一种基于空心针电极的喷头式负离子发射枪的制作方法

本实用新型涉及一种基于空心针电极的喷头式负离子发射枪，将产生的负离子注入到含有粉体、颗粒或液滴的气体中，通过粉体、颗粒或液滴带电诱发静电凝并效应，提高粉尘、颗粒或液滴的捕集效率，属于环境保护、化工生产和机械加工等行业领域。

背景技术：

燃煤锅炉排烟、工业窑炉排烟、柴油机排烟等工业烟气中含有大量的粉尘，喷漆、涂装、焊接等行业排放的废气中含有粉尘、有机气溶胶和颗粒物，以及化工和电力行业冷却塔排放的水汽，严重的污染了人民赖以生存的大气环境，同时也造成大量的原料浪费，必须对这些排气加以治理，研发粉尘、颗粒物和液滴收集技术。

静电收集技术研发与应用有100多年的历史，其原理是用静电放电产生负离子，需要处理的气体通过静电放电区域时，负离子与气体中的粉尘、颗粒物或液滴通过碰撞或静电力等吸附在粉尘、颗粒物或液滴表面上，使粉尘、颗粒物或液滴带电(荷电)，然后带电的粉尘、颗粒物或液滴在电场力作用下沉积在收集极(例如板或筒)上，最后通过机械力、重力或液体冲洗等方式将粉尘、颗粒物或液滴收集下来，实现排气净化、原材料回收再利用。同时，带电的粉尘、颗粒物或液滴与不带电的粉尘、颗粒物或液滴之间，会产生静电吸引，从而使粉尘、颗粒物或液滴粒径增大，一是进一步增加带电效果，二是使重力效应增加，进而达到增加粉尘、颗粒物或液滴收集效果，尤其是对粒径小的粉尘、颗粒物或液滴的收集效果。

在目前研究应用的静电收集技术中，是被处理气体整体通过静电放电区域，使粉尘、颗粒物或液滴带上电荷，这样被处理气体自身性质(如温度、湿度、气体中物质的浓度等)将影响静电放电状态，以及被处理气体中腐蚀性物质会腐蚀电极，进而影响静电放电产生负离子数目，从而导致粉尘、颗粒物或液滴带上电荷数目少或不足，最终影响静电收集效率。再者，如果被处理气体流量很大，为了保证获得高的收集效率，就必须将静电收集器体积做的很大，由此导致静电收集器设备成本高，需要足够的占地面积，对有些生产过程不适合，如原料回收生产过程等。

技术实现要素：

本实用新型针对被处理含粉尘、颗粒物或液滴气体全部通过静电收集器，导致静电收集器体积大、气体成分影响静电放电产生负离子数量和静电放电电极腐蚀等问题，提出一种基于空心针电极的喷头式负离子发射枪，是利用阵列式多空心针电极系统产生静电放电，洁净的空气进入静电放电区域，空气中气体分子被电离形成负离子后从发射枪的出口排出后进入被处理的被处理含粉尘、颗粒物或液滴气体中，使粉尘、颗粒物或液滴带电、凝并、粒径变大，增加了粉尘、颗粒物或液滴收集过程中重力、自沉降或荷电的效果，提高了粉尘、颗粒物或液滴收集效率。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于空心针电极的喷头式负离子发射枪，包括静电放电组件和布气组件。

所述的静电放电组件包括阵列式的空心针电极1、金属管2、布气腔6、绝缘子11。所述的布气腔6上均匀分布布气孔7，空心针电极1安装在布气孔7上；所述的金属管2为中空结构，其左端与布气腔6连通，右端通过绝缘子11同轴固定在绝缘腔体9内部，金属管右侧为气体入口4，用于通入清洁空气。

所述的布气组件包括绝缘腔体9、喷头12、金属环状低压电极8或金属网状低压电极10，中空金属管2内部为气体导流腔3。所述绝缘腔体9是由绝缘材料制成的筒状结构，喷头12是由绝缘材料制成的槽状结构，布气腔6设于槽状结构内部；所述喷头12两侧均开设通孔，右侧开孔处与绝缘腔体9连通，左侧开孔处粘接一个绝缘环板，在绝缘环板内口连接一段导流管13。所述金属环状低压电极8安装在喷头12左侧开口处内壁上。所述金属网状低压电极10放置于导流管13上。

另外，所述的布气组件可以仅包括绝缘腔体9和喷头12，此时，阵列式的空心针电极系统是孤立的多针电极系统。

所述的金属管2与高压电源的输出端连接，金属环状低压电极8与高压电源的低压端连接后再与地电极连接，采用负直流高压电源给阵列式的多针空心电极1供电，调整电源输出电压使空心针电极1周围产生静电放电。

洁净空气从气体入口4导入气体导流腔3，再从布气腔6上均匀分布的空心针电极1导入静电放电区域，喷头12结构使通过布气腔6周围气隙的空气形成涡流驱使空气进入静电放电区域，产生含负离子气体，经导流管13导出。空气中气体分子被电离形成负离子后从发射枪的出口排除后进入被处理含粉尘、颗粒物或液滴气体中，使粉尘、颗粒物或液滴带电、凝并、粒径变大，增加了粉尘、颗粒物或液滴收集过程中重力、自沉降或荷电的效果，提高了粉尘、颗粒物或液滴收集效率。

进一步的，所述的阵列式的空心针电极系统是孤立的多针电极系统，或者是多针-金属环电极系统，或者多针-金属网电极系统，多空心针电极是静电放电的发生极，与其相对应的无穷远或者金属环电极或者金属网电极是低压电极。

进一步的，所述空心针电极1安装在布气腔6上，相邻空心针-空心针电极间距为10mm-100mm，空心针的长度5mm-100mm，空心针的内径1-5mm、外径2-10mm。

一种基于空心针电极的喷头式负离子发射枪的应用，具体为：用于处理含粉尘、颗粒物或液滴的待处理气体时，将所述喷头式负离子发射枪14安装在设备17上，设备17内部流经被处理气体。调整清洁空气流量使喷头式负离子发射枪产生的含负离子气体在发射枪出口15的压强大于被处理气体进入设备17内的压强，或者调整负离子发射枪气体流动方向16，确保被处理气体不进入喷头式负离子发射枪14内部。

进一步的，所述设备17包括管路通道、处理塔等。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的喷头式负离子发射枪直接对准需要被处理的气体，使气体中粉尘、颗粒物或液滴带电，产生粉尘、颗粒物或液滴发生凝并、尺寸变大的效果，提高粉尘、颗粒物或液滴的收集效率，优点是结构简单，尺寸小，负离子产生效率高，电极腐蚀小。

附图说明

图1为一种基于空心针电极的喷头式负离子发射枪结构示意图(阵列式的空心针电极系统是多针-金属环电极系统)；

图2为一种基于空心针电极的喷头式负离子发射枪结构示意图(阵列式的空心针电极系统是多针-金属网电极系统)；

图3为喷头式负离子发射枪与被处理气体装置配置示意图；

图中：1空心针电极；2金属管；3气体导流腔；4气体入口；5气体出口；6布气腔；7布气孔；8金属环状低压电极；9绝缘腔体；10金属网状低压电极；11绝缘子；12喷头；13导流管；14喷头式负离子发射枪；15喷头式负离子发射枪出口；16喷头式负离子发射枪气体流动方向；17设备；18被处理气体流动方向。

具体实施方式

下文参照附图说明本实用新型的一个实施例。

图1、图2为一种基于空心针电极的喷头式负离子发射枪结构示意图。

喷头式负离子发射枪14是由静电放电组件和布气组件构成。

所述静电放电组件是由空心针电极1、金属管2和绝缘子11组成。布气腔6上均匀分布布气孔7，空心针电极1安装在布气孔7上；金属管2左端与布气腔6连通，右端通过绝缘子11同轴固定在绝缘腔体9内部。其中，空心针电极长度10mm、内径2mm、外径4mm、相邻针间距15mm，分布在布气腔6左侧区域80mm范围内，布气腔6直径100mm、腔体厚度10mm、布气孔7直径3mm，金属管2由外径20mm、厚度1mm、长200mm的不锈钢管制成，绝缘子11内径15mm、外径25mm。

所述布气组件包括气体导流腔3、布气腔6、绝缘腔体9、金属环状低压电极8和喷头12。所述中空金属管2内部为气体导流腔3，喷头12是由直径150mm、厚度50mm制成一个槽状结构，槽底部开成直径45mm的孔用于连接气体绝缘腔体9，槽内径130mm、厚度10mm，槽开口处粘接一个内径100mm、外径150mm、厚度5mm聚乙烯环板；并在槽上端口处安放一个外径130mm、线径5mm的铜环，作为金属环状低压电极8；绝缘腔体9的另一端用聚乙烯板同轴密封安装绝缘子11。

将制作好的喷头式负离子发射枪14中金属管2与高压电源的输出端连接，金属环状低压电极8与高压电源的低压端连接后再与地电极连接。

以上所述实施例仅表达本实用新型的实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。