防爆离子流静电消除器的应用
发布时间：2010.09.10 新闻来源：无锡市南方电子元件厂 浏览次数：
防爆离子流静电消除器的应用
一
、引言：
在国外工业发达的国家，对粉体爆炸事故有所统计记载。美国l998年到2009年的10年中共
发生粉俸器炸1083次，死640人，伤1709人，损失一亿美元。英国共发生粉
尘爆炸事故247"~，死伤333人。日本发生209次爆炸事故t死跖人，伤460人。
在莸国一由于工业的发展，特别是在采用粉体气流箱迭及粉体气流干燥工艺中，粉体的
高蘧运动一致使糟体带有很强的静电， 由于人们对粉体静电危害的认识不足 未就充分采取
防静电措施t导致粉体静电事故时有发生。尤其在7O年代以后，尤为如此。
因此t在粉体静电危害治理研究中， 尤其是对粉体气流输送和气流干操工艺的静电危害
治理研究，是我国工业生产适切需要解决的～项重要谋瓤。
二、粉体静电的产：生
与整块固体撕 ，糟俸具有分敬性和悬浮状态的特性。由于分散性，使得粉落袁面积比
同样材料、同祥雯量的整块固体表面面积要太很多倍。在生产过程中，使之更容易产生静电
表面积增加，亦邸树料与空气的接触面积增加， 使得材料的稳定性降低。因此对整坟聚丙烯
材料来游是稳定的，但粉体聚丙烯却可能发生剧烈的爆炸
糟体的静电多少与粉体材料∞性质、管道或搅拌器材料性质、工作时间的长短、工艺运
动的建度、耪体颗粒太小、表面几何特征等因素有关。除上述外，粉体静电还与管道和料槽
的结构有关。例如．弯瞌的管道比直管容易产生静电。管道收缩部分比均匀部分容易产生静
电，料措安装的角度对静电的产生也有影响。
三、法兰式离子流静电消躲器
法兰式离子流静电消陈器是专为管道输送粉体物料时的静电消除而设计的。它可通过法
兰安装在输料管路中。在消除器的管壁上安装若干个离子喷头(数量按管径大小而定)，州
快速气流把直流高压电晕所生成的空气离子通过喷嘴送人气流输送粉料的管道内。这些与辨
体静电极性丰日反的离子流能与粉体物料的静电进行中和，起到物料的静电消除作用，以及降
低后遭工序的静电c
四、离子流强度殛消玮鼻器安装位置的要衷
为消除粉料的静电而设计离子流消除器能产生离子流的强度，应按实际生产的情况
下，管内所产生的静电量来考虑。
(一)管道内的流动电流
对管道输送带电粉体的情况．可视为一均匀带电匿柱体来考虑；带糟体的体电荷密度为
p，则对管壁的电场强度为：
《静皂》一九丸(哗革～ 期
维普资讯 http://www.cqvip.com
E P r／2￡。￡， (1)
r为管半径
因此带电园柱体中心对金属管壁的电位应为：
V— P r·dr／2￡。e，= P r ／4￡。e (2)
根据②式，只要知道管道的轴心电位·就可计算出流过的粉体圊柱内的体电荷密度。
在辽化四厂的生产工艺中，实际管道的直径为0-6M，粉气流量为15000M ／H。粉体介
电常数e 2。
用探极法测得管道轴心电位为7KV。
故得P V4￡。e，／r 5．5×10一b库／M
在管道内的流动电流
I 15000~5-5×10／3600=挖．9×i0一 安
因此消除器的离子流输出量必须大于此值才能达到静电消除的效果。
(二)离子流静电消除器安装位置
从辽化四厂生产工艺，粉料是以180"C的热气流把湿粉吹起，经过15米上升热管，在顶端
由180。弯管折回下降10米后· 再经过9O。弯管及15米横管至旋风分离机作气粉分离。在二个
转角处，粉料更将产生强烈的静电。因此在这二处都要安装离子流消除器。
五、离子流静电消除器的离子输出
离子流静电消除器的内壁上安有若干个离子喷头A． 由气流输进出去的离子流引出量和导
引环B的孔径、导到电阻Rz、电晕针尖D对导引环B的工作电流、电晕针尖与导引环出口距离
以及风量F等都有关系， 每一个离子喷头的离子引出量可按固1的装置来测定。
F
／
c
D — — —_ 一⋯ 一
B
母l膏干瘴喷头及青于流输出■ ■ ■ 靛置
A是离子流喷头·针尖电压由可调直流高压发生器GY供给，通过电晕针流向导引环B的
工作电藏It， 由检 t计G·澍定。压缩空气经电晕区后从喷头吹出。由于针尖与导引环之问存在
电场·所以不可能把电晕所产生的全部离子吹出·只有一部分可离开喷口被吹出 被空气吹
《静电》一九九。年第一期 一47-
维普资讯 http://www.cqvip.com
出的离子， 用收集筒c来捕获-并通过柱流汁G 地。G龉出的效值r 就是单位时问内离子
流的引出量。这些离子是能用来消除静电的有效部分。
对每一个离子流喷头-在R t 200M Q．R 2=0， 导引环孔径 一3mm， 气流量
lM ／秒，其工作电流r I5 A-此时输出离子量r i．5“A。
辽化四厂所用的离子流消除器，每台共有2O个喷头，分作两层安装。故它的总离子流输
出量可达20×l-5“A。它足以消除管道肉的粉体流动电流
在离子流消除器的高压输出级附有可调装置，用来诃节离子漉的输出量， 使之能达到消
电效果的最佳状态。出予气粉漉在管道的静电消除后，在旋风分离机中又会产生新的静
电。因此在实际诃整时，要使带负电的气粉在经过离子流消除器时-处于适当 过消 一一即
使气粉带适当的正电，能便它在经过旋风分离机后，贮存粉体的负静电减少
六、高安全性肪爆手段
辽化四厂工艺生产线是要求防爆的， 除生产线现场是Ql级防爆外，厂区皆是Q2级防
瀑·这就要求防静电设备必复具有防爆的措旖。因此离子流静电消除器的风源就不能用一般
所配制的专用风机。由子该厂房所甩测试设备，因防瀑要求而专门配有压力表风源(去
尘、去湿的干净压缩空气)。因此离子流风源就直接用此风潦。另外，离子流静电消除器电
源是由220V交流经降压整流稳压，并有延迟电路及安全栅的6、，输出电源。为了作到高安全防
爆，把电流箱安置于可通风充气的防爆箱内，用仪表风吹进防爆箱-再由防爆箱的输出气口
与离子流薄电消绦高压发生嚣的进气输人口联接，使低压电源箱及离子流蓥电消豫器的高压
发生器娃予通臣充 型曲第一防爆措施 低压籀与防爆箱皆有气流延时开关， 只有通气后三
分钟，电源才自动接通，吾列 立即停电。这就保证气路中的电路工作区无可燃性气体存在
时才能供电工作。另外在离子流咬头∞高压处有R一高值电阻(200MQ )串接。电疆R：滁丁为
电晕电流的艰流作用， 同时能防止电晕针与导引环万一发生短路放电-这也起到安全火花型
的第二防爆措施。用此类防爆措施所研制的高安全性防爆离子流静电消除器-已通过南阳防
爆电器研究所进行游缨鉴定。并签发了生产产品合格证。园此该产品将在我国化工等工业系
统中作为糨体静电的消除手段而广泛应用o
(接64页)
六、在”带电水滴洗涤器’中一个水滴的捕集量
为侧定一个水藕对粉尘的捕集量而研制的实验装置， 是从上方的水箱通过注射针向
集尘空间内注入水滴， 用荷电装置把带电的粉尘和空气流一起从下方送人。捕获jT粉尘
的水滴在侧定窗上用滑动玻璃片采集， 然后就可用显微镜来观察。
七、结束语
带电水擒浣涤器 与一般洗涤器比较， 带电水滴洗涤器” 对超微粒程度的微粒
子的捕集特别有效，最近大窆对超微粒子的关心有所增加，这种堕尘墨可以说是一种与
此有'戋的有趣的除尘器。
一
、引言：
在国外工业发达的国家，对粉体爆炸事故有所统计记载。美国l998年到2009年的10年中共
发生粉俸器炸1083次，死640人，伤1709人，损失一亿美元。英国共发生粉
尘爆炸事故247"~，死伤333人。日本发生209次爆炸事故t死跖人，伤460人。
在莸国一由于工业的发展，特别是在采用粉体气流箱迭及粉体气流干燥工艺中，粉体的
高蘧运动一致使糟体带有很强的静电， 由于人们对粉体静电危害的认识不足 未就充分采取
防静电措施t导致粉体静电事故时有发生。尤其在7O年代以后，尤为如此。
因此t在粉体静电危害治理研究中， 尤其是对粉体气流输送和气流干操工艺的静电危害
治理研究，是我国工业生产适切需要解决的～项重要谋瓤。
二、粉体静电的产：生
与整块固体撕 ，糟俸具有分敬性和悬浮状态的特性。由于分散性，使得粉落袁面积比
同样材料、同祥雯量的整块固体表面面积要太很多倍。在生产过程中，使之更容易产生静电
表面积增加，亦邸树料与空气的接触面积增加， 使得材料的稳定性降低。因此对整坟聚丙烯
材料来游是稳定的，但粉体聚丙烯却可能发生剧烈的爆炸
糟体的静电多少与粉体材料∞性质、管道或搅拌器材料性质、工作时间的长短、工艺运
动的建度、耪体颗粒太小、表面几何特征等因素有关。除上述外，粉体静电还与管道和料槽
的结构有关。例如．弯瞌的管道比直管容易产生静电。管道收缩部分比均匀部分容易产生静
电，料措安装的角度对静电的产生也有影响。
三、法兰式离子流静电消躲器
法兰式离子流静电消陈器是专为管道输送粉体物料时的静电消除而设计的。它可通过法
兰安装在输料管路中。在消除器的管壁上安装若干个离子喷头(数量按管径大小而定)，州
快速气流把直流高压电晕所生成的空气离子通过喷嘴送人气流输送粉料的管道内。这些与辨
体静电极性丰日反的离子流能与粉体物料的静电进行中和，起到物料的静电消除作用，以及降
低后遭工序的静电c
四、离子流强度殛消玮鼻器安装位置的要衷
为消除粉料的静电而设计离子流消除器能产生离子流的强度，应按实际生产的情况
下，管内所产生的静电量来考虑。
(一)管道内的流动电流
对管道输送带电粉体的情况．可视为一均匀带电匿柱体来考虑；带糟体的体电荷密度为
p，则对管壁的电场强度为：
《静皂》一九丸(哗革～ 期
维普资讯 http://www.cqvip.com
E P r／2￡。￡， (1)
r为管半径
因此带电园柱体中心对金属管壁的电位应为：
V— P r·dr／2￡。e，= P r ／4￡。e (2)
根据②式，只要知道管道的轴心电位·就可计算出流过的粉体圊柱内的体电荷密度。
在辽化四厂的生产工艺中，实际管道的直径为0-6M，粉气流量为15000M ／H。粉体介
电常数e 2。
用探极法测得管道轴心电位为7KV。
故得P V4￡。e，／r 5．5×10一b库／M
在管道内的流动电流
I 15000~5-5×10／3600=挖．9×i0一 安
因此消除器的离子流输出量必须大于此值才能达到静电消除的效果。
(二)离子流静电消除器安装位置
从辽化四厂生产工艺，粉料是以180"C的热气流把湿粉吹起，经过15米上升热管，在顶端
由180。弯管折回下降10米后· 再经过9O。弯管及15米横管至旋风分离机作气粉分离。在二个
转角处，粉料更将产生强烈的静电。因此在这二处都要安装离子流消除器。
五、离子流静电消除器的离子输出
离子流静电消除器的内壁上安有若干个离子喷头A． 由气流输进出去的离子流引出量和导
引环B的孔径、导到电阻Rz、电晕针尖D对导引环B的工作电流、电晕针尖与导引环出口距离
以及风量F等都有关系， 每一个离子喷头的离子引出量可按固1的装置来测定。
F
／
c
D — — —_ 一⋯ 一
B
母l膏干瘴喷头及青于流输出■ ■ ■ 靛置
A是离子流喷头·针尖电压由可调直流高压发生器GY供给，通过电晕针流向导引环B的
工作电藏It， 由检 t计G·澍定。压缩空气经电晕区后从喷头吹出。由于针尖与导引环之问存在
电场·所以不可能把电晕所产生的全部离子吹出·只有一部分可离开喷口被吹出 被空气吹
《静电》一九九。年第一期 一47-
维普资讯 http://www.cqvip.com
出的离子， 用收集筒c来捕获-并通过柱流汁G 地。G龉出的效值r 就是单位时问内离子
流的引出量。这些离子是能用来消除静电的有效部分。
对每一个离子流喷头-在R t 200M Q．R 2=0， 导引环孔径 一3mm， 气流量
lM ／秒，其工作电流r I5 A-此时输出离子量r i．5“A。
辽化四厂所用的离子流消除器，每台共有2O个喷头，分作两层安装。故它的总离子流输
出量可达20×l-5“A。它足以消除管道肉的粉体流动电流
在离子流消除器的高压输出级附有可调装置，用来诃节离子漉的输出量， 使之能达到消
电效果的最佳状态。出予气粉漉在管道的静电消除后，在旋风分离机中又会产生新的静
电。因此在实际诃整时，要使带负电的气粉在经过离子流消除器时-处于适当 过消 一一即
使气粉带适当的正电，能便它在经过旋风分离机后，贮存粉体的负静电减少
六、高安全性肪爆手段
辽化四厂工艺生产线是要求防爆的， 除生产线现场是Ql级防爆外，厂区皆是Q2级防
瀑·这就要求防静电设备必复具有防爆的措旖。因此离子流静电消除器的风源就不能用一般
所配制的专用风机。由子该厂房所甩测试设备，因防瀑要求而专门配有压力表风源(去
尘、去湿的干净压缩空气)。因此离子流风源就直接用此风潦。另外，离子流静电消除器电
源是由220V交流经降压整流稳压，并有延迟电路及安全栅的6、，输出电源。为了作到高安全防
爆，把电流箱安置于可通风充气的防爆箱内，用仪表风吹进防爆箱-再由防爆箱的输出气口
与离子流薄电消绦高压发生嚣的进气输人口联接，使低压电源箱及离子流蓥电消豫器的高压
发生器娃予通臣充 型曲第一防爆措施 低压籀与防爆箱皆有气流延时开关， 只有通气后三
分钟，电源才自动接通，吾列 立即停电。这就保证气路中的电路工作区无可燃性气体存在
时才能供电工作。另外在离子流咬头∞高压处有R一高值电阻(200MQ )串接。电疆R：滁丁为
电晕电流的艰流作用， 同时能防止电晕针与导引环万一发生短路放电-这也起到安全火花型
的第二防爆措施。用此类防爆措施所研制的高安全性防爆离子流静电消除器-已通过南阳防
爆电器研究所进行游缨鉴定。并签发了生产产品合格证。园此该产品将在我国化工等工业系
统中作为糨体静电的消除手段而广泛应用o
(接64页)
六、在”带电水滴洗涤器’中一个水滴的捕集量
为侧定一个水藕对粉尘的捕集量而研制的实验装置， 是从上方的水箱通过注射针向
集尘空间内注入水滴， 用荷电装置把带电的粉尘和空气流一起从下方送人。捕获jT粉尘
的水滴在侧定窗上用滑动玻璃片采集， 然后就可用显微镜来观察。
七、结束语
带电水擒浣涤器 与一般洗涤器比较， 带电水滴洗涤器” 对超微粒程度的微粒
子的捕集特别有效，最近大窆对超微粒子的关心有所增加，这种堕尘墨可以说是一种与
此有'戋的有趣的除尘器。
本文共分
1
页