專利名稱：濕式靜電除塵器系統(tǒng)部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕式靜電除塵器系統(tǒng)(WESPs)中的耐腐蝕、耐溫并且耐電火花的導(dǎo)電部件的使用。具體地，本發(fā)明是針對用于制作濕式靜電除塵器系統(tǒng)部件的新型導(dǎo)電復(fù)合材料的使用。
背景技術(shù)：
濕式靜電除塵器多年來已被用于通過靜電手段從水飽和的空氣及其他氣體中去除灰塵、酸霧及其他微粒。在WESP中，裝載微粒和/或霧的水飽和的空氣流入除塵器的在放電極與集電極之間的區(qū)域，微粒和/或霧在該處通過從高壓放電極發(fā)射的電暈而被充電。 隨著水飽和的氣體在該WESP內(nèi)進一步流動，帶電的微粒物質(zhì)和/或霧被靜電吸引到接地的收集板或集電極上，微粒物質(zhì)和/或霧在該處被收集。通過灌溉水膜和周期性的沖洗將所聚集的物質(zhì)連續(xù)地洗刷掉。此類系統(tǒng)用于從自各種工業(yè)源排出的氣流中去除污染物，各種工業(yè)源諸如為焚化爐、木制品制造業(yè)、煉焦?fàn)t、玻璃熔化爐、有色金屬冶煉廠、燃煤發(fā)電廠、林業(yè)產(chǎn)品設(shè)備、食品烘干廠和石油化工廠。傳統(tǒng)地，靜電除塵器的暴露于加工氣流的收集表面及其他部分已經(jīng)由碳鋼、不銹鋼、耐腐蝕且耐溫的合金、鉛和玻璃纖維增強塑料制成。然而，這類材料趨于隨著時間的流逝(尤其是在惡劣環(huán)境下使用除塵器時)而發(fā)生腐蝕和/或退化。碳鋼和不銹鋼趨于在惡劣的酸性條件下發(fā)生腐蝕或侵蝕。增強塑料趨于由于惡劣的腐蝕條件和火花區(qū)域中的局部性高溫而發(fā)生侵蝕和/或剝離。因此，需要制造在濕式靜電除塵器內(nèi)暴露于氣流的部件，它們不僅在惡劣的工業(yè)環(huán)境下耐腐蝕，而且還導(dǎo)電并且經(jīng)受得起由于電火花和電弧所產(chǎn)生的局部性高溫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明牽涉到提供一種用在濕式靜電除塵器系統(tǒng)中的耐腐蝕并且散溫散熱的部件。更具體地，本發(fā)明提供了用于制造如在濕式靜電除塵器系統(tǒng)中找到的部件的導(dǎo)電的、耐腐蝕并且耐電火花的復(fù)合材料。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種供在濕式靜電除塵器系統(tǒng)中的部件的制造使用的新型導(dǎo)電、耐腐蝕并且具有良好散熱性的耐溫復(fù)合材料，其中所述部件與加工氣流直接接觸。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種供濕式靜電除塵器系統(tǒng)使用的新型收集表面，所述收集表面由導(dǎo)電的、耐腐蝕并且耐溫的復(fù)合材料制成，該材料具有良好的散熱性能以免在典型的電火花/電弧條件下發(fā)生退化。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種供濕式靜電除塵器系統(tǒng)使用的收集管，所述收集管由導(dǎo)電的、耐腐蝕并且耐溫的、耐電火花/電弧的復(fù)合材料制成。優(yōu)選地，所述收集管在所述系統(tǒng)內(nèi)形成為一束。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供了一種濕式靜電除塵器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括由導(dǎo)電的、耐腐蝕并且耐溫的、耐電火花/電弧的復(fù)合材料制成的至少一個部件。


在下文中參考附圖提供對優(yōu)選實施例的詳細說明，在附圖中 圖1和圖2是SonicKleen 濕式靜電除塵器系統(tǒng)的透視圖。在各圖中，借助于實例對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了圖示。應(yīng)當(dāng)明確理解的是，說明和各圖僅是為了圖示并為輔助于理解，而非意在作為對本發(fā)明的限制的界定。具體地，靜電除塵器可以具有任何期望的定向、構(gòu)造或類型，包括向上流動、水平流動、向下流動、管型或板型。
具體實施例方式此處所采用的導(dǎo)電復(fù)合材料是一種針對包括干燥和飽和霧環(huán)境的具有升高溫度的高度腐蝕性操作條件而設(shè)計的導(dǎo)電復(fù)合材料。該復(fù)合材料是針對包括濕式靜電除塵在內(nèi)的經(jīng)受電暈電壓飛弧、電火花、侵蝕、腐蝕以及電弧的應(yīng)用而開發(fā)的碳化玻璃纖維與熱固性樹脂的混合物。具體而言，該復(fù)合材料包括碳化玻璃纖維并且在熱固性樹脂之內(nèi)，其中極強壯的分子構(gòu)建塊形成彼此結(jié)合的完全交聯(lián)結(jié)構(gòu)(cross-linked structure)并且形成為互連。合成網(wǎng)(resultant network)已被證實經(jīng)受得起在靜電除塵器的管中發(fā)生電暈之后的高壓電流，獲得電壓飛弧而不會將導(dǎo)電的混合復(fù)合材料點蝕。在高達500至1000毫安下的大約60 至95KV電壓下持續(xù)大約1毫秒的時間可以產(chǎn)生這種火花電阻和電弧放電。該復(fù)合材料還經(jīng)受得起持續(xù)長達4至5秒時間的持續(xù)弧。這些性能對于將腐蝕最小化和限制高強度發(fā)熱， 并且對于防止對導(dǎo)電的混合復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)變化、機械變化或者化學(xué)變化而言是高度期望的。被編織成無縫雙軸材料套筒的碳化纖維產(chǎn)生致密網(wǎng)，該致密網(wǎng)在熱固性樹脂內(nèi)賦予導(dǎo)電性和熱分散性。強壯的分子構(gòu)建塊形成彼此結(jié)合的完全交聯(lián)結(jié)構(gòu)并且形成為互連，產(chǎn)生三維網(wǎng)絡(luò)，被縫合通過層壓的厚度。碳化纖維被編織成無縫的雙軸和三軸材料。這種布置通過層壓賦予極好的導(dǎo)電性和優(yōu)良的熱分散性。除了導(dǎo)電特性和極好的耐腐蝕性能之外，導(dǎo)電的混合復(fù)合材料還提供更多的優(yōu)點作為構(gòu)建材料，由于碳化玻璃纖維的輕質(zhì)和高強質(zhì)量而使靜載重量降低一半或更多，其導(dǎo)致尤其有益于在由不銹鋼乃至更高級別的鈦制成的管束安裝之前的經(jīng)濟效益?？梢酝ㄟ^編織、縫合、經(jīng)由利用頻率的振動進行對準(zhǔn)來制備該復(fù)合材料，同時可以通過已知為真空浸漬、拉擠成型、細絲纏繞以及高壓處理的現(xiàn)有技術(shù)工藝使該材料形成為管和片的形狀。通過對不能經(jīng)受得起高達100，000伏特下的電暈電壓飛弧和電弧的現(xiàn)有技術(shù)的熱固性樹脂和碳化玻璃纖維復(fù)合物進行改進，該導(dǎo)電復(fù)合材料克服了在高度腐蝕性環(huán)境、 飽和霧以及升高溫度下?lián)p害不銹鋼、合金、鈦的腐蝕問題。在于2007年1月26日提交的共同未決美國臨時專利申請No. 60/886，718和以Crawford Dewar名義提交的美國專利申請No. 12/136，362中描述了適于用在該應(yīng)用中的導(dǎo)電的混合復(fù)合材料，上述申請的公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。
在一個實施例中，本發(fā)明的復(fù)合材料特別適用于在濕式靜電除塵器中使用的集電極管的制造，該除塵器可以是圓柱形或六方形或板型的。一個這種類型的濕式靜電除塵器被稱作SonicKleen TOSP，其在圖1和圖2中示出。該除塵器在其中已并入了剛性桅桿電極技術(shù)，其將電離電暈集中在電極管內(nèi)的特定區(qū)域中而不是使它沿著整個長度分布。已經(jīng)意識到并且表明，在這種除塵器中使用本文所描述復(fù)合材料的集電極管增加了管的耐久性，這是因為它們比諸如不銹鋼、鉛、碳等傳統(tǒng)使用材料更不易于發(fā)生腐蝕和電火花/電弧損害。也已顯示出，該復(fù)合材料能比當(dāng)前使用的傳統(tǒng)材料經(jīng)受住在工業(yè)用氣凈化應(yīng)用中所典型遇到的更大且更惡劣的環(huán)境條件。本文所描述的復(fù)合材料可以用于制造在濕式靜電除塵器系統(tǒng)中使用的部件，該濕式靜電除塵器系統(tǒng)可用在各種應(yīng)用場合中，諸如但不限于化學(xué)焚化爐、紡織加工、紙漿和造紙、煉焦?fàn)t、生物質(zhì)燃料(hog fuel)鍋爐、藍霾減排、膠合板和刨花板或其他生物量干燥機、 玻璃熔化爐、氯化錫收集、氧化硫控制、飛灰控制、制藥工藝、洗滌劑干燥器、廢能發(fā)電、蒸餾酒和啤酒、磷爐排放、硅制造、發(fā)電廠排放、除氨、磷肥生產(chǎn)、磷酸生產(chǎn)、廢液焚燒爐、固體廢物焚燒爐、谷物干燥、硫酸廠、污泥灰化、回轉(zhuǎn)窯凈化、水泥廠、廢木料、酸霧、蒸汽壓縮有機物、金屬表面精整、油漆涂裝、化學(xué)點排放以及石油化工廠等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明的復(fù)合材料可以用于制造濕式靜電除塵器的任何部件，并且特別用于那些與加工氣流直接接觸的部件。本發(fā)明的復(fù)合材料可以在長時間周期內(nèi)在高溫OO(TF)下，并且在短時間周期內(nèi)在局部區(qū)域高達1200 °F下經(jīng)受住高達 100，000伏特下的電暈電壓飛弧和電弧。該材料即使在工業(yè)用氣凈化應(yīng)用中所遇到的惡劣環(huán)境下也是導(dǎo)電的、耐腐蝕并且耐溫的。公開概要
在本公開概要中，本發(fā)明提供了一種供制造濕式靜電除塵器的直接暴露于加工氣流的部件使用的新型混合導(dǎo)電復(fù)合材料?？梢栽诒景l(fā)明的范圍之內(nèi)進行修改。
權(quán)利要求
1.一種濕式靜電除塵器的部件，其由導(dǎo)電的、耐腐蝕并且耐電火花和/或耐溫的復(fù)合材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其被設(shè)計成與通過所述靜電除塵器的加工氣流直接接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的部件，所述部件是電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的部件，所述部件是收集管或收集表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的部件，所述部件是一束收集管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述復(fù)合材料包括在處于交聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱固性樹脂內(nèi)的碳化玻璃纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中，所述復(fù)合材料包括在熱固性樹脂內(nèi)被編織成無縫雙軸材料管的碳化纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及濕式靜電除塵器系統(tǒng)(WESPs)中的耐腐蝕、耐溫并且耐電火花的導(dǎo)電部件的使用。具體地，本發(fā)明是針對在制造濕式靜電除塵器系統(tǒng)部件中使用導(dǎo)電復(fù)合材料。
文檔編號B03C3/45GK102448614SQ201080022796
公開日2012年5月9日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者麥格拉思 P., A. 艾倫 R. 申請人:渦輪聲響公司