專利名稱：電離型氣體凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電離型氣體凈化裝置。
背景技術(shù)：
VOCS氣體(易揮發(fā)性有機化合物廢氣)主要來源于化工原料、化工產(chǎn)品生產(chǎn)、噴(烘)漆過程和建筑裝飾材料。常見的有甲烷、丙二醇、TXIB、甘二醇丁基醚、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛、己醛、2，4，4三甲基戊酯、十一烷、酚等。目前對VOCS的處理主要采用蒸發(fā)、吸收、吸附、冷凝及燃燒等方法，但這只是治表，不能治本，而且運行成本高，有嚴重的二次污染產(chǎn)生。即這些方法在技術(shù)和經(jīng)濟上都存在一定的缺陷，上世紀八十年代起應(yīng)用電離法處理VOCS被視為一種很有發(fā)展前途的技術(shù)而被大力研究。
利用靜電力將氣體中的懸浮粒子(粉塵或滴液)分離出來，并通過有效捕集，達到除塵凈化的目的，但它對有機廢氣的治理凈化幾乎沒有效果，這是電除塵器的基本工作原理和結(jié)果。
運用電除塵器的基本原理，針對氣態(tài)污染物的特點，通過強大的電離能，去轟擊有害氣體分子的化學鍵，使分子化學鍵斷裂，將有害廢氣降解為單質(zhì)或一氧化碳、水及其他無害物質(zhì)。從理論上分析，這是完全可能的，因為這種高能電子超過了個有機物和大多數(shù)無機物中化學鍵的解離能；再因為治理粉塵的路徑是“凝聚”，而治理氣態(tài)污染物的路徑是“分解”，其路徑方向是相反的。因此本發(fā)明在設(shè)計處理器本體結(jié)構(gòu)時，同樣采取了“背道而馳”的思維模式，將電除塵器中的兩極“包籠型”改為兩極“分離型”，將陰電暈改為陽電暈。試驗和實際生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明本發(fā)明基本原理是正確的，治理效果是顯著的，電離型氣體凈化器是治理氣態(tài)污染物的新型產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能有效治理VOCs氣體的電離型氣體凈化器。
本發(fā)明提出的電離型氣體凈化器，包括機械結(jié)構(gòu)和電路結(jié)構(gòu)兩個部分。其中，機械結(jié)構(gòu)部分由若干處理單元(單個電場)以串聯(lián)或并聯(lián)方式組成，這些處理單元組裝于兩頭分別具有進氣口和出氣口的箱體外殼內(nèi)。這里的處理單元是矩形電場，由若干個相同長度的陰極和陽極兩端分別固定在絕緣板上組成，是矩形電場，其中，陽極按行列形式排列，兩端分別垂直地固定于兩塊絕緣板上；陰極設(shè)置于四根陽極組成的矩形的對角線交叉處，兩端分別穿過陽極固定絕緣板上的洞孔，通過固定螺絲和彈簧垂直地固定于另兩塊絕緣板上，陽極和陰極平行排列，見圖1和圖2所示。
本發(fā)明中，陽極選用耐腐蝕的銅質(zhì)或不銹鋼的管子，直徑為8-30mm；陰極選用耐腐蝕的、韌性強、強度高的金屬絲，直徑為0.05mm-0.2mm。具體可根據(jù)處理廢氣時的規(guī)模確定。
本發(fā)明中，陰極(也包括陰極)行列數(shù)以及長度也根據(jù)處理裝置大小選定，一般行數(shù)為5-20，列數(shù)為5-20，長度為30cm-200cm。陰極(或陰極)行、列相隔間距為15mm-80mm。
本發(fā)明中，機械結(jié)構(gòu)部分的若干個電場可以臥式排列，也可以豎式排列，根據(jù)實際需要而定。
本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)由中央控制器、高壓供電電路、低壓控制電路組成，還可包括各種檢測電路。其結(jié)構(gòu)框圖見圖5所示。
本發(fā)明的高壓供電電路由斷路器、熔斷器、晶閘管、限流電抗器、整流變壓器、取樣電路、保護電路經(jīng)電路連接組成，見圖6所示。該電路對處理單元輸出高電壓，通過高壓放電產(chǎn)生等離子體。具體電路連接和原理描述如下交流電源由輸入端001、002引入，合上斷路器QF1，則電源經(jīng)快速熔斷器FU1、FU2送給兩只反向并聯(lián)晶閘管V1、V2，V1、V2受微型計算機的控制，只要在A1單元電路輸出插座XT4的XT4.2、XT5的XT5.1端子上有正向脈沖輸出，即可使V1、V2輸出大小可調(diào)的非正弦交流電壓，送至高壓整流變壓器的輸入端LX、TX，經(jīng)電抗器L1平波，然后由升壓變壓器TM升壓，再經(jīng)高壓硅整流橋V25-V28整流，輸出負的脈沖直流電源，經(jīng)高壓阻尼電阻R4送至電場的陽極，高壓整流變壓器的正端經(jīng)兩次電流取樣電阻R1后可靠接地。
本低壓控制電路由電源電路、接口電路、信號處理電路、計算機電路和鍵盤顯示電路五部分組成。為通用電路，故不作敘述。
本發(fā)明的工作原理如下通過高壓、高頻電流，激發(fā)電場內(nèi)形成有電子流和正離子流組成的離子流，以每秒鐘數(shù)萬次的有效碰撞，將待處理氣體激活，在發(fā)生一系列基元物化反應(yīng)的同時，氣體分子中的化學鍵遭到破壞，有害氣體分解成無害的單質(zhì)氣體分子和單質(zhì)固體微粒，經(jīng)過多級電場的多層處理，達到無毒、無色、無味、無塵的凈化目的。


圖1為本發(fā)明的處理單元橫向截面圖示。
圖2為本發(fā)明的處理單元縱向截面圖示。
圖3為本發(fā)明處理單元照片。
圖4為本發(fā)明的機械結(jié)構(gòu)(電場)臥式排列圖示。
圖5為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖6為本發(fā)明的高壓供電設(shè)備電路圖。
圖中標號1為陽極，2為陰極，3為固定陽極用的絕緣板，4為固定陰極用的絕緣板，5為彈簧，6為固定螺絲。
具體實施例方式
根據(jù)實際處理廢氣的規(guī)模，可以設(shè)計不同規(guī)格尺寸的電場結(jié)構(gòu)，選用不同的電極直徑，對高壓供電電路選擇不同的輸出電壓和輸出頻率。電場的陰極可采用銅管或不銹鋼管。陰極采用耐腐蝕、韌性強、強度高的金屬絲，例如鎳絲等。單個電場的設(shè)計、組裝按圖1、圖2和圖3所示進行。本發(fā)明分別設(shè)計了如下不同型號電離型氣體凈化器，其參數(shù)分列如下

在實際應(yīng)用過程中，各類企業(yè)排放的各種VOCS成分、濃度都是千差萬別的，由于分解率有一定要求的，為了達到預(yù)期的處理效果，就必須針對該企業(yè)排放物的成分和濃度等實際情況，確定不同的結(jié)構(gòu)，其主要考慮選擇不同的電極材質(zhì)，確定不同的電極密度，設(shè)計不同的處理級數(shù)。根據(jù)推算，經(jīng)過3-6級處理，一般氣體均能達到或優(yōu)于國家規(guī)定的排放標準。
電極材質(zhì)、密度與分解率相關(guān)表


各層級分解率對照表

整個凈化器設(shè)備可由若干級單個電場(1個凈化處理單元)組成，各個電場間可以是并聯(lián)，也可以是串聯(lián)，排列方式可以是臥式，也可以豎式，根據(jù)實際需要選定。以臥式裝置為例(見圖6所示)，該設(shè)備由10臺單個處理組成，上、下二層為并列排列，每層為5臺串聯(lián)排列，上、下兩層分別設(shè)有進氣口和出氣口，進氣口與需要處理的氣體管道連接，圖中為與煙囪連接。
電路結(jié)構(gòu)部分輸出端與電場(機械部分)的電極連接，即組成整個氣體凈化器。
本裝置經(jīng)多家企業(yè)試用，效果十分良好，例如，上海某銅材廠涂漆車間排放的廢氣主要是苯類等有機氣體，目前的活性碳吸附處理裝置已基本無效，而且還有無組織排放現(xiàn)象，嚴重影響了周邊環(huán)境，另外，這種傳統(tǒng)的治理設(shè)備運行費用昂貴，制約了行業(yè)經(jīng)濟效益的不斷提高，并且還產(chǎn)生嚴重的二次污染。
廢氣的排放現(xiàn)狀如下

試用本發(fā)明設(shè)計的氣體凈化器，取得了比較理想治理效果

本發(fā)明裝置還經(jīng)多家排放不同類型廢氣的企業(yè)試用，例如上海某香料有限公司基料車間排放異味氣體的處理，上海某金屬切割廠的橡膠燒爐的煙塵處理等，均取得比較理想的治理效果。
本發(fā)明裝置與現(xiàn)有凈化裝置相比優(yōu)勢明顯(1)分解氣體范圍廣。由于等離子體的處理原理是激活廢氣中的活性組分，將有害化合物分解成無害的單質(zhì)分子、微粒和水等物質(zhì)，所以對于常見氣態(tài)污染物中的SO2、NOx、VOCS等都有良好的治理效果。
(2)能耗低。一臺排放口風量在10000m3/h左右的處理器的日耗電費用約在60元左右，幾孚不需要日常維護，是其他傳統(tǒng)設(shè)備所無法比擬的。
(3)無二次污染。該設(shè)備無需任何添加劑，無二次污染產(chǎn)生，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
(4)工藝簡單，組合靈活，造型美觀，設(shè)備運行穩(wěn)定。
本裝置可廣泛應(yīng)用相關(guān)企業(yè)的廢氣處理。
權(quán)利要求
1.一種電離型氣體凈化裝置，包括機械結(jié)構(gòu)和電路結(jié)構(gòu)兩個部分，其特征在于機械結(jié)構(gòu)部分由若干個處理單元以串聯(lián)或并聯(lián)方式組成，并組裝于兩頭分別具有進氣口和出氣口的箱體外殼內(nèi)；該處理單元由若干根相同的陰極和陰極兩端分別固定于絕緣板上組成，構(gòu)成矩形電場；這里陽極按行列形式排列，兩端分別垂直地固定于兩塊絕緣板上，陰極設(shè)置于4根陽極組成的矩形的對角線交叉處，兩端分別穿過陰極固定用絕緣板上的洞孔，通過固定螺絲和彈簧垂直固定于外側(cè)的另兩塊絕緣板上，陽極和陰極平行排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電離型氣體凈化裝置，其特征在于所述陰極采用銅質(zhì)或不銹鋼的管子，直徑8-30mm；所述陰極采用耐腐蝕韌性強的金屬絲，直徑為0.05-0.2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電離型氣體凈化裝置，其特征在于所述處理單元的陽極行數(shù)為5-20，列數(shù)為5-20，行、列間距為15mm-80mm，長度為30cm-200cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電離型氣體凈化裝置，其特征在于所述電路結(jié)構(gòu)部分由中央控制器、高壓供電電路、低壓控制電路經(jīng)電路連接組成，其中高壓供電電路由斷路器、熔斷器、晶閘管、限流電抗器、整流變壓器、取樣電路和保護電路經(jīng)電路連接組成，該電路對處理單元輸出高壓電，通過高壓放電產(chǎn)生等離子體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電離型氣體凈化裝置，其特征在于交流電源由輸入端001、002引入，合上斷路器QF1，則電源經(jīng)快速熔斷器FU1、FU2送給兩只反向并聯(lián)晶閘管V1、V2，V1、V2受微型計算機的控制，只要在A1單元電路輸出插座XT4的XT4.2、XT5的XT5.1端子上有正向脈沖輸出，即可使V1、V2輸出大小可調(diào)的非正弦交流電壓，送至高壓整流變壓器的輸入端LX、TX，經(jīng)電抗器L1平波，然后由升壓變壓器TM升壓，再經(jīng)高壓硅整流橋V25-V28整流，輸出負的脈沖直流電源，經(jīng)高壓阻尼電阻R4送至電場的陽極，高壓整流變壓器的正端經(jīng)兩次電流取樣電阻R1后可靠接地。
全文摘要
本發(fā)明屬環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電離型氣體凈化裝置。該裝置由機械和電路兩部分組成。機械部分由若干個處理單元(矩形電場)以串聯(lián)或并聯(lián)組成，并組裝于具有進氣口和出氣口的箱體外殼內(nèi)。每個處理單元由若干相同長度的陽極和陰極兩端分別固定于絕緣板上組成；電路部分包括中央控制器、高壓供電電路、低壓控制電路組成，其中高壓供電電路對處理單元輸出高電壓，通過高壓放電產(chǎn)生等離子體。等離子體對經(jīng)過處理單元的廢氣進行轟擊分解，轉(zhuǎn)化為單質(zhì)分子、微粒和水等無害物質(zhì)。本發(fā)明裝置可有效處理常見氣體污染物中的SO
文檔編號B01D53/46GK1833762SQ200610024299
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者張金林 申請人:上海保藍環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司