专利名称：湿式静电除尘器系统部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及湿式静电除尘器系统(WESPs)中的耐腐蚀、耐温并且耐电火花的导电部件的使用。具体地，本发明是针对用于制作湿式静电除尘器系统部件的新型导电复合材料的使用。
背景技术：
湿式静电除尘器多年来已被用于通过静电手段从水饱和的空气及其他气体中去除灰尘、酸雾及其他微粒。在WESP中，装载微粒和/或雾的水饱和的空气流入除尘器的在放电极与集电极之间的区域，微粒和/或雾在该处通过从高压放电极发射的电晕而被充电。 随着水饱和的气体在该WESP内进一步流动，带电的微粒物质和/或雾被静电吸引到接地的收集板或集电极上，微粒物质和/或雾在该处被收集。通过灌溉水膜和周期性的冲洗将所聚集的物质连续地洗刷掉。此类系统用于从自各种工业源排出的气流中去除污染物，各种工业源诸如为焚化炉、木制品制造业、炼焦炉、玻璃熔化炉、有色金属冶炼厂、燃煤发电厂、林业产品设备、食品烘干厂和石油化工厂。传统地，静电除尘器的暴露于加工气流的收集表面及其他部分已经由碳钢、不锈钢、耐腐蚀且耐温的合金、铅和玻璃纤维增强塑料制成。然而，这类材料趋于随着时间的流逝(尤其是在恶劣环境下使用除尘器时)而发生腐蚀和/或退化。碳钢和不锈钢趋于在恶劣的酸性条件下发生腐蚀或侵蚀。增强塑料趋于由于恶劣的腐蚀条件和火花区域中的局部性高温而发生侵蚀和/或剥离。因此，需要制造在湿式静电除尘器内暴露于气流的部件，它们不仅在恶劣的工业环境下耐腐蚀，而且还导电并且经受得起由于电火花和电弧所产生的局部性高温。
发明内容
本发明牵涉到提供一种用在湿式静电除尘器系统中的耐腐蚀并且散温散热的部件。更具体地，本发明提供了用于制造如在湿式静电除尘器系统中找到的部件的导电的、耐腐蚀并且耐电火花的复合材料。根据本发明的一个方面，提供了一种供在湿式静电除尘器系统中的部件的制造使用的新型导电、耐腐蚀并且具有良好散热性的耐温复合材料，其中所述部件与加工气流直接接触。根据本发明的另一个方面，提供了一种供湿式静电除尘器系统使用的新型收集表面，所述收集表面由导电的、耐腐蚀并且耐温的复合材料制成，该材料具有良好的散热性能以免在典型的电火花/电弧条件下发生退化。根据本发明的又一个方面，提供了一种供湿式静电除尘器系统使用的收集管，所述收集管由导电的、耐腐蚀并且耐温的、耐电火花/电弧的复合材料制成。优选地，所述收集管在所述系统内形成为一束。
根据本发明的再一个方面，提供了一种湿式静电除尘器系统，所述系统包括由导电的、耐腐蚀并且耐温的、耐电火花/电弧的复合材料制成的至少一个部件。
在下文中参考附图提供对优选实施例的详细说明，在附图中 图1和图2是SonicKleen 湿式静电除尘器系统的透视图。在各图中，借助于实例对本发明的优选实施例进行了图示。应当明确理解的是，说明和各图仅是为了图示并为辅助于理解，而非意在作为对本发明的限制的界定。具体地，静电除尘器可以具有任何期望的定向、构造或类型，包括向上流动、水平流动、向下流动、管型或板型。
具体实施例方式此处所采用的导电复合材料是一种针对包括干燥和饱和雾环境的具有升高温度的高度腐蚀性操作条件而设计的导电复合材料。该复合材料是针对包括湿式静电除尘在内的经受电晕电压飞弧、电火花、侵蚀、腐蚀以及电弧的应用而开发的碳化玻璃纤维与热固性树脂的混合物。具体而言，该复合材料包括碳化玻璃纤维并且在热固性树脂之内，其中极强壮的分子构建块形成彼此结合的完全交联结构(cross-linked structure)并且形成为互连。合成网(resultant network)已被证实经受得起在静电除尘器的管中发生电晕之后的高压电流，获得电压飞弧而不会将导电的混合复合材料点蚀。在高达500至1000毫安下的大约60 至95KV电压下持续大约1毫秒的时间可以产生这种火花电阻和电弧放电。该复合材料还经受得起持续长达4至5秒时间的持续弧。这些性能对于将腐蚀最小化和限制高强度发热， 并且对于防止对导电的混合复合材料的结构变化、机械变化或者化学变化而言是高度期望的。被编织成无缝双轴材料套筒的碳化纤维产生致密网，该致密网在热固性树脂内赋予导电性和热分散性。强壮的分子构建块形成彼此结合的完全交联结构并且形成为互连，产生三维网络，被缝合通过层压的厚度。碳化纤维被编织成无缝的双轴和三轴材料。这种布置通过层压赋予极好的导电性和优良的热分散性。除了导电特性和极好的耐腐蚀性能之外，导电的混合复合材料还提供更多的优点作为构建材料，由于碳化玻璃纤维的轻质和高强质量而使静载重量降低一半或更多，其导致尤其有益于在由不锈钢乃至更高级别的钛制成的管束安装之前的经济效益。可以通过编织、缝合、经由利用频率的振动进行对准来制备该复合材料，同时可以通过已知为真空浸渍、拉挤成型、细丝缠绕以及高压处理的现有技术工艺使该材料形成为管和片的形状。通过对不能经受得起高达100，000伏特下的电晕电压飞弧和电弧的现有技术的热固性树脂和碳化玻璃纤维复合物进行改进，该导电复合材料克服了在高度腐蚀性环境、 饱和雾以及升高温度下损害不锈钢、合金、钛的腐蚀问题。在于2007年1月26日提交的共同未决美国临时专利申请No. 60/886，718和以Crawford Dewar名义提交的美国专利申请No. 12/136，362中描述了适于用在该应用中的导电的混合复合材料，上述申请的公开内容以引用的方式并入本文。
在一个实施例中，本发明的复合材料特别适用于在湿式静电除尘器中使用的集电极管的制造，该除尘器可以是圆柱形或六方形或板型的。一个这种类型的湿式静电除尘器被称作SonicKleen TOSP，其在图1和图2中示出。该除尘器在其中已并入了刚性桅杆电极技术，其将电离电晕集中在电极管内的特定区域中而不是使它沿着整个长度分布。已经意识到并且表明，在这种除尘器中使用本文所描述复合材料的集电极管增加了管的耐久性，这是因为它们比诸如不锈钢、铅、碳等传统使用材料更不易于发生腐蚀和电火花/电弧损害。也已显示出，该复合材料能比当前使用的传统材料经受住在工业用气净化应用中所典型遇到的更大且更恶劣的环境条件。本文所描述的复合材料可以用于制造在湿式静电除尘器系统中使用的部件，该湿式静电除尘器系统可用在各种应用场合中，诸如但不限于化学焚化炉、纺织加工、纸浆和造纸、炼焦炉、生物质燃料(hog fuel)锅炉、蓝霾减排、胶合板和刨花板或其他生物量干燥机、 玻璃熔化炉、氯化锡收集、氧化硫控制、飞灰控制、制药工艺、洗涤剂干燥器、废能发电、蒸馏酒和啤酒、磷炉排放、硅制造、发电厂排放、除氨、磷肥生产、磷酸生产、废液焚烧炉、固体废物焚烧炉、谷物干燥、硫酸厂、污泥灰化、回转窑净化、水泥厂、废木料、酸雾、蒸汽压缩有机物、金属表面精整、油漆涂装、化学点排放以及石油化工厂等。本领域技术人员将理解，本发明的复合材料可以用于制造湿式静电除尘器的任何部件，并且特别用于那些与加工气流直接接触的部件。本发明的复合材料可以在长时间周期内在高温OO(TF)下，并且在短时间周期内在局部区域高达1200 °F下经受住高达 100，000伏特下的电晕电压飞弧和电弧。该材料即使在工业用气净化应用中所遇到的恶劣环境下也是导电的、耐腐蚀并且耐温的。公开概要
在本公开概要中，本发明提供了一种供制造湿式静电除尘器的直接暴露于加工气流的部件使用的新型混合导电复合材料。可以在本发明的范围之内进行修改。
权利要求
1.一种湿式静电除尘器的部件，其由导电的、耐腐蚀并且耐电火花和/或耐温的复合材料制成。
2.根据权利要求1所述的部件，其被设计成与通过所述静电除尘器的加工气流直接接触。
3.根据权利要求2所述的部件，所述部件是电极。
4.根据权利要求2所述的部件，所述部件是收集管或收集表面。
5.根据权利要求2所述的部件，所述部件是一束收集管。
6.根据权利要求1所述的部件，其中，所述复合材料包括在处于交联结构的热固性树脂内的碳化玻璃纤维。
7.根据权利要求1所述的部件，其中，所述复合材料包括在热固性树脂内被编织成无缝双轴材料管的碳化纤维。
全文摘要
本发明涉及湿式静电除尘器系统(WESPs)中的耐腐蚀、耐温并且耐电火花的导电部件的使用。具体地，本发明是针对在制造湿式静电除尘器系统部件中使用导电复合材料。
文档编号B03C3/45GK102448614SQ201080022796
公开日2012年5月9日 申请日期2010年3月16日 优先权日2009年3月24日
发明者麦格拉思 P., A. 艾伦 R. 申请人:涡轮声响公司