一种基于离子风与振弦栅耦合的除雾集水装置及方法与流程

本发明属于环境保护领域，更具体地，涉及一种基于离子风与振弦栅耦合的除雾集水装置及方法。

背景技术：

现代工业生产中会产生很多有害雾气，对环境造成了很大的污染；对一些干旱多雾的地区，雾水也是有效的水资源，所以如何收集雾水成为解决工业、环境问题的关键性问题。目前常用的除雾集水装置是惯性式除雾器、离心式除雾器和静电除雾器。

其中，惯性式除雾器是通过改变气流速度和气流方向，使气流中较大的雾滴由于自身惯性撞在壁面上，最后凝聚成液滴而被收集。但此种方法只适用于雾滴粒径较大的情况，收集效率不高。

离心式除雾器是利用离心力将气流中的雾滴除去。基本原理是气流随着叶片旋转产生离心力，雾滴被截留。这种装置除雾效率不稳定，当雾气量较大时，除雾集水效果不能保证，并且机械转动会产生噪声，功耗大。

静电除雾器是通过电晕放电使液滴荷电，通过外加电场驱使液滴向收集极运动，从而达到收集的目的。但液滴可能荷电不充分，电场力无法克服流畅拖拽力而被带出除雾器，效率低。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于离子风与振弦栅耦合的除雾技术装置及方法，旨在解决现有的除雾集水装置除雾集水效率较低的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种基于离子风与振弦栅耦合的除雾集水装置，包括：高压电极、地电极、振弦栅、负直流高压电源、气流通道、绝缘支柱和集水箱；

气流通道具有绝缘性；高压电极为悬挂式芒刺线型；高压电极与负直流高压电源连接；气流通道上设置有入风口，沿气流方向依次设置有振弦栅、地电极和高压电极，且地电极和高压电极间隔预设距离平行放置；集水箱位于振弦栅与地电极下方；

绝缘支柱用于悬挂高压电极，振弦栅的振弦丝在携带雾滴的气流带动下振动，使部分雾滴碰撞形成液滴流出；地电极与高压电极之间形成电场区域，产生与气流方向相反的离子风，使气流与离子风之间形成交汇面；负直流高压电源用于为高压电极提供可调节的电压，使交汇面位于地电极处，剩余雾滴在地电极上凝结为液滴流出；；集水箱用于收集从振弦栅和地电极流出的液滴；

其中，交汇面为离子风风速与气流风速相等的平面。

优选地，气流通道的入风口端为50cm变30cm的变径管。

优选地，气流通道的材质为亚克力板；

优选地，地电极和高压电极间的预设距离为4cm～12cm；

优选地，高压电极的芒刺线由尼龙螺钉固定，其依次绕在高压电极上边框和下边框的瓷管上，相邻芒刺线间的距离为2cm；尼龙螺钉和瓷套管固定芒刺线，避免在螺钉处放电，影响高压电极的放电效果；芒刺线的线间距为2cm，可以使高压电极线所产生的离子风强度最大。

优选地，绝缘支柱有2根，且没跟支柱包括4个12kv的绝缘子；

优选地，地电极为上宽下窄的梯形网孔结构，上边长为4mm，下边长为2mm，上边长和下边长的网线宽1mm～1.5mm，斜边宽为1mm～1.5mm；地电极网孔为上宽下窄结构，在地电极上凝结的液滴可以沿着斜边流下，不会堵塞网孔，影响除雾效率。

优选地，振弦栅边框为亚克力板材质，包括的振弦丝为0.1mm金刚丝。

另一方面，本发明提供了一种基于离子风与振弦栅耦合的除雾集水方法，包括：

在高压电极上施加起晕电压后，振弦栅的振弦丝振动，使部分雾滴截留后凝结成液滴被收集；

调节高压电极上的电压，使离子风的方向与气流方向相反，且交汇面位于地电极处，使地电极附近的局部湿度提高；

未被截留的雾滴在地电极上凝结成液滴被收集。

优选地，地电极和高压电极间的预设距离为4cm～12cm。地电极和高压电极的距离过小，容易击穿，气流速度比较大时，部分雾滴可以穿越电场区域，减小除雾效率；距离过大，产生离子风所需电压等级较高，提高技术成本。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：

(1)本发明提供的携带雾滴的气流通过入风口到达振弦栅，气流带动振弦栅上的振弦丝振动，大粒径的雾滴互相碰撞形成液滴，使其沿振弦丝流出；而剩余的小雾滴达到电场区域，通过控制高压电极的电压，将交汇面的位置控制在地电极处，地电极附近的局部湿度提高，在地电极上凝结为水滴状经过收水管收集至集水箱，从上述雾滴的流通可知，本发明经过了两次雾滴的收集，相比于传统的集水方式，本发明的除雾集水效率较高。

(2)本发明提供的地电极为上宽下窄的梯形网孔结构，所凝结的液滴会沿斜边流下，不会堵塞网孔，从而影响除雾效率。

附图说明

图1是实施例提供的基于离子风与振弦栅耦合的除雾集水装置结构示意图；

图2是实施例提供的芒刺线型高压电极结构示意图；

图3是实施例提供的地电极结构示意图；

图4是实施例提供的振弦栅示意图；

图5是实施例提供的除雾集水方法示意图；

标记说明：

1-高压电极；2-地电极；3-振弦栅；4-负直流高压电源；5-气流通道；6-收水管；7-集水箱；8-绝缘支柱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明提供了一种基于离子风与振弦栅耦合的除雾集水装置，包括：高压电极1、地电极2、振弦栅3、负直流高压电源4、气流通道5、绝缘支柱8和集水箱7；

气流通道5具有绝缘性；高压电极1为悬挂式芒刺线型；高压电极1与负直流高压电源4连接；气流通道5上设置有入风口，沿气流方向依次设置有振弦栅3、地电极2和高压电极1，且地电极2和高压电极1间隔预设距离平行放置；集水箱7位于振弦栅3与地电极2下方；

绝缘支柱8用于悬挂高压电极1，振弦栅3的振弦丝在携带雾滴的气流带动下振动，使部分雾滴碰撞形成液滴流出；地电极2与高压电极1之间形成电场区域，产生与气流方向相反的离子风，使气流与离子风之间形成交汇面；负直流高压电源4用于为高压电极1提供可调节的电压，使交汇面位于地电极2处，剩余雾滴在地电极2上凝结为液滴流出；；集水箱7用于收集从振弦栅3和地电极2流出的雾滴；

其中，交汇面为离子风风速与气流风速相等的平面。

优选地，气流通道5的入风口端为50cm变30cm的变径管。

优选地，气流通道5的材质为亚克力板；

优选地，地电极2和高压电极1间的预设距离为4cm～12cm；

优选地，高压电极1的芒刺线由尼龙螺钉固定，其依次绕在高压电极1上边框和下边框的瓷管上，相邻芒刺线间的距离为2cm；

优选地，绝缘支柱8有2根，且每根支柱包括4个12kv的绝缘子；

优选地，地电极2为上宽下窄的梯形网孔结构，上边长为4mm，下边长为2mm，上边长和下边长的网线宽1mm～1.5mm，斜边宽为1mm～1.5mm；

优选地，振弦栅3边框为亚克力板材质，包括的振弦丝为0.1mm金刚丝。

另一方面，本发明提供了一种基于离子风与振弦栅耦合的除雾集水方法，包括：

在高压电极1上施加起晕电压后，振弦栅3的振弦丝振动，使部分雾滴截留后凝结成液滴被收集；

调节高压电极1上的电压，使离子风的方向与气流方向相反，且交汇面位于地电极2处，使地电极附近的局部湿度提高；

未被截留的雾滴在地电极上凝结成液滴被收集。

优选地，地电极和高压电极间的预设距离为4cm～12cm。

实施例

图1是基于离子风与振弦栅耦合的除雾集水装置示意图，包括高压电极1、地电极2、振弦栅3、负直流高压电源4、气体通道5、收水管6和集水箱7；

气流通道5由亚克力板组成，端口为50cm变30cm的变径管，气流通道5设置有雾气入口的端口，气流先经过多层振弦栅3，再经过地电极2，与地电极距离4cm处设有平行放置的悬挂式芒刺线型高压电极；绝缘支柱8用于悬挂高压电极1，高压电极1与负直流高压电源4连接；

基本工作原理为：携带雾滴的气流通过入风口到达振弦栅3，气流带动振弦栅3上的振弦丝振动，使大粒径的雾滴互相碰撞形成液滴，使其沿振弦丝流出；剩余的小雾滴达到电场区域(高压电极1与地电极2之间形成电场区域)，高压电极1放电产生与气流方向相反的离子风，气流与离子风之间形成交汇面，通过控制高压电极1的电压，改变交汇面的位置，将交汇面的位置控制在地电极2处，地电极2附近的局部湿度提高，在地电极2上凝结为水滴状经过收水管6收集至集水箱7。

如图2所示，高压电极1的芒刺线由尼龙螺钉固定，依次绕在高压电极1的上边框和下边框的瓷管上，相邻芒刺线的距离为2cm；悬挂高压电极框的绝缘支柱8有2根，每根绝缘支柱由4个12kv绝缘子构成，固定在高压电极框的上边框，绝缘支柱8上端由电工木固定。

如图3所示，地电极2为上宽下窄的梯形网孔结构，上边长为4mm，下边长为2mm，上边长和下边长的网线宽为1mm～1.5mm，斜边宽为1mm～1.5mm；

如图4所示，振弦栅3边框为亚克力板材质，振弦丝为0.1mm金刚丝。

基于上述离子风与振弦栅耦合的除雾集水装置，实施例提供了除雾集水装置的除雾方法，具体包括：

(1)如图5所示，打开负直流高压电源4，先将电压调整至起晕电压，高压电极1发出微弱起晕声；

(2)雾滴由入风口通入气流通道5，雾滴先通过振弦栅3使振弦丝振动，截留大雾滴，雾滴在振弦丝上凝结成液滴，并且沿着振弦丝流下并将收集；

(3)未被截留的小粒径液滴随气流进入电场区域，有雾滴在微弱离子风作用下返回地电极2；

(4)适当提高电压，产生较强的离子风，离子风的方向与气流方向相反，在离子风与气流风速相等的平面为交汇面；

(5)调整电压等级，交汇面向地电极移动，使地电极2附近局部湿度提高，液滴凝结在地电极2上，由于特殊的地电极2结构，使凝结的液滴沿网线流入收水管6内，部分未被捕获的雾滴再次经过振弦栅3，被截留在振弦丝上。

综上所述，本发明提供的携带雾滴的气流通过入风口到达振弦栅3，气流带动振弦栅3上的振弦丝振动，大粒径的雾滴互相碰撞形成液滴，使其沿振弦丝流出；而剩余的小雾滴达到电场区域，通过控制高压电极1的电压，将交汇面的位置控制在地电极2处，地电极2附近的局部湿度提高，在地电极2上凝结为水滴状经过收水管收集至集水箱7，从上述雾滴的流通可知，本发明经过了两次雾滴的收集，相比于传统的集水方式，本发明的除雾集水效率较高。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。