本发明是关于一个静电沉积器的气体调节装置，特别是现场设备中把硫变成三氧化硫的装置。

当所处理的气体具有某种电阻的时候，以往所知的静电沉积器工作最为有效。大家知道，为了改变所处理气体的电阻可以喷射三氧化硫。这种方法的一个缺点是运送三氧化硫（SO3）有困难，因为它是一种腐蚀性很强的东西。为此原因，以往所知的气体调节装置常常是用烧硫炉和催化转化器在现场生产三氧化硫。

在三氧化硫生产中所考虑的重要一点是在生产过程中保持适当的温度和物料流动速度以保持一定的效率。比如，三氧化硫的生产率应该按照所处理的废气的性质和体积进行调节。另外重要的一点是使三氧化硫保持在足够高的温度下以避免凝聚和形成硫酸。

以往所知的三氧化硫生产系统中利用气体进入催化转化器中的温度作为一个控制变量，用以调节进入烧硫炉的空气温度。这种控制方式的缺点是无法控制离开催化转化器的气体温度。由于上面所讲的原因，重要的是使这一温度保持在一个能满足要求的范围内。另外，以前所用的各种系统没有按照进入烧硫炉中大量空气的温度来进行调节。所以按这一温度进行调节也是重要的，以保证有效和安全地生产。

此外，以往这些系统都不能把静电沉积器和（或）相应的废气的操作参数的重要数据反馈回去。比如，气体通过静电沉积器的流速可能是一个重要的变量，它应该用来影响三氧化硫的生产。

因此，在静电沉积器上就需要一个改进的气体调节装置以便进行调节使生产效率更高。

按照阐明本发明特征和优点所用的实施例可以提供一个在工业车间的静电沉积器中进行气体调节的装置，这个装置接受一个空气源和含硫的气体源。这种装置包括一个硫磺装置、一个转化装置、一个传感装置、一个调制装置和一个输送装置。硫磺装置有入口和出口，与含硫气体源和空气源相连接，至少可以用来提供气态的氧化硫。转化装置有一个出口和一个入口，入口与硫磺装置的出口相接，用来把气态氧化硫转化成一种调节媒质。传感装置与转化装置的出口相接，用来提供一个转化温度信号以指示转化装置出口处的温度。调制装置与硫磺装置和传感装置相连接，用来按照转化温度信号来改变与从空气源流入该装置中的空气流量相关的能量流率。输送装置与转化装置的出口相连接，用来把调节媒质送入静电沉积器中。

按照本发明，上述装置还可以用另外一个与上面讲的相似的传感装置，不过是连接到烧硫炉的入口上，以便提供一个入口温度信号指示出烧硫炉入口处的温度。在这种情况下，调制装置是可响应入口温度信号的。

按照本发明的原理，上述装置还可以用一个参量装置和一个节流装置来代替传感装置和调制装置。参量装置被连接在工业车间中用来提供一个参量信号，至少指示出关于工业车间废气处理中的一个操作参数。节流装置与烧硫炉相连以便按照与烧硫炉相连以便按照参量信号来改变输入气流的速度。

按照本发明还可以提供一种方法用一个烧硫炉来调节工业车间静电沉积器中的气体。这种方法包括一个工序，那就是把进入烧硫炉中的硫和空气燃烧形成氧化产物。这种方法还包括一个工序，把氧化产物转化成一种调节媒质。另外一个工序是探测节媒质的后转变温度，并按照预先确定的与这个后转变温度有关的量来调节送至烧硫炉的能量流率。再下面的一个工序是输送这种调节媒质到沉积器。在与本发明所叙述相同 的方法中，使用了上文所描述的工序，其改变的是用一种方法包括探测进入燃烧前的温度，以代替探测其后转化温度。

在本发明所叙述的方法中还有一种变化是，不执行后转化温度和调节能量流率的探测步骤，代之执行如下的工序：探测至少一个与工业车间的废气处理相配合的操作参数，按照预先确定操作参数的关系量改变进入烧硫炉装置的气体流率。

以上简述的本发明的特征和优点，将运用有关的附图对本发明的可取的，但仍不失其说明性的实施例作为资料，使人们对本发明的目的和优点有更充分的了解。其中

附图如下：

图1表示了一个按照本发明的原理在静电沉积器中调节气体装置的简图。

图2表示了图1的装置中使用的烧硫炉和催化转化器的结合的剖面图。

图3表示了一种图1所公开的变更装置的简图。

图4表示了图1所公开的变更装置的简图以及该装置与工业车间的连接。

图5表示了图1和图3变更装置的简图。

图1表明本装置从一个空气源10接收气体，一个通气管将空气送入气体过滤器12。过滤器12通过气流调节阀14连通到鼓风机16。鼓风机16在100″水柱（W.C.）为320标准立方英尺/分（SOFM），用一个10马力（hp）电动机（在此未表示出）驱动。鼓风机16的输出与辅助空气源18相联，该辅助空气源用于净化的目的。通过一个阻塞阀18A和一个单向阀18B使辅助空气源18与鼓风机16的输出相联，同时连接到一个调制装置的输入端，在本系统中为一个空气加热器20。该加热器20可以是市场上供应的，如三个克罗马铬克斯（Chromalox）或者与相同种类 的空气加热器串联而成，每个额定工率为15千瓦（KW）。鼓风机16的输出端连接着一个流量传感器16A，该传感器16A能在流量不足的范围内发出一个指示信号。这个不足流量可通过警报器16B触发报警，产生一个可以听到或者可以看到的信号。

一个燃烧室的装置（也就是一个硫磺装置）在此表示为反应堆堆芯压力容器22，该容器22是一个投入耐火球的烧硫炉。而该烧硫炉22经过其炉底部的输送管20D向上垂直地喷入空气，由对面顶部的一个管道24提供硫磺。两股相对的气流汇合为一个涡流，由耐火的球确保硫磺的充分氧化而成为二氧化硫。硫磺的来源（本说明中表示为罐26）可以用蒸汽加热，蒸汽来自与图1的装置相配合的工业车间。这里的蒸汽通过加热圈26A加热，以保证硫磺能维持在自由的液态。硫化罐26的输出管26B被蒸汽套26C包缚着确保硫磺维持在加热的状态。在使用的实施例中，硫磺罐26具有某种防火设施和净化的空气入口，所以便于正确操作。在理想的实施例中，硫磺储藏罐的直径为12英尺，高为15英尺。此外，用适当的硫磺泵经过各种阻塞阀门（在本说明图中即没有表示出阀门也没有表示出硫磺泵）能够从外部输入硫磺罐26。

来自硫磺罐26的硫磺流过篮式过滤器28，为几个并行连接过滤器中的一个。过滤器28还用管道28A的加热蒸汽，对过滤器28内部加热。

篮式过滤器28的输出经蒸汽套管联接到一个节流装置，在这里表示为硫磺装置30。在一个推荐的实施例中，硫磺送入泵的速度为6加仑/小时（GPH）50磅/平方英寸（PSI），并且由0.25马力（hp）电动机M驱动。硫磺泵30具有冷却进水口30A，并通过阻塞阀30B到排水管30C进行排水。这些冷却水可以保护硫磺泵30的轴承。硫磺泵30还通过管道30D使用蒸汽维持泵内的液态硫磺在适当的高温下。由一个压缩空气信号来调节硫磺泵30的工作范围，该信号在与硫磺泵30的输入相联的管线30E上。

进入烧硫炉的氧气的硫磺的氧化产物在炉内产生气态二氧化硫（SO2），通过管道24A的出口进入转化装置，在本说明书中为催化剂转化器32。在转化器32中含有五氧化二钒（由氧化硅胶支持的）。这种催化物质许多企业可以大量供应，例如蒙山托（Monsanto）。在一个非常理想的实施例中，烧硫炉22和催化转化器32可由一个套装的同轴容器构成。图2表示了烧硫炉的中心室，其中含有前面提到的耐火34。容器22外面在容器32内含有五氧化二钒32A。容器22和32的上部是连通的，所以在反应器22内形成的二氧化硫能向上移动（与进入的氧化空气的方向相同）进入容器32的顶部，并且通过五氧化二钒32A向下移动。大家都知道的方法是，五氧化二钒可催化二氧化硫转化为三氧化硫。这种型式的结合套装反应容器能从意大利，米兰市的拜累斯多股分公司（Ballestra，S.p.A.）得到大量的供应。但是，也可以用其它类型的反应器代替。

催化转化器32的输出通过管线32A（见图1）联接到输送装置36，在此为多个矛式探针的形式，用以喷入调节气体到静电沉积器的入口管道。（在下文将给与说明）

在原理图中的管道24A，被联接在烧硫炉22和催化转化器32之间，同时还连通着温度传感器24B，其可以检测所不允许的低温，并且触发低温警报器24C。来自传感器24B的低温信号联接到“或门”38的一个输入端，而另一个输入端接到低温传感器20A的输出端，该传感器20A能检测空气加热器20的低温。如果“或门”38接受了以上二个低温信号，“或门”便关闭电动机M。这样便可以确保低温不引起燃烧不充分和（或）烧硫炉容器-硫磺堵塞。

在本文中表示的两个交替使用的传感装置为温度测量发送器20B和32C。这些温度测量发送器能够被开关S1交替选择。在实际的实施例中，将不真正使用开关S1，而是挑选一下将使用来自传感器20B或者 32C所测定的传感初始值。由开关S1选择控制信号连接到总节点40，为一个适于控制的装置例如具有各种总输入的操作放大器。在本实施例中总节点40的输出端被倒相并用作调制电源而输入到管线20C上，20C是加热器20的电加热元件。这样，电加热器作为一个装置，用来改变经过加热器20输送气流的温度。

来自参量装置的信号（在下文将说明），在端点42上提供参量信号。这种参量信号能说明静电沉积器的测量特性（在下文将给与说明），静电沉积器的气体流动及与其相关的支持装置有关。这个参量信号通过一个换算放大器联接到总节点40的另一个输入端。端点42还与气压转换器46作电气联接，沿着输送管线30E提供气压控制信号给硫磺泵30。

为了让大家更容易理解与图1和图2有关的装置原理，现在简单介绍一下其操作过程。蒸汽从辅助工业车间通过输送管道26A、28A和30D提供，同时还通过套在硫磺传输管上的蒸汽套管，以保持硫磺为液态。水也流过输送管30A到排水管30C，冷却硫磺泵30的轴承。我们进而假设端点42的参量信号为一个恒定值，并且在给定的时间内保持在这个恒定值。其结果气压转换器46便输出一个恒定的驱动信号到硫磺泵30，指令其在一个相对恒定的泵速操作。

然而，为使硫磺泵30转动，电动机M必须动作。开始时，输送管道20D和24A将是低温的，至使温度传感器24B和20A均输出不能允许的低温信号到“或门”38，该“或门”使电动机M保持断开的状态。然而，温度传送器32C（或如果选择在传送器20B），发出一个低电平信号到总节点40，使其发出一个相对高的信号到管线20C经过空气加热器20对流过的气体加热。其结果，这种加热的空气通过烧硫炉22和催化转化器32传输引起一个允许高温信号，送入温度传感器24B和20A。因此，“或门”38驱动电机M，使得硫磺通过硫磺泵30泵入烧硫炉的管道24。

纯液体的硫磺向下倾入烧硫炉22，阶流式通过耐火的球34（见图2） 引起充分的氧化，与向上流动而通过管20D的热空气发生充分氧化。因此产生的二氧化硫经过催化转化器32成为三氧化硫。这三氧化硫到达探针36后调节静电沉积器内的气体。（在下文将给与描述）

随着过程继续进行，通过传送器32C（或传送器20B）在输出管32A所感受的温度说明由于氧化转化及加热器20的作用为一上升的温度。其结果，这高温信号通过开关S1传送到总节点40，以降低管线20C上驱动空气加热器的动力。因此，将系统控制在能量与热量的最佳平衡状态，同时，依赖于所选择的温度传送器32C或20B可在对应的管道32A或20B产生已调节的温度。

三氧化硫的生率能被端点42上的有关参量信号所改变。这个参量信号（开始时，假定其为一个常数）是一个与通过静电沉积器的体积有关的变量，是静电沉积器所需要调节气体的量的指示。因此，当在端点42的发生信号增大时可通过输送管线30E输出，用以增加硫磺泵30的泵转速。其结果，进入烧硫炉22的硫磺的流率增加，最终结果，进入探针36的三氧化硫的流率增加。同时，这种增加的生产率的要求经过放大器44，与总节点40结合。这种增加的生产率引起沿管线20C作用到加热器20的驱动力下降。这种加热器驱动力的下降由以下实事得到：硫磺的燃烧率上升，任何情况下均得烧硫炉22内的温度升高。如果这种系统关闭，终止硫磺流并且跟着输入净化空气如下：这时阻塞阀门18A被打开，允许来自辅助车间的辅助空气流过加热器20并净化该系统。

图3表示了一个改进的实施例，与上文和图1所述的元件完全相同，并带有相同的图位编号。在图3装置构造中的不同点是，在输送管线30E上增加了一个气压分支管线30F联接到调制装置50的薄膜片阀50A上，调制装置可以通过鼓风机16改变送入空气的流速。薄膜片50A能够推动调节装置50内的气流调节器，以便其操作一个节流装置限制空气流。

在图3中还增加了一个空气加热装置52，通过一个单向阀52A和一 个阻塞阀52B，并由空气供应器BPA（最好为从锅炉来的预热空气）提供空气。加热器52的构造与加热器20相似。加热器52的电加热器输送管线52C连接到一个控制装置，在此为一个温度控制器52D，而控制器则与加热器52的输出管52F联接用以感受温度。联接温度控制器52D是为调节热输入，以便使管线52F的输出温度保持恒定，例如保持在350°F。输送管道52F和32A合并为管道54，该管送到上文提到的探针36。输送管道54的温度由温度传送器54A监控，该传送器54A感受由管道52F和32A的输出混合引起的结合温度。传送器54A与开关S1相连，这与上文图1中提到连接32C的方法类似。

图3中装置的操作与上文图1中所描述的操作相同。但是，在端点42上的参量信号则另外调节通过鼓风机16的空气的体积或流率，使之与通过硫磺泵30的硫磺流率成比例。因此，使得进入烧硫炉22大量的空气和硫磺的流率随着参量信号同步的增加和减少。这种特征主要应用在由于硫磺和空气的流率可被同时调制，而流过管道24A的氧化硫和空气的浓度没有变化的情况。

在这个特殊的实施例中，完成空气的调制是由于BPA补给源提供了过量的气体到探针，而不需要由空气进口10提供空气。

还有，通过加热器52的辅助加热器，能减少输送管线32A对高温的要求。这样，可以使探针36保持在一定温度范围之上，以使三氧化硫不会凝固。无论如何，这就需要温度不是在烧硫炉22和转化器32处于最有效的操作所需要的温度。所以，喷入管线54的热空气将允许独立的温度调整。

经上述加热空气的混合后，通过温度传送器54A在输送管道54内测量的温度，能够用于改变通过空气加热器20并被它所加热的空气范围，并如上文所描述的方法，使其在烧硫炉22和转化器32内建立操作温度。

图4表示了一个锅炉BLR正通过输送管62排放气体到静电沉积器 64。沉积器62排出了空气预热器TR内的热量，其方法是将热量传递给由送风机72提供的由管道70进入的空气。

在图4中，将上文所描述图3中的实质系统用简单的框图加以说明，其中许多详细的结构组成了大方框。方框所用的图位标号与图3相同，而它们的构成也包含在图4中有关的方框中。根据以上所述，由硫磺泵30，以及鼓风机16送入加热器20的空气共同输入到烧硫炉22。烧硫炉22输入到转化器32，其输出与辅助热空气在混合器54内混合，并输入到探针36。探针36被安装在静电沉积器64的输入导管62内。由温度控制器52D调节加热器52的输出。加热器52是接入在锅炉BLR与道风机72相连接的输入管上。另一方面，温度传送器54A和20B被联接在转化器32和加热器20相应的输出端上。以上两个温度传送器54A和20B之一的输出可由开关S1选择并驱动温度控制器40用以调节加热器20。

在这里表示的参量装置包括具有各种输入的控制系统76。该控制系统76的输出线42被联接到鼓风机16和硫磺泵30的输入控制端。所以，参量装置76可以控制鼓风机16和硫磺泵30的操作速率。人们将注意到其与图3的安排不同，在这个实施例中，在线42上的参量信号不去调整温度控制器40。

在控制系统76中有五个输入端，但人们知道在英的实施例中，可以使用不同数量的输入。输入端76A与静电沉积器64的电气控制64A相连。输入线76A如此连接以便于探测向沉积器64的电力输送。根据以上所讲，如果向静电沉积器64的电力输送降低，控制系统76能使硫磺泵30和鼓风机16的驱动操作增加。这样将使三氧化硫的产生率增加，进而调节沉积器64处排放的气体，所以使其工作量增加。

在控制系统76的输入端76B联接到温度传送器78，其可以探测来自沉积器64进入排风机66流过气体的温度。这里的温度增加在沉积器64的排气中具有高能级的指示;并且为严重污染排放气体。其结果，控制系统 76响应这个来自沉积器64排气温度的增加，并加大驱动硫磺泵30和鼓风机16，提供更多的气态条件，用以增加沉积器64的沉淀程度。

控制系统76的输入端76C接到电动机80。例如，线76C的这种联接能够传送相应于输入到电动机80的电流（或电力）的信号。这种电流（或电动机80所吸收的电力）增加，经过沉积器64的流率便被其指示，并且指示出使其必做的工作量。综上所述，控制系统76响应进入电动机80的电流或电力的增加，同时加大驱动鼓风机16和硫磺泵30，所以产生更大的调节气体使沉积器64有效的工作量增加。

输入端76D接到流量传感器82，其可以测量排风机66和烟囱68之间气体的流率。这种流率也可以用作通过沉积器64的气体体积的指示。再者，控制系统76以增加三氧化硫的生产率来响应流率的增加，至使沉积器64能完成更多的有效工作。另一个输入端76E接到烟囱68上的一个暗度传感器84。暗度传感器84通过一个光电装置（例如一个光电晶体管）探测透射过烟气的光线，以确定暗度。在本实施例中，烟气暗度的增加说明需要进一步对排出的气体进行净化工作。根据以上所述，控制系统76响应暗度测量的加大，同时增加鼓风机16和硫磺泵30的流速。其结果是提高了三氧化硫的生产率，使得沉积器64能完成更有效的工作。

下面对图4装置中操作的叙述与上文图3中的操作相似，除去增加的关于参量控制系统76的描述。锅炉BLR用普通的动力操作，在通过烟囱排放气体之前使空气在送风机72和排风66通过管道70和62以及沉积器64中进行循环。由空气加热器TR加热后的一部分空气放出，并且通过辅助电加热器52做补充加热，用温度控制器52D将其中的温度调整在预先确定的温度，例如为400°F。这种加热的空气从催化转化器32用调节媒质在混合器54中混合，并且由探针36喷射以调节沉积器64中的气体。温度传送器54A和20B被联接到对应的转化器32加热器20的输出端，其操作方式与上文中图1和图2中的相同元件的操作方式相同。特别是 通过控制器40由选定开关S1的某一端，来调整加热器20的热传输。

各种与沉积器64、排风机66及烟囱68有关的操作参量可通过控制器76进行处理。在理想的实施例中，控制器76促使具有混合电阻器的运算放大器（某些将被倒相输入）提供一个为输入的线性组合的输出。因此，根据线42发出需求令可通过变化鼓风机16和硫磺泵30的流速来改变三氧化硫的生产率。在上文所描述的方法中，通过温度传送器54A和20B测出不足的温度，可将额外的热量加在由鼓风机16的空气流中而使其温度增高。

图5表示上文提到的催化转化器32和它的出口32A，后者联接到（在此没有显示联接到）上文已讲过的图1或图3中的装置。同样地测量转换器46是联接在前面提到的端点42处，因而也是联接在前面叙述的相关的装置上。同样，空气加热器20的电气线20C与图1或图3中讲过的装置相联。同样的说明也适用于鼓风机16，其输入是图1或图3所示的装置。图5中小于100的图位编号已经在图1或图3中解释，所以在下文中就不进一步说明了。

装在压力罐中的氧化硫100，称为二氧化硫，为液态输出。压力罐100的出口输送管经过阻塞阀102联接到一个硫磺装置104的入口，在这里表示为一个具有入口104A和出口104B的蒸发器104。以下要说明，由通电线圈104C对蒸发器104装水浴槽加热，并由恒温装置104D调节线圈中的电流。因此，蒸发器104的水浴槽被维持在一个预先确定的温度，以便适合从罐100流入的二氧化硫用于蒸发。同样，用水平面传感转换器104E调整蒸发器104内的水平面，在转换器104E控制着电磁线圈104F因而也控制着液体入口阀104G。这种设计能保持蒸发器内为正确的水平面。在本实施例中，蒸发器104的水槽的温度被控制在刚刚低于沸腾点。蒸发器104用与阻塞阀104G输出相连的排水阀106进行排水。阀106将水放入排水管108。

蒸发器104为一种市场上有现货供应的蒸发器。例如由华而斯（Wallace）和特南（Tiernan）制造的50-202号蒸发器便能满足操作的要求。其它使用的蒸发器根据需要亦可使用，主要应考虑其容量，耐温、速率和其它的要求。

蒸发器104的出口104B处含有相对高压状态的气态二氧化硫。由减压阀110降压，并且送入调节阀112。压力调节阀112由上文中提到的输送管线30E的水压操作。管线30E通过通常是开启阀114被联接到阀112。阀114是由“或非”门38的输出驱动的一个电磁操作阀，该门38的输出也联接到电动机M的输入端以驱动上文中提到的鼓风机16。“或非”门38，接受来自上文所讲的温度传感器24B和20A的输出。如果温度在可以接受的限定范围内，通常开启阀114保持开启，而且电动机M保持通电状态。当操作温度不正常时，上述状态便可以阻止氧化硫和空气流动入系统中。

流速调节阀112的输出端联通到空气加热器20的输出端，且两者皆一齐导入螺旋混合物116的输入端。混合器116为一个静态管线式混合器使二氧化硫和空气流均匀混合。混合器116有一个内部螺旋的设备，这就使得空气和二氧化硫完全地混合。混合器116的输出接到上文所提到的输送管道24A，其输入端则接到催化转化器32。

下面所述图5中装置的操作过程，除了液体二氧化硫的应用以外，与图1或图3所述的相似。假设传感器20A和24B所测量的温度是在允许的范围，电动机M被控制以一定的速度驱动鼓风机16，同时开启阻塞阀114。因此，输送管线30E上的流量控制信号有效的调节通过阀112的流量。其结果，罐100内加压液态二氧化硫通过阻塞阀102流入蒸发器104的蒸发圈。如上文所述的水平面和温度被调节使其进行有效的完全蒸发。随后，气态二氧化硫流过输送管104B，并由阀110将其降压。在此之后其流量由阀112调节，使得二氧化硫流向混合器116。如前所 述，响应端点42对应于沉积器及其周围的某些控制参量信号，调整通过阀112的流量。加热器20的输出也流入混合器116。与图1和图3的情况相同，空气加热器20的空气温度和流量可以被调整，以产生所需要的能量流。

空气和二氧化硫的汇流进入混合器116在输送管24A上产生均匀的输出。其生成的汇流流进催化转化器32，在其出口32A产生了三氧化硫。如前所述，三氧化硫被用作调节媒质，并且送入上文所讲的静电沉积器内的探针。与上文所述相同，输送管32A的输出温度能被用来调节驱动空气加热器20的电流，使它的输出温度变化。同样，线路42上的参量信号也能影响空气加热器20的驱动电流。进而，在某些实施例中（如图3）线路42上的参量信号能被用来控制一个气流调节器供气鼓风机16，来调节其空气的流量。

人们知道以上所讲的有关理想实施例可以做各种修改。例如，与上文所述控制器有关的各种传递功能，可以按照辅助工厂的特点或者按照需要的响应时间加以改变。进而，大量的温度传感器、流量传感器、压力传感器和其它传感器均可设置在此处描述的各种管线上以增加所监控的各种操作程序的变量。同样，烧硫炉和催化转化器的结构可以根据所需要的流速、转化效率、操作温度、可靠性、大小限制等……，而加以改变。同样，在其它实施例说明的各种蒸汽加热线圈和冷却水管道可以被删除或者由其它装置所代替，例如电气装置。同时，各种泵、气体和鼓风机的调节可以由许多其他的技术来实现。其它连通形式可应用在不同的实施例中。进而，除所表示的各种电气控制外，射流或者计算机电路也可用在其它的实施例中。

显而易见，根据以上所述本发明的许多修改和变更是可能的。因此，可以理解在后附的权利要求的范围内，本发明可以在说明书描述以外的其他方面实施。