[發明專利]一種用于循環水冷卻塔的靜電水霧回收系統

在審

• 申請號: 202011026990.8
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112129157A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 劉貴昌;王立達;孫文
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F28F25/00
• 分類號: F28F25/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本發明公開了一種用于循環水冷卻塔的靜電水霧回收系統包括收水筒、放電極、接地極，所述收水筒為無頂無底筒狀結構，所述收水筒底部為氣流入口端，所述放電極為金屬桿或金屬絲，放電極端部位于收水筒內部中心軸位置指向氣流入口端方向，接地極置于氣流入口端部外側并與收水筒之間電絕緣。將傳統碰撞理論與靜電收水理論相結合，利用高壓產生的靜電場，使氣體電離，產生電子崩或離子崩，霧滴荷電后被驅往壁面，碰撞后凝聚成水滴，發明一種新型的高壓靜電水霧收集裝置，結構簡單，重量輕，水汽收集率高，裝置運行穩定，投資與運行成本低，經濟性好。

技術領域

本發明涉及高壓靜電水霧回收領域，尤其涉及循環水冷卻塔上方水霧的回收。

背景技術

在石油化工、火力發電、造紙、冶金等領域，循環冷卻水系統普遍存在，冷卻塔是循環水系統中的重要裝置，通過水和空氣之間的換熱使循環水冷卻，實現冷卻水的循環使用。在這個過程中，由于水蒸發造成的流失約占整個補水量的80％；大量的濕空氣被排入大氣中，不僅導致水資源的浪費，而且造成很多環境問題。因此，冷卻塔水蒸氣的回收對節水、改善空氣質量有重要意義。目前，常規的方法是在冷卻塔上方安裝擋水器，如多層金屬網格，但只能阻攔小部分水汽流失，并且存在阻礙氣流通道、影響換熱等問題。而現已報導的靜電法收水均模仿靜電除塵裝置，即直接將金屬板等導體作為收水極板與電源輸出接地端連接，但該裝置在處理諸如水蒸氣等濕氣時存在工作電流密度大、運行不穩定、易斷電以及能耗高、收水率低等缺點；此外在長期運行中金屬筒和金屬電極材料容易發生腐蝕，并且由于金屬筒密度大易造成涼水塔承重超限等結構問題。

發明內容

針對循環水冷卻塔水蒸汽流失問題，將傳統碰撞理論與靜電收水理論相結合，利用高壓產生的靜電場，使氣體電離，產生電子崩或離子崩，霧滴荷電后被驅往壁面，碰撞后凝聚成水滴，發明一種新型的高壓靜電水霧收集裝置，結構簡單，重量輕，水汽收集率高，裝置運行穩定，投資與運行成本低，經濟性好。

本發明采用的技術方案是：一種靜電水霧收集系統，設置在涼水塔的頂端出口處。所述工作系統主要由高壓電源系統、收水系統、框架等輔助系統組成。所述收水系統包括收水筒，放電極(即放電電極)、接地極(即接地電極)；輔助系統包括框架和電絕緣部件；所述的收水系統結構特征在于：收水筒為兩端開口的非金屬筒體，與氣流方向平行放置。放電極為金屬桿或金屬絲等導體，置于筒體中心位置，指向接地極。接地極采用金屬網或金屬桿，金屬網與放電極垂直放置；當接地極為金屬桿時，放電極與接地極端部對置。如圖1。

進一步地，所述收水筒為無頂無底筒狀結構，所述收水筒底部為氣流入口端，所述放電極為金屬桿或金屬絲，放電極端部位于收水筒內部中心軸位置指向氣流入口端方向，接地極置于氣流入口端部外側并與收水筒之間電絕緣。

進一步，所述收水筒體為非金屬材料或金屬表面覆以非金屬材料。筒體也可采用金屬等導電材料，但此時筒體與接地極之間不能直接接觸。所述放電極的金屬桿或金屬絲表面采用防腐絕緣材料包覆，其端部為針狀；

進一步的，所述高壓源的供電范圍為1-200kV，直流電源和交流電源均可；直流電源輸出電壓可為正也可為負。

上述高壓靜電水收集系統，兩電極距離為1-50cm。在同一收水筒體內，可在不同高度處設置多個放電電極，形成多級收集效果。

上述高壓靜電水收集系統，金屬網接地極選擇不同目數。

上述高壓靜電水收集系統，利用絕緣筒體為霧滴提供充足的撞擊凝聚點，促進水霧的凝聚成大液滴被收集。并且有效隔絕兩電極的接觸，避免短路，穩定性高，運行電流小。

上述收水筒內壁縱軸方向上設條型凹槽可以使回收的水沿著凹槽流動，避免氣流過大時將回收的水重新吹起。

上述高壓靜電水收集系統，絕緣筒體的直徑和長度可根據具體工況選擇。

上述高壓靜電水收集系統，一個筒體即為一個小單元的收水裝置，呈蜂窩狀排列于水霧的通道中。