适用于高风速高含液量气流的静电收液装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于高风速高含液量气流的静电收液装置，包括板-线-网式电极装置、电源及控制模块、热风吹扫装置。其中板-线-网式电极装置包括从下至上依次间隔设置的V型折流板阵列、不锈钢线电极阵列、不锈钢网电极。V型折流板上侧板面与不锈钢线电极、不锈钢网电极依次构成线-板式电场和线-网式电场，利用液滴在高压直流电场中的荷电及定向移动，直接对气流中的液滴进行捕集。线-板式电场方向与来流方向相反，可有效地降低液滴在气流方向的速度，提高捕集效率。线-网式电场方向与来流方向一致，进一步捕集高风速下未被线-板式电场捕集的液滴，在不增加风阻的情况下，提高了收液效率。
【专利说明】适用于高风速高含液量气流的静电收液装置
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于制冷空调热泵【技术领域】，涉及一种适用于高风速高含液量气流的静电收液装置。
[0003]
【背景技术】
[0004]逆流热源塔/冷却塔、溶液除湿填料塔、无填料冷却塔等装置，其出风口具有气流速度大，含液量大的特点，现有技术方案一般采用在出风口设置惯性收水装置，但在高风速高含液量的工况下，惯性收水效率有限，飘液现象严重。一个飘液率0.1%，流量为10mVh逆流塔，运行10小时损失的水量为U。热源塔的飘液相比于冷却塔危害更大，不仅污染环境，造成溶液损失，还会因为出口空气焓值降低而降低热源塔的运行效率。而溶液除湿在现阶段只限于工业应用，而无法实现民用的一个重要原因就是出口带液，而溶液除湿所使用的LiBr、LiCl等工质均有不同程度的腐蚀性及气味。
[0005]现有的静电收液装置依靠液滴在电场中的荷电及定向移动来实现捕集，电场方向与气流方向垂直，液滴在电场中停留的时间越长，在电场力作用下运动到极板的可能性越大，效率越高。而与气流运动方向垂直的电场无法改变液滴沿气流方向的速度，在高风速的工况下，液滴在电场中停留的时间极短，收液效率急剧下降。在含液量大的工况下，静电收液装置的功率增加，对电源的要求也随之提高。
[0006]因此，如何解决机械收液、静电收液在高风速高含液量工况下无法实现高效收液的问题，设计一种新型高效的收液装置，成为降低冷却塔损失，推广热源塔、溶液除湿等装置应用的关键。
[0007]
【发明内容】
[0008]技术问题:本发明的目的是提供一种解决高风速高含液量气流的收液问题，同时实现效率高、可靠性强、尺寸小(气流方向)的适用于高风速高含液量气流的静电收液装置。
技术方案:本发明的适用于高风速高含液量气流的静电收液装置，包括板-线-网式电极装置、电源及控制模块、热风吹扫装置。板-线-网式电极装置包括从下至上依次间隔设置的V型折流板阵列、不锈钢线电极阵列、不锈钢网电极，所述的V型折流板阵列由平行排列的V型折流板构成，每块V型折流板均由上板和下板构成，所述下板的下边缘正反两侧均设置有一个与水平成3°夹角的收液槽，所述上板的正面下边缘、板面和上边缘处分别设置有一个凸槽，所述不锈钢线电极阵列由平行排列的不锈钢线电极构成，所述不锈钢线电极由悬吊线连接并支撑，所述悬吊线通过绝缘子固定在塔身上并绷紧，所述绝缘子下方设置有气流挡板；所述的电源及控制模块包括直流高压电源、断路器、微安表、控制器和设置在不锈钢网电极上方的风速传感器，所述直流高压电源的负极通过断路器与不锈钢线电极连接，正极接地，信号输出及反馈端与控制器连接，所述风速传感器的信号反馈端与控制器连接，所述微安表的负接线端同时与不锈钢线电极和不锈钢网电极连接，正接线端接地，信号反馈端与控制器连接；所述的热风吹扫装置包括正对绝缘子设置的离心风机和设置在离心风机出风口的电加热丝。
[0009]本发明的优选方案中，V型折流板、不锈钢线电极、不锈钢网电极相间设置，V型折流板阵列下边缘至不锈钢网电极的高度为20cnT25Cm，V型折流板阵列上板面和不锈钢线电极阵列构成与气流方向相反的线-板式电场装置，不锈钢线电极阵列和不锈钢网电极构成与气流方向一致的线-网式电场装置。
[0010]本发明的优选方案中，V型折流板表面经过亲水材料喷涂处理，使收集于板上的飘液可以形成液膜，防止其成滴状下落，造成出风二次带液。
[0011]本发明的优选方案中，不锈钢网电极设置于不锈钢线电极之上，正方型网孔边长大于3cm，防止液滴在网孔中形成液膜。线-网式电场在不增加风阻的情况下，有效增加收液效率，且不锈钢网电极可以有效保护不锈钢线电极。
[0012]本发明的优选方案中，控制器根据风速传感器反馈的信号调节直流高压电源的运行电压，确保静电收液装置高效且节能。
[0013]本发明的优选方案中，控制器在微安表反馈的电流超出设置正常值20%情况下，开启热风吹扫装置，将凝结于绝缘子上的液滴蒸发，防止“爬电”现象。绝缘子下方设置气流挡板，防止液滴溅射到绝缘子上。
[0014]有益效果:本发明与现有技术相比，具有以下优点:
1、现有冷却塔(热源塔等)均采用惯性收液装置，在逆流塔中，气流速度大，含液量高，传统惯性收液装置收液效率低，致使逆流塔飘液率大于0.1%，循环工质损失严重。现有静电收液装置一般采用线-管式或者线-式，其电场方向均与气流方向垂直，虽然气阻较小，但是高流速下的液滴在电场中停留时间极短，效率低。本装置同时利用惯性收液与静电收液，板-线-网式电极结构所形成的电场方向与气流方向平行，可直接改变液滴在气流方向的速度，收液效率大大增加。
[0015]2、本装置的V型折流板阵列下边缘至不锈钢网电极的高度为20cnT25Cm，与现有惯性收液装置尺寸相当，可实现直接替换，对现有逆流冷却塔(逆流热源塔、溶液除湿填料塔等)进行改造。
[0016]3、本发明装置的V型折流板表面经过亲水材料喷涂处理，使收集的液滴在板表面形成液膜，防止其成滴状下落造成出风二次带液，而传统静电收液的电极均无亲水处理，易造成二次带液。
[0017]4、本发明装置设置的气流挡板和吹扫装置可保证系统在恶劣工况下也可连续可靠运行，吹扫装置的启停依靠反馈电流实现，在不增加系统负责度的基础上实现了自动控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明的系统原理图。
[0019]图2是本发明的结构图。
[0020]图3是本发明在逆流塔中安装的局部正视图。
[0021]图4是本发明在逆流塔中安装的侧视图。
[0022]图中有:V型折流板1、不锈钢线电极2、不锈钢网电极3、绝缘子4、悬吊线5、气流挡板6、塔身7、布液装置8、轴流风机9、填料10、进风口 11、集液池12、凸槽13、收液槽14、高压直流电源15、断路器16、控制器17、离心风机18、电加热丝19、微安表20、风速传感器21。
[0023]
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例和说明书附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
[0025]本发明的一种适用于高风速高含液量气流的静电收液装置，系统原理图如图1所示，包括板-线-网式电极装置、电源及控制模块、热风吹扫装置。如图2所示，板-线-网式电极装置包括V型折流板1、不锈钢线电极2、不锈钢网电极3、绝缘子4、悬吊线5，V型折流板I的结构又包括凸槽13、收液槽14。如图1所示，电源及控制模块包括高压直流电源15、断路器16、控制器17、微安表20 ;热风吹扫装置包括离心风机18、电加热丝19、风速传感器21。
[0026]本发明的具体连接方法如下。
[0027]如图2所示，V型折流板I相互平行排列，每块V型折流板I下边缘的左右两边均设置有一个与水平成3°夹角的收液槽14，V型折流板I自折角处至上边缘依次设置有三个凸槽13，V型折流板I表面喷涂有亲水材料。V型折流板I上方依次设置不锈钢线电极2、不锈钢网电极3。悬吊线5横跨所有不锈钢线电极2，起支撑并连接不锈钢线电极2的作用。如图3、4所示，绝缘子4将悬吊线5及不锈钢线电极2固定在塔身上并将不锈钢线电极2绷紧。气流挡板6安装于绝缘子4下方。
[0028]如图1所示，直流高压电源15正极接地，负极串联断路器16后连接不锈钢线电极
2。V型折流板I与不锈钢网电极3并联后与微安表20串联，微安表20接地。风速传感器21与微安表20的反馈信号作为控制器17的输入信号，用以直流高压电源15的电压和离心风机18、电加热丝19的启停。
[0029]本发明在逆流塔中的安装如图3、4所示，逆流塔由塔身7、布液装置8、轴流风机9、填料10、进风口 11、集液槽12组成，本发明安装在逆流热源塔(逆流冷却塔、溶液除湿填料塔等)中的布液装置8与轴流风机9之间。逆流塔运行时，含液空气进入平行设置的V型折流板I所形成的流道，通过连续改变气流方向，使得直径较大的液滴被初步收集，位于V型折流板I折角处的凸槽可以有效增强惯性收液作用。收集的液体在表面经过亲水处理的极板上形成水膜，依靠重力流入收液槽14中，3°坡度的收液槽14将液体输送到塔身7侧面，流入逆流塔的集液池12。亲水表面可以使收集的液滴形成水膜，防止其成滴状下落，被气流带走形成二次飘液。含液气流通过V型折流板I所形成的流道后，进入V型折流板I上板面和不锈钢线电极2形成的线-板式电场，此时气流还含有一定量的液滴。安装前事先对逆流塔的风速及出口飘液量进行标定，控制器根据逆流塔轴流风机9的运行电流，计算出对应工况的飘液量及所需电压。高压直流电源15开始给不锈钢线电极2施加一个15kf 25kv的负电压，在不锈钢线电极2与V型折流板I (接地)上板面间形成与气流方向相反的电场，在不锈钢线电极2和不锈钢网电极3 (接地)间形成与气流方向一致的电场。不锈钢线电极2直径在1.2mnT2_之间，曲率半径大，周围电场强度极高，此区域内的自由电子在强电场的作用下能被加速到很高的速度，当它们与气体分子发生碰撞时，其能量足以使气体分子释放出外层电子而电离为正离子和自由电子。电离出的新自由电子接着又被加速到再次碰撞电离所需的速度，又会进一歩引起气体分子的碰撞电离。这一过程多次重复，以致在电晕极附近的空间内产生大量的电子及正离子，形成电子雪崩过程。电子在向接地极移动的过程中，被负极性较强的分子(如02，H20等)吸附形成负离子。而负离子再次附着于液滴上使其带电，进而在电场中实现定向移动。垂直于气流方向的电场力直接使液滴速度逐渐降低，在到达不锈钢线电极2前速度降为零并开始反向加速运动，最终在V型折流板I的上板面放电并被捕集。电子射流时所形成的离子风与来流液滴速度方向相反，亦可以起到加强捕集的效果。少数速度较大，粒径较小的液滴在经过不锈钢线电极2时速度仍未减小到零，则进入与气流方向一致的线-网式电场，在电场中被加速并撞击到不锈钢网电极3上实现捕集。不锈钢网电极3的正方型网孔边长大于3cm，防止液滴在网孔中形成液膜。线-网式电场在不增加风阻的情况下，有效增加收液效率，且不锈钢网电极3可以有效保护不锈钢线电极2。
[0030]绝缘子4下方设置的气流挡板6可以有效地防止液滴溅射污染绝缘子4。考虑到逆流热源塔在冬季运行时，绝缘子4与外界接触，温度较低，有液滴凝结在绝缘子4上，使绝缘子4失去绝缘效果，造成“爬电”现象。为了实现本发明装置的可靠运行，设置了热风吹扫装置。当绝缘子4上有大量液滴凝结时，绝缘性能下降，装置运行电流显著升高，控制器17在检测到微安表20反馈的电流信息高于设定值时，启动离心风机18，送风经过电加热丝19加热到一定温度后，对绝缘子4进行吹扫，使凝结于绝缘子4上的液滴迅速蒸发。微安表20反馈的电流小于安全值之后，停止吹扫。吹扫装置仅在恶劣工况下，有大量液滴凝结到绝缘子4上时才开始运行，正常工况下无需启动。
[0031]上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种适用于高风速高含液量气流的静电收液装置，其特征在于，该装置包括板-线-网式电极装置、电源及控制模块、热风吹扫装置，所述板-线-网式电极装置包括从下至上依次间隔设置的乂型折流板阵列、不锈钢线电极阵列、不锈钢网电极(3),所述的乂型折流板阵列由平行排列的V型折流板(1)构成，每块V型折流板(1)均由上板和下板构成，所述下板的下边缘正反两侧均设置有一个与水平成3。夹角的收液槽(14),所述上板的正面下边缘、板面和上边缘处分别设置有一个凸槽(13),所述不锈钢线电极阵列由平行排列的不锈钢线电极(2)构成，所述不锈钢线电极(2)由悬吊线(5)连接并支撑，所述悬吊线(5)通过绝缘子(4)固定在塔身上并绷紧，所述绝缘子(4)下方设置有气流挡板(6)； 所述的电源及控制模块包括直流高压电源(巧)、断路器(化)、微安表(20^控制器(17)和设置在不锈钢网电极(3)上方的风速传感器(21),所述直流高压电源(15)的负极通过断路器(16)与不锈钢线电极(2)连接，正极接地，信号输出及反馈端与控制器(17)连接，所述风速传感器(21)的信号反馈端与控制器(17)连接，所述微安表(20)的负接线端同时与不锈钢线电极(2)和不锈钢网电极(3)连接，正接线端接地，信号反馈端与控制器(17)连接； 所述的热风吹扫装置包括正对绝缘子(4)设置的离心风机(18)和设置在所述离心风机(18)出风口的电加热丝(…)。
2.根据权利要求1所述的适用于高风速高含液量气流的静电收液装置，其特征在于，所述V型折流板阵列下边缘至不锈钢网电极(3)的高度为20(^15(^, V型折流板阵列上板面和不锈钢线电极阵列构成与气流方向相反的线-板式电场装置，不锈钢线电极阵列和不锈钢网电极(3)构成与气流方向一致的线-网式电场装置。
3.根据权利要求1或2所述的适用于高风速高含液量气流的静电收液装置，其特征在于，所述卩型折流板(1)的表面经过亲水材料喷涂处理。
4.根据权利要求1所述的适用于高风速高含液量气流的静电收液装置，其特征在于，所述控制器(17)在微安表(20)反馈的电流超出设置正常值20%情况下，开启热风吹扫装置。
【文档编号】B03C3/017GK104307632SQ201410628035
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】梁彩华, 徐洁月, 黄世芳, 张小松 申请人:东南大学