出的詳細(xì)描述中將說明本發(fā)明的其它特征，附圖分別表示為圖1是根據(jù)本發(fā)明的靜電分離裝置的第一實(shí)施方式的縱向截面的示意圖；以及圖2是根據(jù)本發(fā)明的靜電分離裝置的第二實(shí)施方式的縱向截面的示意圖。參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的靜電分離裝置包括分離室100，分離室100通過側(cè)壁 101(在此僅示出兩個(gè))限定并設(shè)有分別允許壓縮空氣進(jìn)入和排出的進(jìn)氣口 102和排氣口 103。優(yōu)選地，進(jìn)氣口 102設(shè)有空氣擴(kuò)散器102a，排氣口 103設(shè)有過濾器103a。兩個(gè)電極105-106延伸至分離室內(nèi)并位于進(jìn)氣口和排氣口的兩側(cè)。因此，在進(jìn)氣口和排氣口之間循環(huán)的空氣流位于電極105-106之間。這些電極連接至優(yōu)選可調(diào)節(jié)的高直流電壓發(fā)生器107 電極105連接至發(fā)生器107的負(fù)端，電極106連接至發(fā)生器107的正端。 當(dāng)電流流動(dòng)時(shí)，此設(shè)置在兩個(gè)電極105-106之間產(chǎn)生電場。優(yōu)選地，如圖1和圖2所示，電極被設(shè)置為從進(jìn)氣口向排氣口發(fā)散。該裝置還包括裝置108，裝置108用于在兩個(gè)電極105-106之間以箭頭Fl表示的確定方向注入空氣流。因此空氣流穿過進(jìn)氣口 102和排氣口 103之間的分離室100。此空氣流形成了流化床(fluidized bed)。進(jìn)氣口 102被有利地設(shè)置，使得空氣流在使用中基本垂直向上。裝置109被設(shè)置為允許將顆粒混合物M引入流化空氣流中。優(yōu)選地，用于引入顆?；旌衔颩的裝置109設(shè)置為通過自由下落并以相對(duì)于流化空氣流的反向流的形式將顆粒引入分離室100中。優(yōu)選地，裝置109是由速率控制裝置(未示出)控制的可變速率裝置?；旌衔颩包括至少兩種不同的材料M1-M2，材料M1-M2在圖中以白色圓盤Ml和黑色圓盤M2示出。這些顆?？梢跃哂胁煌某叽?。在圖中，示出了兩種尺寸(小尺寸Μ1ρ和 M2p ；大尺寸Mlg和M2g)，但是實(shí)際上，根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置可以有效地分離許多種尺寸的顆粒。用于注入流化空氣流的裝置108連接至用于控制流化空氣流的裝置，使得在使用中，顆粒以湍流模式飄浮于空氣流中，并且通過顆粒之間的接觸和/或與分離室100的壁 101的接觸而帶電。根據(jù)本發(fā)明的裝置可以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的用于靜電分離具有不同材料的顆粒混合物的方法。該方法包括以下步驟。
在步驟a)中，在兩個(gè)電極之間注入流化空氣流。此空氣流從進(jìn)氣口 102進(jìn)入并通過排氣口 103排出。在圖1和圖2所示的有利配置中，流化空氣流大致垂直向上地注入。與此向上氣流相結(jié)合，電極的發(fā)散結(jié)構(gòu)在垂直向上的方向中產(chǎn)生負(fù)的壓力梯度。換句話說，氣壓在空氣流的方向上減小。因此，在室100的頂部的排氣口 103處的空氣壓力低于在室100 底部的進(jìn)氣口 102處的空氣壓力。在步驟b)中，將具有不同材料的顆粒混合物M引入到流化空氣流中。在上述有利的配置中，通過自由下落并且以相對(duì)于流化空氣流的反向流的形式引入顆?；旌衔铩Ｍ瑫r(shí)，在步驟C)中，控制流化空氣流，以使顆粒以湍流模式飄浮于空氣流中，并通過顆粒之間的接觸和/或與分離室的壁的接觸而帶電。負(fù)的壓力梯度可以將顆粒分布在與顆粒尺寸有關(guān)的不同高度處較大的或較重的顆粒留在底部，而較小或較輕的顆粒更多地上升到流化床中。流化床的上限通過最小或最輕的顆粒確定，但空氣流被控制，以使該上限優(yōu)選不超過分離室100高度的三分之二。因此根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置允許根據(jù)實(shí)際位于室內(nèi)的顆粒的重量使顆粒自然分布。因此，在混合物進(jìn)入分離室100之前不需要根據(jù)混合物M尺寸的任何篩選。有利地， 混合物M的顆粒的典型直徑可以是0. 5-5毫米。因此根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置可以得到彼此接觸的顆粒的尺寸一致性。這確保最好的摩擦帶電條件，因?yàn)榇笾戮哂邢嗤亓康哂胁煌牧系膬蓚€(gè)顆粒獲得具有相同值的相反電荷。這使得每個(gè)顆粒都能夠被電極吸引。當(dāng)顆粒Mlp_M2p、Mlg_M2g飄浮于流化空氣流中且通過摩擦起電進(jìn)行充電時(shí)，在步驟d)中，在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生電場E，電場E大致與空氣流的方向Fl垂直并從陰極指向陽極。實(shí)施本發(fā)明所需要的電場優(yōu)選大于lkV/cm。通常為4_5kV/cm。因此，如果在步驟c)中充電的顆粒帶正電荷，則使它們在電場的方向上移動(dòng)，如果在步驟c)中充電的顆粒帶負(fù)電荷，則使它們在電場的反方向上移動(dòng)。在圖1和圖2中， 顆粒Mlp和Mlg帶負(fù)電荷并且在與電場E相反的方向上向陰極106移動(dòng)。顆粒M2p和M2g 帶正電荷并且在與電場E相同的方向上向陽極105移動(dòng)。當(dāng)受到電像力(electrical image force)的作用時(shí)，帶正電荷的顆粒M2p和M2g 在步驟e)中附著至陽極105。類似地，帶負(fù)電荷的顆粒Mlp和Mlg在步驟e)中附著至陰極 106。根據(jù)本發(fā)明的方法包括步驟f)，該步驟用于移除并收集附著至每個(gè)電極的顆粒。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，此步驟f)使用有利地由諸如金屬的導(dǎo)電材料制成的傳送帶型電極實(shí)施。優(yōu)選地，傳送帶由具有光滑表面的不銹鋼制成。還可以想到使用由具有金屬嵌入物的塑料材料制成的傳送帶。根據(jù)圖1和圖2示出的實(shí)施方式，具有傳送帶類型的電極105和106被移動(dòng)，從而在由箭頭F2概略地代表的方向上移除沉積在電極表面的顆粒，該方向與空氣流的方向大致相同。還可以在相反的方向上驅(qū)動(dòng)傳送帶，就是說，大致在相對(duì)于空氣流的反向流中。但是，附著在傳送帶表面的顆粒具有被空氣流分離的危險(xiǎn)。傳送帶移除位于電極相對(duì)于空氣流的另一側(cè)的顆粒。然后，使用刮器110將傳送帶上所收集的顆粒刮下來。這些刮器使顆粒從傳送帶上分離，并將它們引導(dǎo)至收集器111-112 中。傳送帶的速度與來自用于引入顆粒混合物M的裝置109的顆粒的速率、待分離的顆粒狀混合物的原始成分和傳送帶的寬度有關(guān)。必須使被電極所吸引的顆粒足以僅在傳送帶的表面上形成單層。否則，電像力不能足夠大以使顆粒附著于傳送帶。此外，通過使用很低的速度，顆粒將與電極傳送帶保持接觸足夠長的時(shí)間，以使它們進(jìn)行放電。這也具有減小使顆粒附著到傳送帶表面的電像力的效果。那么顆粒具有在能夠通過收集器111-112回收之前從傳送帶上分離并落回電極底部的風(fēng)險(xiǎn)。如果空氣流與每個(gè)電極底部的間距一樣寬，那么落回的顆粒就可以回到空氣流中的循環(huán)中。否則，顆粒落入室100的底部，并且必須回收顆粒，然后經(jīng)裝置109將顆粒重新引入室內(nèi)。舉例來說，對(duì)于源自電腦廢棄物的塑料材料，約300公斤/小時(shí)的速率、寬度為1 米的傳送帶和約5米/分鐘的速度可能是足夠的。根據(jù)本發(fā)明的方法還可包括步驟g)，該步驟用于在步驟f)之后清理電極。為此， 根據(jù)本發(fā)明的分離裝置包括用于清理電極的裝置，在圖1和圖2中通過刷113概略地代表。 刷113用于使未被刮器110分離的顆粒分離。刷113尤其是用于清理具有灰塵P的傳送帶， 灰塵P是實(shí)施該方法而不可避免地生成的。實(shí)際上，在摩擦帶電期間，顆粒的彼此撞擊導(dǎo)致了成灰塵形式的這些顆粒的某種磨損。這聚集在傳送帶上，并且可減小顆粒通過電像力的附著。刷113用于清理具有這種灰塵的傳送帶，并且在裝置的整個(gè)運(yùn)行期間保持吸引力和附著力。優(yōu)選地，如圖1所示，收集器111-112與相應(yīng)傳送帶106-105緊密接觸，以收集灰塵并將灰塵從室100中移除?？商娲?，如圖2所示，可以通過專用的收集器114來移除灰塵P。如果其它裝置能夠移除或收集附著于每個(gè)電極的顆粒，那么可以使用其它裝置。 例如，可以使用與設(shè)置在電極相對(duì)于流化空氣流的另一側(cè)的刮器相結(jié)合的旋轉(zhuǎn)電極。還可以使用能夠相對(duì)于固定電極移動(dòng)的移除和收集裝置。通過根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置，充電實(shí)際上在分離室內(nèi)完成，使得顆粒在受電場影響之前不會(huì)有丟失其電荷的危險(xiǎn)。此外，一旦顆粒被充電，它就被具有反向極性的電極所吸引。因此每個(gè)顆粒在摩擦帶電的空氣流中僅保持獲得足以使其被電極吸引的電荷的時(shí)間。通過為其它顆粒留下空間和通過僅使用獲取摩擦電荷嚴(yán)格所需的空氣流的機(jī)械能量，提供了最佳效率。最后，因?yàn)轭w粒沒有時(shí)間丟失它們的電荷，所以顆粒一旦附著于電極上被立即移除的事實(shí)也優(yōu)化了效率，并且也為將要附著至電極的其它顆粒留下了空間。優(yōu)選地，裝置包括控制顆粒的進(jìn)入速率的裝置，其連接至用于測量收集器111-112 所收集的顆粒重量的裝置(未示出)。因此，步驟b)中的顆?；旌衔锏囊氚匆韵滤俾蕦?shí)現(xiàn)，根據(jù)每單位時(shí)間引入顆粒的重量來表示，該速率被調(diào)整為基本等于每單位時(shí)間步驟f)中所收集到的顆粒的重量的值。換句話說，用于控制速率的裝置適于根據(jù)測量裝置所測量到的重量來控制顆粒的引入。根據(jù)圖2所示的實(shí)施方式，空氣流在進(jìn)入分離室之前被預(yù)先加熱。為此，根據(jù)本發(fā)明的靜電分離裝置包括用于加熱空氣流的裝置120，裝置120設(shè)置在分離室100的進(jìn)氣口102的上游。此加熱裝置120可用于將流化空氣的溫度調(diào)節(jié)到最佳溫度，以降低顆粒的表面濕度并改善根據(jù)摩擦起電效應(yīng)的起電條件。例如，對(duì)于尺寸為1. 5-3毫米的ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)和HIPS(高抗沖聚苯乙烯)材料的顆粒混合物，最佳溫度為35°C -45°C。根據(jù)本發(fā)明的靜電分離裝置還可以包括空氣室130，空氣室130設(shè)置在分離室100 的進(jìn)氣口 102的下游并且包括用于使進(jìn)入分離室100的空氣流均質(zhì)化的裝置。優(yōu)選地，空氣室130設(shè)置在空氣擴(kuò)散器10 的上游并且連接到壓縮機(jī)131上。用于使空氣流均質(zhì)化的裝置例如是玻璃球132。它們在空氣室130中的分布可以使壓縮空氣流分開，使得當(dāng)空氣流進(jìn)入室100時(shí)，空氣流在其整個(gè)寬度上是均勻的，該分布還確保了分離室100中的均勻的水平壓力。根據(jù)其它的實(shí)施方式，可以通過來自分離室底部的隨著空氣流(以及可能的互補(bǔ)空氣流)的噴射來實(shí)現(xiàn)顆粒的引入，使得向上噴射的顆粒以湍流模式飄浮于空氣流中，并且通過彼此接觸和/或與分離室的壁接觸而帶電。
權(quán)利要求
1.一種靜電分離具有不同材料的顆?；旌衔锏姆椒?，其中，所述方法包括以下步驟a)在由壁限定并具有進(jìn)氣口和排氣口的分離室中的兩個(gè)電極之間注入流化空氣流；b)將具有不同材料的所述顆?；旌衔镆胨隽骰諝饬髦?；c)控制所述流化空氣流，使得所述顆粒以湍流模式飄浮于所述空氣流中，并且通過所述顆粒之間的接觸和/或與所述分離室的壁的接觸而變得帶電；d)在所述兩個(gè)電極之間生成與所述空氣流的方向基本垂直的電場，從而如果在步驟 c)中充電的所述顆粒帶正電荷，則使它們在所述電場的方向上移動(dòng)，或者如果在步驟c)中充電的所述顆粒帶負(fù)電荷，則使它們在與所述電場的方向相反的方向上移動(dòng)；e)使充電的所述顆粒附著至所述電極的表面；f)移除并收集附著至每個(gè)電極的所述顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電分離方法，其中，在步驟a)中，基本垂直向上地注入所述流化空氣流，在步驟b)中，通過自由下落并以相對(duì)于所述流化空氣流的反向流的形式引入所述顆粒混合物。
3.如權(quán)利要求2所述的靜電分離方法，其中，在步驟a)中注入所述分離室中的所述流化空氣流在所述垂直向上的方向中呈現(xiàn)出負(fù)的壓力梯度。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的靜電分離方法，其中，步驟b)中的所述顆?；旌衔锏囊氚匆韵滤俾蕦?shí)現(xiàn)，根據(jù)每單位時(shí)間引入顆粒的重量來表示，所述速率被調(diào)整為基本等于每單位時(shí)間步驟f)中所收集到的顆粒的重量的值。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的靜電分離方法，其中，所述空氣流在進(jìn)入所述分離室之前被預(yù)先加熱。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的靜電分離方法，其中，所述空氣流在進(jìn)入所述分離室時(shí)被均質(zhì)化。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的靜電分離方法，其中，通過由導(dǎo)電材料制成的傳送帶型電極來實(shí)施步驟f)，通過移動(dòng)所述傳送帶來執(zhí)行所述顆粒的移除，并且通過刮削來實(shí)現(xiàn)所述收集。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的靜電分離方法，還包括在步驟f)之后的清理所述電極的步驟g)。
9.一種用于靜電分離具有不同材料的顆粒混合物的裝置，其中，所述裝置包括-由壁(101)限定并具有進(jìn)氣口 (102)和排氣口 (103)的分離室(100)；-在所述進(jìn)氣口和所述排氣口之間延伸至所述分離室內(nèi)的兩個(gè)電極(105，106)；-用于在所述兩個(gè)電極之間以確定的方向(Fl)注入流化空氣流的裝置(108，131)；-用于將所述顆?；旌衔?M)引入所述流化空氣流中的裝置(109)；-用于控制所述流化空氣流，使得所述顆粒在使用中以湍流模式飄浮于所述空氣流中并且通過所述顆粒之間的接觸和/或與所述分離室的壁的接觸而變得帶電的裝置；-用于在所述兩個(gè)電極之間生成與所述空氣流的方向(Fl)基本垂直的電場(E)的裝置 (107)；-用于移除(105-106)并收集(110-111-112)附著至每個(gè)電極的所述顆粒的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的分離裝置，其中，所述進(jìn)氣口(102)被設(shè)置為使所述空氣流在使用中基本垂直向上。
11.如權(quán)利要求9或10所述的分離裝置，其中，用于引入所述顆?；旌衔锏难b置(109) 被設(shè)置為通過自由下落并且以相對(duì)于所述流化空氣流的反向流的方式將所述顆粒引入所述分離室中。
12.如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的分離裝置，其中，所述電極(105，106)被設(shè)置為從所述進(jìn)氣口(102)向所述排氣口(103)發(fā)散。
13.如權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的分離裝置，包括設(shè)置在所述分離室(100)的所述進(jìn)氣口(102)的上游的用于加熱所述空氣流的裝置(120)。
14.如權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的分離裝置，包括空氣室(130)，所述空氣室 (130)設(shè)置在所述分離室的所述進(jìn)氣口(102)的下游并包括用于使所述空氣流均質(zhì)化的裝置(132)。
15.如權(quán)利要求14所述的分離裝置，其中，用于使所述空氣流均質(zhì)化的所述裝置是玻璃球。
16.如權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的分離裝置，包括用于控制所述顆粒的引入速率的裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的分離裝置，包括連接至用于控制速率的裝置的用于測量所收集顆粒的重量的裝置，用于控制速率的裝置適于根據(jù)所述測量裝置所測量到的重量來控制所述顆粒的引入速率。
18.如權(quán)利要求9至17中任一項(xiàng)所述的分離裝置，其中，用于收集所述顆粒的裝置是刮器(110)。
19.如權(quán)利要求9至18中任一項(xiàng)所述的分離裝置，包括用于清理所述電極的裝置 (113)。
20.如權(quán)利要求9至19中任一項(xiàng)所述的分離裝置，其中，所述電極是傳送帶型。
21.如權(quán)利要求9至20中任一項(xiàng)所述的分離裝置，其中，用于生成所述電場的裝置 (107)是可調(diào)節(jié)的。
全文摘要
本發(fā)明提供了靜電分離多價(jià)顆粒狀絕緣材料的方法和裝置，該方法和裝置具有良好的特性和能源效率，并且易于適應(yīng)環(huán)境大氣條件與待分離顆粒的理化特性。本發(fā)明涉及一種方法，包括以下步驟a)在由壁限定并具有進(jìn)氣口與排氣口的分離室中的兩個(gè)電極之間注入空氣流；b)將由不同材料構(gòu)成的顆?；旌衔锓湃肟諝饬髦?；c)控制空氣流，使得顆粒以湍流模式飄浮于空氣流中并通過它們之間的接觸和/或與分離室的壁的接觸而變得帶電；d)在兩個(gè)電極之間生成與空氣流的方向基本垂直的電場，從而如果在步驟c)中充電的顆粒帶正電荷，則使它們在電場的方向上移動(dòng)，如果在步驟c)中充電的顆粒帶負(fù)電荷，則使它們在與電場方向相反的方向上移動(dòng)；e)使充電顆粒附著至電極表面；以及f)放電和收集附著至每個(gè)電極的顆粒。
文檔編號(hào)B03C3/14GK102421530SQ201080017973
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者勞爾-弗勞侖丁·卡琳, 盧希恩·達(dá)斯卡勒蘇 申請(qǐng)人:Apr2公司, 波瓦提埃大學(xué)