適用于高風速高含液量氣流的靜電收液裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用于高風速高含液量氣流的靜電收液裝置，包括板-線-網式電極裝置、電源及控制模塊、熱風吹掃裝置。其中板-線-網式電極裝置包括從下至上依次間隔設置的V型折流板陣列、不銹鋼線電極陣列、不銹鋼網電極。V型折流板上側板面與不銹鋼線電極、不銹鋼網電極依次構成線-板式電場和線-網式電場，利用液滴在高壓直流電場中的荷電及定向移動，直接對氣流中的液滴進行捕集。線-板式電場方向與來流方向相反，可有效地降低液滴在氣流方向的速度，提高捕集效率。線-網式電場方向與來流方向一致，進一步捕集高風速下未被線-板式電場捕集的液滴，在不增加風阻的情況下，提高了收液效率。
【專利說明】適用于高風速高含液量氣流的靜電收液裝置
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬于制冷空調熱泵【技術領域】，涉及一種適用于高風速高含液量氣流的靜電收液裝置。
[0003]
【背景技術】
[0004]逆流熱源塔/冷卻塔、溶液除濕填料塔、無填料冷卻塔等裝置，其出風口具有氣流速度大，含液量大的特點，現有技術方案一般采用在出風口設置慣性收水裝置，但在高風速高含液量的工況下，慣性收水效率有限，飄液現象嚴重。一個飄液率0.1%，流量為10mVh逆流塔，運行10小時損失的水量為U。熱源塔的飄液相比于冷卻塔危害更大，不僅污染環境，造成溶液損失，還會因為出口空氣焓值降低而降低熱源塔的運行效率。而溶液除濕在現階段只限于工業應用，而無法實現民用的一個重要原因就是出口帶液，而溶液除濕所使用的LiBr、LiCl等工質均有不同程度的腐蝕性及氣味。
[0005]現有的靜電收液裝置依靠液滴在電場中的荷電及定向移動來實現捕集，電場方向與氣流方向垂直，液滴在電場中停留的時間越長，在電場力作用下運動到極板的可能性越大，效率越高。而與氣流運動方向垂直的電場無法改變液滴沿氣流方向的速度，在高風速的工況下，液滴在電場中停留的時間極短，收液效率急劇下降。在含液量大的工況下，靜電收液裝置的功率增加，對電源的要求也隨之提高。
[0006]因此，如何解決機械收液、靜電收液在高風速高含液量工況下無法實現高效收液的問題，設計一種新型高效的收液裝置，成為降低冷卻塔損失，推廣熱源塔、溶液除濕等裝置應用的關鍵。
[0007]
【發明內容】
[0008]技術問題:本發明的目的是提供一種解決高風速高含液量氣流的收液問題，同時實現效率高、可靠性強、尺寸小(氣流方向)的適用于高風速高含液量氣流的靜電收液裝置。
技術方案:本發明的適用于高風速高含液量氣流的靜電收液裝置，包括板-線-網式電極裝置、電源及控制模塊、熱風吹掃裝置。板-線-網式電極裝置包括從下至上依次間隔設置的V型折流板陣列、不銹鋼線電極陣列、不銹鋼網電極，所述的V型折流板陣列由平行排列的V型折流板構成，每塊V型折流板均由上板和下板構成，所述下板的下邊緣正反兩側均設置有一個與水平成3°夾角的收液槽，所述上板的正面下邊緣、板面和上邊緣處分別設置有一個凸槽，所述不銹鋼線電極陣列由平行排列的不銹鋼線電極構成，所述不銹鋼線電極由懸吊線連接并支撐，所述懸吊線通過絕緣子固定在塔身上并繃緊，所述絕緣子下方設置有氣流擋板；所述的電源及控制模塊包括直流高壓電源、斷路器、微安表、控制器和設置在不銹鋼網電極上方的風速傳感器，所述直流高壓電源的負極通過斷路器與不銹鋼線電極連接，正極接地，信號輸出及反饋端與控制器連接，所述風速傳感器的信號反饋端與控制器連接，所述微安表的負接線端同時與不銹鋼線電極和不銹鋼網電極連接，正接線端接地，信號反饋端與控制器連接；所述的熱風吹掃裝置包括正對絕緣子設置的離心風機和設置在離心風機出風口的電加熱絲。
[0009]本發明的優選方案中，V型折流板、不銹鋼線電極、不銹鋼網電極相間設置，V型折流板陣列下邊緣至不銹鋼網電極的高度為20cnT25Cm，V型折流板陣列上板面和不銹鋼線電極陣列構成與氣流方向相反的線-板式電場裝置，不銹鋼線電極陣列和不銹鋼網電極構成與氣流方向一致的線-網式電場裝置。
[0010]本發明的優選方案中，V型折流板表面經過親水材料噴涂處理，使收集于板上的飄液可以形成液膜，防止其成滴狀下落，造成出風二次帶液。
[0011]本發明的優選方案中，不銹鋼網電極設置于不銹鋼線電極之上，正方型網孔邊長大于3cm，防止液滴在網孔中形成液膜。線-網式電場在不增加風阻的情況下，有效增加收液效率，且不銹鋼網電極可以有效保護不銹鋼線電極。
[0012]本發明的優選方案中，控制器根據風速傳感器反饋的信號調節直流高壓電源的運行電壓，確保靜電收液裝置高效且節能。
[0013]本發明的優選方案中，控制器在微安表反饋的電流超出設置正常值20%情況下，開啟熱風吹掃裝置，將凝結于絕緣子上的液滴蒸發，防止“爬電”現象。絕緣子下方設置氣流擋板，防止液滴濺射到絕緣子上。
[0014]有益效果:本發明與現有技術相比，具有以下優點:
1、現有冷卻塔(熱源塔等)均采用慣性收液裝置，在逆流塔中，氣流速度大，含液量高，傳統慣性收液裝置收液效率低，致使逆流塔飄液率大于0.1%，循環工質損失嚴重。現有靜電收液裝置一般采用線-管式或者線-式，其電場方向均與氣流方向垂直，雖然氣阻較小，但是高流速下的液滴在電場中停留時間極短，效率低。本裝置同時利用慣性收液與靜電收液，板-線-網式電極結構所形成的電場方向與氣流方向平行，可直接改變液滴在氣流方向的速度，收液效率大大增加。
[0015]2、本裝置的V型折流板陣列下邊緣至不銹鋼網電極的高度為20cnT25Cm，與現有慣性收液裝置尺寸相當，可實現直接替換，對現有逆流冷卻塔(逆流熱源塔、溶液除濕填料塔等)進行改造。
[0016]3、本發明裝置的V型折流板表面經過親水材料噴涂處理，使收集的液滴在板表面形成液膜，防止其成滴狀下落造成出風二次帶液，而傳統靜電收液的電極均無親水處理，易造成二次帶液。
[0017]4、本發明裝置設置的氣流擋板和吹掃裝置可保證系統在惡劣工況下也可連續可靠運行，吹掃裝置的啟停依靠反饋電流實現，在不增加系統負責度的基礎上實現了自動控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的系統原理圖。
[0019]圖2是本發明的結構圖。
[0020]圖3是本發明在逆流塔中安裝的局部正視圖。
[0021]圖4是本發明在逆流塔中安裝的側視圖。
[0022]圖中有:V型折流板1、不銹鋼線電極2、不銹鋼網電極3、絕緣子4、懸吊線5、氣流擋板6、塔身7、布液裝置8、軸流風機9、填料10、進風口 11、集液池12、凸槽13、收液槽14、高壓直流電源15、斷路器16、控制器17、離心風機18、電加熱絲19、微安表20、風速傳感器21。
[0023]
【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例和說明書附圖對本發明的技術方案作進一步的描述。
[0025]本發明的一種適用于高風速高含液量氣流的靜電收液裝置，系統原理圖如圖1所示，包括板-線-網式電極裝置、電源及控制模塊、熱風吹掃裝置。如圖2所示，板-線-網式電極裝置包括V型折流板1、不銹鋼線電極2、不銹鋼網電極3、絕緣子4、懸吊線5，V型折流板I的結構又包括凸槽13、收液槽14。如圖1所示，電源及控制模塊包括高壓直流電源15、斷路器16、控制器17、微安表20 ;熱風吹掃裝置包括離心風機18、電加熱絲19、風速傳感器21。
[0026]本發明的具體連接方法如下。
[0027]如圖2所示，V型折流板I相互平行排列，每塊V型折流板I下邊緣的左右兩邊均設置有一個與水平成3°夾角的收液槽14，V型折流板I自折角處至上邊緣依次設置有三個凸槽13，V型折流板I表面噴涂有親水材料。V型折流板I上方依次設置不銹鋼線電極2、不銹鋼網電極3。懸吊線5橫跨所有不銹鋼線電極2，起支撐并連接不銹鋼線電極2的作用。如圖3、4所示，絕緣子4將懸吊線5及不銹鋼線電極2固定在塔身上并將不銹鋼線電極2繃緊。氣流擋板6安裝于絕緣子4下方。
[0028]如圖1所示，直流高壓電源15正極接地，負極串聯斷路器16后連接不銹鋼線電極
2。V型折流板I與不銹鋼網電極3并聯后與微安表20串聯，微安表20接地。風速傳感器21與微安表20的反饋信號作為控制器17的輸入信號，用以直流高壓電源15的電壓和離心風機18、電加熱絲19的啟停。
[0029]本發明在逆流塔中的安裝如圖3、4所示，逆流塔由塔身7、布液裝置8、軸流風機9、填料10、進風口 11、集液槽12組成，本發明安裝在逆流熱源塔(逆流冷卻塔、溶液除濕填料塔等)中的布液裝置8與軸流風機9之間。逆流塔運行時，含液空氣進入平行設置的V型折流板I所形成的流道，通過連續改變氣流方向，使得直徑較大的液滴被初步收集，位于V型折流板I折角處的凸槽可以有效增強慣性收液作用。收集的液體在表面經過親水處理的極板上形成水膜，依靠重力流入收液槽14中，3°坡度的收液槽14將液體輸送到塔身7側面，流入逆流塔的集液池12。親水表面可以使收集的液滴形成水膜，防止其成滴狀下落，被氣流帶走形成二次飄液。含液氣流通過V型折流板I所形成的流道后，進入V型折流板I上板面和不銹鋼線電極2形成的線-板式電場，此時氣流還含有一定量的液滴。安裝前事先對逆流塔的風速及出口飄液量進行標定，控制器根據逆流塔軸流風機9的運行電流，計算出對應工況的飄液量及所需電壓。高壓直流電源15開始給不銹鋼線電極2施加一個15kf 25kv的負電壓，在不銹鋼線電極2與V型折流板I (接地)上板面間形成與氣流方向相反的電場，在不銹鋼線電極2和不銹鋼網電極3 (接地)間形成與氣流方向一致的電場。不銹鋼線電極2直徑在1.2mnT2_之間，曲率半徑大，周圍電場強度極高，此區域內的自由電子在強電場的作用下能被加速到很高的速度，當它們與氣體分子發生碰撞時，其能量足以使氣體分子釋放出外層電子而電離為正離子和自由電子。電離出的新自由電子接著又被加速到再次碰撞電離所需的速度，又會進一歩引起氣體分子的碰撞電離。這一過程多次重復，以致在電暈極附近的空間內產生大量的電子及正離子，形成電子雪崩過程。電子在向接地極移動的過程中，被負極性較強的分子(如02，H20等)吸附形成負離子。而負離子再次附著于液滴上使其帶電，進而在電場中實現定向移動。垂直于氣流方向的電場力直接使液滴速度逐漸降低，在到達不銹鋼線電極2前速度降為零并開始反向加速運動，最終在V型折流板I的上板面放電并被捕集。電子射流時所形成的離子風與來流液滴速度方向相反，亦可以起到加強捕集的效果。少數速度較大，粒徑較小的液滴在經過不銹鋼線電極2時速度仍未減小到零，則進入與氣流方向一致的線-網式電場，在電場中被加速并撞擊到不銹鋼網電極3上實現捕集。不銹鋼網電極3的正方型網孔邊長大于3cm，防止液滴在網孔中形成液膜。線-網式電場在不增加風阻的情況下，有效增加收液效率，且不銹鋼網電極3可以有效保護不銹鋼線電極2。
[0030]絕緣子4下方設置的氣流擋板6可以有效地防止液滴濺射污染絕緣子4。考慮到逆流熱源塔在冬季運行時，絕緣子4與外界接觸，溫度較低，有液滴凝結在絕緣子4上，使絕緣子4失去絕緣效果，造成“爬電”現象。為了實現本發明裝置的可靠運行，設置了熱風吹掃裝置。當絕緣子4上有大量液滴凝結時，絕緣性能下降，裝置運行電流顯著升高，控制器17在檢測到微安表20反饋的電流信息高于設定值時，啟動離心風機18，送風經過電加熱絲19加熱到一定溫度后，對絕緣子4進行吹掃，使凝結于絕緣子4上的液滴迅速蒸發。微安表20反饋的電流小于安全值之后，停止吹掃。吹掃裝置僅在惡劣工況下，有大量液滴凝結到絕緣子4上時才開始運行，正常工況下無需啟動。
[0031]上述實施例僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和等同替換，這些對本發明權利要求進行改進和等同替換后的技術方案，均落入本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種適用于高風速高含液量氣流的靜電收液裝置，其特征在于，該裝置包括板-線-網式電極裝置、電源及控制模塊、熱風吹掃裝置，所述板-線-網式電極裝置包括從下至上依次間隔設置的乂型折流板陣列、不銹鋼線電極陣列、不銹鋼網電極(3),所述的乂型折流板陣列由平行排列的V型折流板(1)構成，每塊V型折流板(1)均由上板和下板構成，所述下板的下邊緣正反兩側均設置有一個與水平成3。夾角的收液槽(14),所述上板的正面下邊緣、板面和上邊緣處分別設置有一個凸槽(13),所述不銹鋼線電極陣列由平行排列的不銹鋼線電極(2)構成，所述不銹鋼線電極(2)由懸吊線(5)連接并支撐，所述懸吊線(5)通過絕緣子(4)固定在塔身上并繃緊，所述絕緣子(4)下方設置有氣流擋板(6)； 所述的電源及控制模塊包括直流高壓電源(巧)、斷路器(化)、微安表(20^控制器(17)和設置在不銹鋼網電極(3)上方的風速傳感器(21),所述直流高壓電源(15)的負極通過斷路器(16)與不銹鋼線電極(2)連接，正極接地，信號輸出及反饋端與控制器(17)連接，所述風速傳感器(21)的信號反饋端與控制器(17)連接，所述微安表(20)的負接線端同時與不銹鋼線電極(2)和不銹鋼網電極(3)連接，正接線端接地，信號反饋端與控制器(17)連接； 所述的熱風吹掃裝置包括正對絕緣子(4)設置的離心風機(18)和設置在所述離心風機(18)出風口的電加熱絲(…)。
2.根據權利要求1所述的適用于高風速高含液量氣流的靜電收液裝置，其特征在于，所述V型折流板陣列下邊緣至不銹鋼網電極(3)的高度為20(^15(^, V型折流板陣列上板面和不銹鋼線電極陣列構成與氣流方向相反的線-板式電場裝置，不銹鋼線電極陣列和不銹鋼網電極(3)構成與氣流方向一致的線-網式電場裝置。
3.根據權利要求1或2所述的適用于高風速高含液量氣流的靜電收液裝置，其特征在于，所述卩型折流板(1)的表面經過親水材料噴涂處理。
4.根據權利要求1所述的適用于高風速高含液量氣流的靜電收液裝置，其特征在于，所述控制器(17)在微安表(20)反饋的電流超出設置正常值20%情況下，開啟熱風吹掃裝置。
【文檔編號】B03C3/017GK104307632SQ201410628035
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月10日 優先權日:2014年11月10日
【發明者】梁彩華, 徐潔月, 黃世芳, 張小松 申請人:東南大學