專利名稱：靜電分離方法以及靜電分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用靜電力分離煤灰中包含的未燃燒炭灰的靜電分離方法以及 靜電分離裝置。具體地說，涉及例如使用煤的火力發(fā)電站的鍋爐等發(fā)生的煤灰中包含的灰 分的分離的靜電分離方法以及靜電分離裝置。
背景技術(shù)：
在例如使用煤的火力發(fā)電站的鍋爐等發(fā)生的煤灰中包含約20%以上的未燃 燒的碳，分離、回收這種未燃燒的碳作為能源使用的研究正在進(jìn)行，已經(jīng)有各 種方案提出。例如WO2002/076620號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)記載有粒子的靜電分離方法和 靜電分離裝置以及制造系統(tǒng)，提出了利用靜電力將導(dǎo)電性成分與絕緣性成分混 合的粉末原料分離為各成分的靜電分離裝置。該專利文獻(xiàn)1的圖5 (參照本申請(qǐng)的圖1 )例示了已有的靜電分離裝置的 一個(gè)例子，其結(jié)構(gòu)是，電極上下配置，底面電極l配置具有通氣性的氣體分散 板電極(疊層燒結(jié)的多孔電極)，為了粉末的流動(dòng)，由設(shè)置于其底面電極l的 下側(cè)的風(fēng)箱6鼓入空氣。又記載了如下所述的進(jìn)行靜電分離的方法，即在上面電極2上配置能夠通 過粒子的具有多個(gè)開口部的大致為平板狀的網(wǎng)狀電極，而且安裝能夠使整個(gè)裝置振動(dòng)的振動(dòng)機(jī)或敲擊器5 。而且在上下電極之間施加直流高壓電壓，將導(dǎo)電 性粒子(未燃燒成分)與絕緣性粒子(灰分)混合的粉末原料(未燃燒成分的 濃度=導(dǎo)電性粒子重量比2 5 %)投入靜電分離帶3 ， 一邊使裝置振動(dòng)一邊進(jìn) 行靜電分離的方法。但是該專利文獻(xiàn)1記載的方法中，導(dǎo)電性成分與絕緣性成分混合的粉末原 料的未燃燒成分的濃度高達(dá)15 30%的情況下，靜電分離帶3的空氣的導(dǎo)電性 成分的濃度變高是不可避免的，絕緣性下降，發(fā)生火花導(dǎo)致分離性能下降是一 個(gè)問題。專利文獻(xiàn)1: WO2002/076620號(hào)公報(bào) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決了上述已有技術(shù)的存在問題，本發(fā)明課題提供在燃燒煤的火力 發(fā)電站的鍋爐發(fā)生的，煤灰的未燃燒成分的濃度高達(dá)15 30%的情況下也能夠 不發(fā)生火花地穩(wěn)定地進(jìn)行灰的分離(高未燃燒成分的灰和低未燃燒成分的灰的 分離)，能夠?qū)⒏呶慈紵煞值幕易鳛槿剂显倮?，將低未燃燒成分的灰作?例如混凝土輔助材料再利用的靜電分離方法和靜電分離裝置。本發(fā)明是為解決上述課題銳意進(jìn)行研究的結(jié)果，作為其要旨，是在權(quán)利要 求書中記載的如下所述內(nèi)容。(1) 一種利用靜電力分離煤灰中包含的未燃燒炭灰的靜電分離方法，其特 征在于，設(shè)置下面電極和上面電極，在所述下面電極與上面電極之間的電壓施 加電路中有高介電體(Dielectric)樹脂部，在所述下面電極與上面電極之間 使直流電場(chǎng)產(chǎn)生，以此分離煤灰中的未燃燒炭灰。(2) 根據(jù)(1)中記載的利用靜電力分離煤灰中包含的未燃燒炭灰的靜電 分離方法，其特征在于，在該方法中，設(shè)置下面電極和具有高介電體樹脂部的 上面電極，在所述下面電極與上面電極之間使直流電場(chǎng)產(chǎn)生，以此分離煤灰中 的未燃燒炭灰。(3) 根據(jù)(1)或(2)記載的靜電分離方法，其特征在于，所述上面電極采 用具有棒狀的高介電體樹脂部的網(wǎng)狀電極。(4) 根據(jù)(1)或(2)或(3)記載的靜電分離方法，其特征在于，所述 上面電極采用用高介電體樹脂的平板電極。(5) 根據(jù)(1) (4)中的任一項(xiàng)所述的靜電分離方法，其特征在于，具備去 除所述上面電極上附著的粉末的去除手段。(6) —種利用靜電力分離煤灰中包含的未燃燒炭灰的靜電分離裝置，其特 征在于，設(shè)置下面電極和與該下面電極保持規(guī)定的間隔設(shè)置于其上側(cè)的上面電 極，在所述下面電極與所述上面電極之間的電壓施加電路的中途設(shè)置高介電體 樹脂部。(7) 根據(jù)(6)所述的靜電分離裝置，其特征在于，在利用靜電力分離煤 灰中包含的未燃燒炭灰的靜電分離裝置中，設(shè)置下面電極和與該下面電極保持 規(guī)定的間隔設(shè)置于其上側(cè)的上面電極，在該上面電極上設(shè)置高介電體樹脂部， 具備連接于所述下面電極和上面電極中的至少一方的直流電源，在下面電極與上面電極之間施加電壓。(8) 根據(jù)(6)或(7)記載的靜電分離裝置，其特征在于，所述上面電極采用具有用高介電體的樹脂制造的樹脂棒電極和煤灰能夠通過的多個(gè)開口部的 網(wǎng)狀電極。(9) 根據(jù)(6) (8)中的任一項(xiàng)所述的靜電分離裝置，其特征在于，所 述上面電極采用用高介電體樹脂制造的平板電極。(10) 根據(jù)(6) (9)中的任一項(xiàng)所述的靜電分離裝置，其特征在于， 作為去除附著于所述上面電極上的附著粉末的手段，形成能夠用空氣去除粉末 的結(jié)構(gòu)。(11) 根據(jù)(6) (10)中的任一項(xiàng)所述的靜電分離裝置，其特征在于，作為 去除附著于所述上面電極上的附著粉末的手段，在電極上形成振動(dòng)手段或沖擊 手段。(12) 根據(jù)(6) (11)中的任一項(xiàng)所述的靜電分離裝置，其特征在于， 在所述下面電極以及/或所述上面電極與直流電源之間的饋電線的中途，裝入用 金屬端子夾著樹脂棒或樹脂板的結(jié)構(gòu)的裝置。如果采用本發(fā)明，則能夠提供即使是在燃燒煤的火力發(fā)電站的鍋爐發(fā)生的， 煤灰的未燃燒成分的濃度高達(dá)15 30%的情況下，也能夠不發(fā)生火花地穩(wěn)定地 進(jìn)行灰的分離(高未燃燒成分的灰和低未燃燒成分的灰的分離)，能夠?qū)⒏呶?燃燒成分的灰作為燃料再利用，將低未燃燒成分的灰作為例如混凝土輔助材料 再利用的靜電分離方法和靜電分離裝置，能夠取得工業(yè)上有用的顯著的效果。


圖l例示己有的靜電分離裝置。圖2是說明已有的靜電分離裝置的火花發(fā)生機(jī)制的說明圖。 圖3是說明已有的靜電分離裝置的火花發(fā)生機(jī)制的說明圖。 圖4例示本發(fā)明的靜電裝置的使用樹脂棒電極的實(shí)施形態(tài)。 圖5例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用高介電體樹脂構(gòu)成的平板電極的實(shí) 施形態(tài)。圖6是防止本發(fā)明的靜電裝置的電流發(fā)生的機(jī)制的說明圖。 圖7例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極和空氣供給的實(shí)施形態(tài)1。 圖8例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極、空氣供給以及低介電 體的實(shí)施形態(tài)2。圖9例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極、空氣供給以及低介電 體的實(shí)施形態(tài)3。圖IO例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極、空氣供給以及低介電體的實(shí)施形態(tài)4。圖ll例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極、空氣供給以及環(huán)狀砝碼的實(shí)施形態(tài)5。圖12例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極和中間插入用樹脂棒電 極的實(shí)施形態(tài)6。圖13例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極和中間插入用樹脂棒電 極的實(shí)施形態(tài)7。圖14例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用中間插入用樹脂棒電極的實(shí)施形態(tài)8。 圖15例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用中間插入用樹脂棒電極的實(shí)施形態(tài)9。 圖16表示進(jìn)行批(batch)處理的本發(fā)明的靜電分離裝置的實(shí)施例。 圖17表示進(jìn)行有樹脂棒電極8的情況下的連續(xù)處理的本發(fā)明的靜電分離裝 置的實(shí)施例。圖18表示進(jìn)行沒有樹脂棒電極8的情況下的連續(xù)處理的本發(fā)明的靜電分離 裝置的實(shí)施例。 '具體實(shí)施方式
下面參照附圖2 圖17對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)說明。 本發(fā)明人對(duì)使用煤的鍋爐發(fā)生的煤灰中包含的未燃燒碳的濃度高達(dá)15 30%的情況下的灰分分離技術(shù)(分離為高未燃燒碳灰和低未燃燒碳灰的技術(shù))進(jìn)行銳意研究，下面以原料采用煤灰的前提進(jìn)行說明。 <用金屬網(wǎng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)〉為了確認(rèn)上述已有技術(shù)的存在問題，準(zhǔn)備了實(shí)際上與上述專利文獻(xiàn)1記載 的裝置結(jié)構(gòu)具有相同功能的小型裝置(平面面積W100mmXL200mm、上下電極 之間80mm)進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。而且為圖1所示的上面電極2的網(wǎng)狀電極準(zhǔn)備金屬 網(wǎng)電極(網(wǎng)眼15mm，單線直徑4Umm)，從直流高壓電源4對(duì)該金屬網(wǎng)電極 直接饋電，使用煤灰(未燃燒的炭濃度為15 30%)作為原料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn) 結(jié)果如下所示。實(shí)驗(yàn)金屬網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，判明了電壓在5KV以上，上下電極之 間個(gè)部分發(fā)生火花，分離性能下降。因此該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了使用金屬網(wǎng)電極的情況下，使用煤灰(未燃燒成分的濃 度為15 30%)進(jìn)行分離時(shí)發(fā)生火花。 <用樹脂網(wǎng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)〉接著，也作為對(duì)發(fā)生火花的對(duì)策，準(zhǔn)備使用作為絕緣體的高介電體樹脂的 網(wǎng)狀電極(以下稱為"樹脂網(wǎng)電極")代替金屬網(wǎng)電極，進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)。在這里，使用于網(wǎng)狀電極2的樹脂網(wǎng)電極(厚度3mm的平板上開數(shù)十個(gè)4) 10的孔的網(wǎng))，從直流高壓電源用饋電點(diǎn)的金屬端子進(jìn)行直接饋電時(shí)，由于是 高介電體樹脂，樹脂內(nèi)部發(fā)生偶極子，能夠?qū)⑴c饋電電位相同的電位均勻地施 加于樹脂網(wǎng)電極表面，利用該電位能夠進(jìn)行靜電分離，這是迄今為止重復(fù)各種 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，因此在這一次實(shí)驗(yàn)中使用。使用樹脂網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，判明了電壓在20KV以上，饋電點(diǎn)的金 屬端子與下面電極之間發(fā)生火花，分離性能下降。該實(shí)驗(yàn)還判明火花發(fā)生電壓比金屬網(wǎng)稍高，但是還是發(fā)生火花。從而，雖然電壓有高低，但是火花的發(fā)生與網(wǎng)狀電極2的材料無關(guān)，因此 接著發(fā)明人就考慮該火花的發(fā)生機(jī)制和如何防止火花的發(fā)生?！椿鸹òl(fā)生機(jī)制〉火花的發(fā)生機(jī)制，定性地說，是在電場(chǎng)強(qiáng)的部分發(fā)生電暈放電， 一邊使周 圍的空氣電離一邊發(fā)生電子的雪崩現(xiàn)象。其后的敘述省略，但結(jié)果是，形成等 離子體狀的細(xì)放電路(7卜y—^;流光)，上下電極之間形成電氣短路狀態(tài)， 由于從電源連續(xù)提供電子，從電源側(cè)看來流動(dòng)著急峻的電流。這種現(xiàn)象是形成 火花能夠看到的現(xiàn)象。又，在這里稍許作定量考慮。在這里，是金屬網(wǎng)電極的一個(gè)例子的研究結(jié) 果，通?？諝獾碾姇灧烹婇_始電場(chǎng)Ec (開始電離的電壓)為3KV/mm，金屬網(wǎng) 電極的單線直徑為(J)lmm (單線半徑r=0.5mm)，假設(shè)在金屬網(wǎng)電極上施加的 電壓為V、上下電極之間的空間間隙為G，則理論上可以導(dǎo)出下述理論公式。V = Ec r In (G/r) ...... (a)將該(a)式變形，求得電離開始的空間間隙G，得到下述公式。G = r exp (V/Ec/r) ...... (b)在該(b)式中代入r二0.5mm、 Ec = 3KV/mm、施加電壓V二5、 6、 7、 8KV， 求出電離開始空間間隙G，判明G二14、 27、 53、 103mm。也就是說，煤灰的未燃燒碳濃度越大，則靜電分離帶的絕緣性也越低，因 此即使上下電極之間的空間間隙G= 80mm，也由于空間間隙G在等價(jià)減小的方向上，因此在金屬網(wǎng)電極的情況下，可以認(rèn)為在6 7KV附近也會(huì)發(fā)生火花。而 且雖然從樹脂網(wǎng)電極的饋電點(diǎn)的金屬端子來的火花發(fā)生電壓稍微高，為20KV以 上，但是這是由于火花發(fā)生路徑部分迂回經(jīng)過樹脂網(wǎng)電極，因此可以認(rèn)為有空 間間隙等價(jià)變長(zhǎng)的效果。<關(guān)于火花發(fā)生的防止>只注意到金屬網(wǎng)電極時(shí)，為了防止火花的發(fā)生，只要加粗單線直徑即可。 例如在上述研究條件下選擇單線直徑為4)2mm (單線半徑r二lmm)，在施加電 壓V二8KV，電離開始空間間隙G可選擇為G=14mm,有效果是能夠理解的， 但是金屬網(wǎng)電極的重量變大，不僅需要強(qiáng)化安裝，而且市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品不能 夠應(yīng)對(duì)，也可能需要特別訂貨，因此費(fèi)用會(huì)增加，變得不經(jīng)濟(jì)。雖然是防止在這里發(fā)生火花的想法，但是考慮了防止電子雪崩現(xiàn)象 流光 的發(fā)生。其具體的對(duì)策，從直流高壓電源通過饋電點(diǎn)的金屬端子直接對(duì)金屬網(wǎng)電極(或樹脂網(wǎng)電極)進(jìn)行饋電被認(rèn)為是一個(gè)問題。而且，作為對(duì)策l，以防止 從電源急劇提供電子，而且電位有傳遞的必要的考慮為基礎(chǔ)，如圖4所示，設(shè) 想將高介電體樹脂構(gòu)成的樹脂棒電極8 (相當(dāng)于本發(fā)明的高介電體樹脂部，以下 稱為樹脂棒電極8)裝入網(wǎng)狀電極2 (金屬網(wǎng)電極或樹脂網(wǎng)電極)和從直流高壓 電源4來的饋電點(diǎn)的金屬端子7之間。這樣，即使是分離帶3中的未燃燒成分(C)濃度高達(dá)15 30%的情況下， 也通過防止從電源來的電子的急劇提供，能夠不導(dǎo)致灰分離性能下降地防止火 花發(fā)生。又，作為對(duì)策2設(shè)想取代網(wǎng)狀電極2，使用不具有如圖5所示那樣的網(wǎng)眼的 高介電體樹脂構(gòu)成的平板電極(相當(dāng)于本發(fā)明的高介電體樹脂部，以下稱為樹 脂板電極)2'。而且在實(shí)際試做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，即使是分離帶3中的未燃燒成分 (C)濃度高達(dá)15 30%的情況下，也通過防止從電源來的電子的急劇提供，能 夠不導(dǎo)致灰分離性能下降地防止火花的發(fā)生。以下說明對(duì)于樹脂網(wǎng)電極、金屬網(wǎng)電極、以及樹脂板電極的情況是相同的， 因此當(dāng)作樹脂網(wǎng)電極=金屬網(wǎng)電極=樹脂板電極對(duì)待，只稱為上面電極。還有，本發(fā)明的高介電體樹脂部的材料只要是酚醛樹脂、聚氯乙烯樹脂等高介電體樹脂都可以使用。 <關(guān)于電流的發(fā)生>但是，雖然防止了火花的發(fā)生，但是連續(xù)運(yùn)行時(shí)間一旦超過十分鐘左右就 會(huì)有一點(diǎn)電流流過的情況現(xiàn)象發(fā)生，接著，就增加達(dá)到lmA的程度時(shí)，直流高壓電源裝置的直流限制功能(在將電流保持于設(shè)定電流1mA的同時(shí)使電壓下降的功能)起作用，施加的電壓下降導(dǎo)致分離性能下降。因此下面對(duì)電流發(fā)生機(jī) 制和防止電流發(fā)生進(jìn)行考慮。 <電流發(fā)生機(jī)制的推定用的實(shí)驗(yàn)>作為電流發(fā)生的原因推定以下5個(gè)項(xiàng)目，用樹脂棒電極與樹脂網(wǎng)電極的組 合的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行確認(rèn)和追究電流發(fā)生的原因。 推定1在樹脂棒電極中實(shí)際上流過lmA左右的電流。 對(duì)推定1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)際上流入高分子結(jié)構(gòu)的樹脂的電流值為l(T11 (A/cm2)可以理解為幾乎沒 有電流流過，因此判定這不是原因。 推定2從直流高壓電源向樹脂棒電極的饋電點(diǎn)的金屬端子上的電離引起正負(fù)離子 發(fā)生，而通過該離子積存于樹脂棒電極、其他壁面上，造成電流流動(dòng)。 對(duì)推定2的確認(rèn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如果是離子積累，只要進(jìn)行電源極性的切換，則由于發(fā)生離子中和，在電 源切換剛完成時(shí)電流理應(yīng)減少，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)電流減少，因此判定這 不是原因。推定3包含有微小碳素粉末的空氣增加了導(dǎo)電性使電流流過。 對(duì)推定3的實(shí)驗(yàn)確認(rèn)結(jié)果負(fù)載運(yùn)行60分鐘后電流值達(dá)到0.1mA。其后停止負(fù)載運(yùn)行，調(diào)查該狀態(tài)下 電流的流動(dòng)狀況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，即使是負(fù)載運(yùn)行停止的狀態(tài)下，電流也有O.lmA， 因此判明這不是原因。推定4附著于樹脂棒電極表面的粉末形成電流路徑造成電流流動(dòng)。 對(duì)推定4的確認(rèn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果負(fù)載運(yùn)行60分鐘后電流值達(dá)到0.1mA。其后停止負(fù)載運(yùn)行，在該狀態(tài)下去 除樹脂棒電極表面上附著的粉末。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，即使是去除粉末，電流也有 O.lmA，判明這不是原因。推定5由于在上面電極的下面有粉末附著(微突起物附著)，部分電場(chǎng)增強(qiáng)，發(fā)生電離，由于該電離而產(chǎn)生的正負(fù)離子向電源側(cè)、接地側(cè)移動(dòng)產(chǎn)生電流流動(dòng)。 對(duì)推定5的確認(rèn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在負(fù)載運(yùn)行中附著于上面電極的下面的粉末利用直接吹空氣的方法去除。 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以確認(rèn)沒有電流流動(dòng)，判定在該上面電極的下面的粉末附著是電 流發(fā)生的原因。確定電流發(fā)生部分用的追加試驗(yàn)又，雖然判定上面電極的下面附著的粉末是電流發(fā)生的原因，但是決定為 了確認(rèn)是全面還是部分而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果判明，通過部分去除樹脂棒電極下 部附近的粉末，電流不再流動(dòng)。<電流發(fā)生機(jī)制的推定>根據(jù)上述各種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果推定電流發(fā)生機(jī)制，其結(jié)果是，如圖6.所示，一 旦施加電壓進(jìn)行負(fù)載運(yùn)行，在上面電極2的背面由于靜電力而附著粉末。樹脂棒電極8的下部附近的電場(chǎng)比其他上面電極部分強(qiáng)， 一旦有粉末附著，粉末是微小的突起物，突起物表面的電場(chǎng)強(qiáng)，慢慢開始電暈放電，使空氣電離，產(chǎn)生 正負(fù)離子，由于該離子而帶電的粉末更是在其上附著堆積。而且粉末層逐漸變 厚起來，粉末內(nèi)部保持的電荷變多，粉末層內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度變大，正負(fù)離子的發(fā) 生也隨之變多。該正負(fù)離子被引向電源側(cè)、接地側(cè)，分別進(jìn)行電子的授受，從 電源側(cè)看來推定為電流的流動(dòng)。 <關(guān)于火花、電流發(fā)生的對(duì)策〉因此進(jìn)行整理時(shí)，在金屬網(wǎng)電極或樹脂網(wǎng)電極等網(wǎng)狀電極2的上部設(shè)置樹 脂棒電極8，或取代網(wǎng)狀電極使用樹脂板電極2'以此能夠防止從電源急劇提供 電子，以抑制火花的發(fā)生。樹脂棒電極8的直徑以小5 150為宜，更理想的是4)20 40，長(zhǎng)度以0 300mm為宜，更理想的是0 200mm。又，樹脂網(wǎng)電極、樹脂板電極的厚度以l 20mm為宜，更理想的是3 5mm。而且，通過部分去除上面電極的下面附著的粉末，也能夠抑制電流的發(fā)生。 又，在去除附著的粉末有困難的情況下，也可以將與樹脂棒電極8相同的樹脂 棒電極插入電源側(cè)、接地側(cè)的饋電線中間，以使附著的粉末產(chǎn)生的正負(fù)離子不 能夠與電源側(cè)、接地側(cè)進(jìn)行電子的授受，這樣有抑制電流發(fā)生的效果，其詳細(xì) 情況省略，但是已經(jīng)用追加檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了確認(rèn)。(插入該饋電線的中間的樹 脂棒的電極也相當(dāng)于本發(fā)明的高介電體樹脂部，以下稱為中間插入用樹脂棒電 極)以下對(duì)本發(fā)明的靜電分離裝置的理想的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。實(shí)施形態(tài)1 7表示具有樹脂棒電極8的情況，實(shí)施形態(tài)8、 9表示不具有樹脂棒電極8的情況。實(shí)施形態(tài)1圖7例示本發(fā)明的靜電分離裝置中使用樹脂棒電極以及通過空氣供給去除附著的粉末的去除手段的實(shí)施形態(tài)1。從上部電極2的上部將空氣配管引向相當(dāng)于本發(fā)明的高介電體樹脂部的樹 脂棒電極8的下部附近，直接用空氣去除粉末。電流的流動(dòng)是因?yàn)闃渲綦姌O8的下部附近附著的粉末導(dǎo)致電離發(fā)生引起 電流，因此直接用空氣吹掉其附著的粉末能夠防止電流發(fā)生。進(jìn)行去除的范圍最好是全面去除，更理想的是樹脂棒電極直徑的2 4倍。又，空氣量以線速度1 20m/s為宜，更理想的是5 15m/s。實(shí)施形態(tài)2圖8例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極、利用提供空氣去除附 著的粉末的手段、以及低介電體的實(shí)施形態(tài)2。本發(fā)明的相當(dāng)于高介電體樹脂部的樹脂棒電極8的下部附近安裝低介電體9 的板，并且從上面電極2的上部引空氣配管直接用空氣去除粉末。通過在樹脂棒電極8的下部附近安裝低介電體9的板，能夠減輕粉末附著 量，因此容易用空氣吹去粉末。低介電體9的板的材料只要是特富龍(注冊(cè)商標(biāo))樹脂、硅樹脂等低介電 體物質(zhì)即可。實(shí)施形態(tài)3圖9例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極、利用空氣配管去除附 著的粉末的手段、以及低介電體的實(shí)施形態(tài)3。本發(fā)明的相當(dāng)于高介電體樹脂部的樹脂棒電極8的下部附近安裝低介電體9 的板，并且從上面電極2的下部引空氣配管直接用空氣去除粉末。通過在樹脂棒電極8的下部附近安裝低介電體的板，能夠減輕粉末附著量， 因此容易用空氣吹去粉末?？諝馀涔芘c上面電極2的距離根據(jù)吹粉末所需要吹的面積即可。實(shí)施形態(tài)4圖IO是例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極、利用空氣配管去除 附著的粉末的手段、以及低介電體的實(shí)施形態(tài)4。本發(fā)明的相當(dāng)于高介電體樹脂部的樹脂棒電極8的內(nèi)部通入空氣，下部附 近安裝多孔板，進(jìn)行粉末的去除。將空氣通入樹脂棒電極8內(nèi)部，在下部附近安裝多孔板，進(jìn)行粉末的去除， 不需要從外部提供空氣配管，容易進(jìn)行粉末清除。還有，空氣也可以不通過樹 脂電極棒，用空氣配管直接對(duì)多孔板提供空氣。關(guān)于多孔板IO，根據(jù)壓損面、眼堵塞面用實(shí)驗(yàn)根據(jù)情況決定即可。實(shí)施形態(tài)5圖ll例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極、利用空氣配管去除附著的粉末的手段、以及環(huán)狀砝碼的實(shí)施形態(tài)5。本發(fā)明的相當(dāng)于高介電體樹脂部的樹脂棒電極8上安裝環(huán)狀砝碼11，進(jìn)行粉末的去除。通過在樹脂棒電極8上安裝環(huán)狀砝碼11，裝置整體的振動(dòng)得到傳遞，環(huán)狀 砝碼11發(fā)生振動(dòng)，該振動(dòng)能夠去除樹脂棒電極8下部附近的粉末。環(huán)狀砝碼11的內(nèi)徑只要比樹脂棒電極直徑大lmm以上即可。又，重量以5 300克為宜，最好是20 100克。材料采用橡膠材料、樹脂 系材料、陶瓷系材料、金屬系材料都可以。砝碼不限定為環(huán)狀，也可以是球狀， 有可以全面配置。實(shí)施形態(tài)6圖12例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極和中間插入用樹脂棒電 極的實(shí)施形態(tài)6。在樹脂棒電極8 直流高壓電源4的饋電線之間，裝入與本發(fā)明的高介電體 樹脂部相當(dāng)?shù)闹虚g插入用樹脂棒電極12，實(shí)施下述電流對(duì)策。也就是說，通過在饋電線的中間裝入中間插入用樹脂棒電極12，使由于粉 末附著而產(chǎn)生的正負(fù)離子不能夠與電源側(cè)進(jìn)行電子授受，以此防止電流的發(fā)生。裝入用的樹脂棒電極12的直徑以4)5 150為宜，更理想的是*20 40，也 可以不是圓形而是方形。長(zhǎng)度以2 500mm為宜，更理想的是50 100mm。實(shí)施形態(tài)7圖13例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用樹脂棒電極和中間插入用樹脂棒電 極的實(shí)施形態(tài)7。在直流高壓電源4的接地線裝入相當(dāng)于本發(fā)明的高介電體樹脂部的中間插 入用樹脂棒電極12'，實(shí)施電流對(duì)策。通過在饋電線的中間裝入中間插入用樹脂棒電極12，，使由粉末附著發(fā)生的正負(fù)離子不能夠與接地側(cè)進(jìn)行電子授受，以此防止電流的發(fā)生。 實(shí)施形態(tài)8圖14例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用中間插入用樹脂棒電極的實(shí)施形態(tài)8。在上面電極2 直流高壓電源4的饋電線之間裝入相當(dāng)于本發(fā)明的高介電體 樹脂部的中間插入用樹脂電極棒12實(shí)施電流對(duì)策。通過在饋電線的中間裝入中間插入用樹脂棒電極12，使由粉末附著發(fā)生的 正負(fù)離子不能夠與電源側(cè)進(jìn)行電子授受，以此防止電流的發(fā)生。實(shí)施形態(tài)9圖15例示本發(fā)明的靜電分離裝置的使用中間插入用樹脂棒電極的實(shí)施形態(tài)9。在直流高壓電源4的接地線裝入相當(dāng)于本發(fā)明的高介電體樹脂部的中間插 入用樹脂電極棒12'，實(shí)施電流對(duì)策。通過在饋電線的中間裝入中間插入用樹脂棒電極12，，使由粉末附著發(fā)生 的正負(fù)離子不能夠與接地側(cè)進(jìn)行電子授受，以此防止電流的發(fā)生。關(guān)于樹脂網(wǎng)電極、樹脂棒電極、樹脂板電極的材料只要是酚醛樹脂、聚氯 乙烯樹脂等高介電體樹脂都可以使用。實(shí)施例用下面的條件實(shí)施本發(fā)明的靜電分離方法和靜電分離裝置。 實(shí)施例1用進(jìn)行圖16所示的批處理的靜電分離裝置以下述基本結(jié)構(gòu)和條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1) 上面電極2的結(jié)構(gòu)(1)網(wǎng)狀電極2 (樹脂網(wǎng)電極)W100XL200X3t(2)樹脂棒電極8 d)20XL1002) 上下電極間隙80mm (下面電極1與上面電極2的鉛直方向的間隔距離)3) 原粉使用包含未燃燒碳素濃度25%的煤灰(100克)4) 電流對(duì)策將空氣從上面電極的上部用空氣配管13引向上面電極的下 面中央吹空氣。附著粉末去除面積樹脂棒電極下部附近50mm見方的范圍14 空氣的吹風(fēng)速度10m/s5) 振動(dòng)機(jī)5的振動(dòng)條件振幅2mm、頻率28Hz6)分散用空氣供給量16L/min利用上述條件從吸引口回收高未燃燒碳灰。其結(jié)果是電流值為IO微安左右， 灰分離結(jié)果是，高未燃燒碳灰的碳濃度68% (28克)，低未燃燒碳灰的碳濃度 8% (72克)。實(shí)施例2用進(jìn)行圖16所示的批處理的靜電分離裝置以下述基本結(jié)構(gòu)和條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1) 上面電極2的結(jié)構(gòu)(1)網(wǎng)狀電極2 (樹脂網(wǎng)電極)W100XL200X3t(2)樹脂棒電極8 4>20XL1002) 上下電極間隙80mm (下面電極1與上面電極2的鉛直方向的間隔距離)3) 原粉使用包含未燃燒碳素濃度27%的煤灰(100克)4) 電流對(duì)策確認(rèn)下述對(duì)策l、對(duì)策2各自的效果。(對(duì)策1)從上面電極的上部用空氣配管13引導(dǎo)空氣吹向上面電極下面中 央+低介電體9的板(50mm見方)(對(duì)策2)從上面電極的下部用空氣配管15引導(dǎo)空氣吹向上面電極下面中 央+低介電體9的板(50mm見方)附著粉末去除面積樹脂棒電極下部附近50mm見方的范圍14 空氣的吹風(fēng)速度10m/s5) 振動(dòng)機(jī)5的振動(dòng)條件振幅2mm、頻率28Hz6) 分散用空氣供給量16L/min利用上述條件從吸引口回收高未燃燒碳灰。其結(jié)果是，對(duì)策l、對(duì)策2雙方 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果幾乎相同，電流值更低，為4微安左右，灰分離結(jié)果是，高未燃燒 碳灰的碳濃度70% (32克)，低未燃燒碳灰的碳濃度7% (68克)。實(shí)施例3用進(jìn)行圖16所示的批處理的靜電分離裝置以下述基本結(jié)構(gòu)和條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1) 上面電極2的結(jié)構(gòu)(1)網(wǎng)狀電極2 (樹脂網(wǎng)電極)W100XL200X3t(2)樹脂棒電極8 》20XL1002) 上下電極間隙80mm (下面電極1與上面電極2的鉛直方向的間隔距離)3) 原粉使用包含未燃燒碳素濃度21%的煤灰(100克)4) 電流對(duì)策貫通樹脂棒電極內(nèi)部進(jìn)行空氣供給+多孔板面積(50mm 見方)(樹脂棒電極8的結(jié)構(gòu)采用與圖IO相同的結(jié)構(gòu)) 附著粉末去除面積樹脂棒電極下部附近50mm見方的范圍14 空氣的吹風(fēng)速度5m/s5) 振動(dòng)機(jī)5的振動(dòng)條件振幅2mm、頻率28Hz6) 分散用空氣供給量16L/min利用上述條件從吸引口回收高未燃燒碳灰。其結(jié)果是電流值更低，為2微 安左右，灰分離結(jié)果是，高未燃燒碳灰的碳濃度65% (25克)，低未燃燒碳灰 的碳濃度6% (75克)。實(shí)施例4用進(jìn)行圖17所示的連續(xù)處理的靜電分離裝置以下述基本結(jié)構(gòu)和條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)o1) 上面電極2的結(jié)構(gòu)(1)網(wǎng)狀電極2 (樹脂網(wǎng)電極)W200XL1600X3t(2)樹脂棒電極8 4)20XL100X4支2) 上下電極間隙80mm (下面電極1與上面電極2的鉛直方向的間隔距離)3) 原粉使用包含未燃燒碳素濃度24%的煤灰，連續(xù)供給量100kg/h4) 電流對(duì)策在樹脂棒電極上安裝環(huán)狀砝碼11的方式。 環(huán)的規(guī)格內(nèi)徑22mm、重量75gX4個(gè)5) 振動(dòng)機(jī)5的振動(dòng)條件振幅2mm、頻率28Hz6) 分散用空氣供給量260L/min利用上述條件從吸引口回收高未燃燒碳灰。其結(jié)果是樹脂棒電極4支的合 計(jì)電流值為20微安左右，灰分離結(jié)果是，高未燃燒碳灰的碳濃度67% (26kg/h)， 低未燃燒碳灰的碳濃度9% (74kg/h)。實(shí)施例5用進(jìn)行圖17所示的連續(xù)處理的靜電分離裝置以下述基本結(jié)構(gòu)和條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1) 上面電極2的結(jié)構(gòu)(1)網(wǎng)狀電極2 (樹脂網(wǎng)電極)W200XL1600X3t(2)樹脂棒電極8 4)20XL100X4支2) 上下電極間隙80mm (下面電極1與上面電極2的鉛直方向的間隔距離)3) 原粉使用包含未燃燒碳素濃度29%的煤灰，連續(xù)供應(yīng)量100kg/h4) 電流對(duì)策確認(rèn)下述對(duì)策l、對(duì)策2各自的效果。(對(duì)策1)在樹脂棒電極 直流高壓電源的供給線中間插入樹脂棒電極12 (對(duì)策2)在直流高壓電源的接地線插入樹脂棒電極12' 插入用的樹脂棒電極的規(guī)格4)20XL605) 振動(dòng)機(jī)5的振動(dòng)條件振幅2mm、頻率28Hz6) 分散用空氣供給量260L/min利用上述條件從吸引口回收高未燃燒碳灰。其結(jié)果是，對(duì)策l、對(duì)策2雙方 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果幾乎相同，4支樹脂棒電極的合計(jì)電流為2微安左右，灰分離結(jié)果是， 高未燃燒碳灰的碳濃度69% (33kg/h)，低未燃燒碳灰的碳濃度9% (67kg/h)。實(shí)施例6用進(jìn)行圖18所示的連續(xù)處理的靜電分離裝置以下述基本結(jié)構(gòu)和條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)o1) 上面電極2的結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀電極2 (金屬網(wǎng)電極)W200XL1600X單線直 徑4> 12) 上下電極間隙80mm (下面電極1與上面電極2的鉛直方向的間隔距離)3) 原粉使用包含未燃燒碳素濃度24%的煤灰，連續(xù)供給量100kg/h4) 電流對(duì)策在樹脂棒電極 直流高壓電源的供給線中間插入樹脂棒電極12插入用的樹脂棒電極的規(guī)格4>20XL605) 振動(dòng)機(jī)5的振動(dòng)條件振幅2mm、頻率28Hz6) 分散用空氣供給量260L/min利用上述條件從吸引口回收高未燃燒碳灰。其結(jié)果是，火花狀的電流波形 平滑，電流值為30微安左右，灰分離結(jié)果是，高未燃燒碳灰的碳濃度67% (26kg/h),低未燃燒碳灰的碳濃度9% (74kg/h)。 實(shí)施例7用進(jìn)行圖18所示的連續(xù)處理的靜電分離裝置以下述基本結(jié)構(gòu)和條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)o1) 上面電極2的結(jié)構(gòu)樹脂板電極W200XL1600X3t (代替網(wǎng)狀電極2)2) 上下電極間隙80mm (下面電極1與上面電極2的鉛直方向的間隔距3) 原粉使用包含未燃燒碳素濃度30%的煤灰，連續(xù)供給量100kg/h4) 電流對(duì)策在直流高壓電源的接地線插入樹脂棒電極12'插入用的樹脂棒電極的規(guī)格4>20XL605) 振動(dòng)機(jī)5的振動(dòng)條件振幅2mm、頻率28Hz6) 分散用空氣供給量260L/min利用上述條件從吸引口回收高未燃燒碳灰。其結(jié)果是，電流值為25微安左 右，灰分離結(jié)果是，高未燃燒碳灰的碳濃度71% (35kg/h)，低未燃燒碳灰的 碳濃度8% (65kg/h)。根據(jù)上述實(shí)施例，確認(rèn)即使是在燃燒煤的火力發(fā)電站的鍋爐發(fā)生的，煤灰 的未燃燒成分的濃度高達(dá)15 30%的情況下，也能夠不發(fā)生火花地穩(wěn)定地進(jìn)行 灰的分離(高未燃燒成分的灰和低未燃燒成分的灰的分離)D
權(quán)利要求
1.一種利用靜電力分離煤灰中包含的未燃燒炭灰的靜電分離方法，其特征在于，設(shè)置下面電極和上面電極，在所述下面電極與上面電極之間的電壓施加電路中有高介電體樹脂部，在所述下面電極與上面電極之間使直流電場(chǎng)產(chǎn)生，以此分離煤灰中的未燃燒炭灰。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用靜電力分離煤灰中包含的未燃燒炭灰的靜電分離方法，其特征在于，在該方法中，設(shè)置下面電極和具有高介電體樹脂部的 上面電極，在所述下面電極與上面電極之間使直流電場(chǎng)產(chǎn)生，以此分離煤灰中 的未燃燒炭灰。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的靜電分離方法，其特征在于，所述上面電極 采用具有棒狀的高介電體樹脂部的網(wǎng)狀電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l或2或3所述的靜電分離方法，其特征在于，所述上面 電極采用用高介電體樹脂的平板電極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的靜電分離方法，其特征在于，具 備去除所述上面電極上附著的粉末的去除手段。
6. —種利用靜電力分離煤灰中包含的未燃燒炭灰的靜電分離裝置，其特征 在于，設(shè)置下面電極和與該下面電極保持規(guī)定的間隔設(shè)置于其上側(cè)的上面電極， 在所述下面電極與所述上面電極之間的電壓施加電路的中途設(shè)置高介電體樹脂 部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜電分離裝置，其特征在于，在利用靜電力分離 煤灰中包含的未燃燒炭灰的靜電分離裝置中，設(shè)置下面電極和與該下面電極保 持規(guī)定的間隔設(shè)置于其上側(cè)的上面電極，在該上面電極上設(shè)置高介電體樹脂部， 具備連接于所述下面電極和上面電極中的至少一方的直流電源，在下面電極與 上面電極之間施加電壓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的靜電分離裝置，其特征在于，所述上面電極 采用具有用高介電體樹脂制造的樹脂棒電極和煤灰能夠通過的多個(gè)開口部的網(wǎng) 狀電極。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6 8中的任一項(xiàng)所述的靜電分離裝置，其特征在于，所 述上面電極采用用高介電體樹脂制造的平板電極。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6 9中的任一項(xiàng)所述的靜電分離裝置，其特征在于，作 為去除附著于所述上面電極上的附著粉末的手段，形成能夠用空氣去除粉末的 結(jié)構(gòu)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6 10中的任一項(xiàng)所述的靜電分離裝置，其特征在于， 作為去除附著于所述上面電極上的附著粉末的手段，在電極上形成振動(dòng)手段或 沖擊手段。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6 11中的任一項(xiàng)所述的靜電分離裝置，其特征在于， 在所述下面電極以及/或所述上面電極與直流電源之間的饋電線的中途，裝入用 金屬端子夾著樹脂棒或樹脂板的結(jié)構(gòu)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供在燃燒煤的火力發(fā)電站的鍋爐發(fā)生的，煤灰的未燃燒成分的濃度高達(dá)15～30％的情況下也能夠不發(fā)生火花地穩(wěn)定地進(jìn)行灰的分離(高未燃燒成分的灰和低未燃燒成分的灰的分離)，能夠?qū)⒏呶慈紵煞值幕易鳛槿剂显倮?，將低未燃燒成分的灰作為例如混凝土輔助材料再利用的靜電分離方法和靜電分離裝置。該靜電分離方法和靜電分離裝置，其特征在于，在利用靜電力分離煤灰中包含的未燃燒炭灰的靜電分離方法中，在大致為平板狀的下面電極及其上方，設(shè)置具有高介電體樹脂部的上面電極，以上述下面電極或上面電極中的任一電極為正電極，另一電極作為負(fù)電極，在所述下面電極與上面電極之間使直流電場(chǎng)產(chǎn)生，形成利用靜電力分離的分離區(qū)域，將提供給該分離區(qū)域的煤灰中的未燃燒的炭灰分離。
文檔編號(hào)B09B5/00GK101267890SQ20068003421
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2006年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者多喜川升, 政本學(xué), 真弓康弘, 真鹽圭一, 福本康二 申請(qǐng)人:川崎成套設(shè)備股份有限公司