煙氣污染物處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煙氣污染物處理裝置，包括：高壓脈沖功率電源、直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器；該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器，用于分解煙氣中的污染物；該高壓脈沖功率電源，用于向該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器供高頻脈沖以及電力。本發(fā)明煙氣污染物處理裝置通過使用一直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器對煙氣污染物進行處理，不需大量的氧化/還原劑對煙氣污染物進行反應(yīng)，同時，能夠?qū)瘡U氣進行處理。相對現(xiàn)有的煙氣污染物處理裝置，設(shè)備生產(chǎn)成本較低，并且結(jié)構(gòu)相對簡單，運行費用較低。
【專利說明】煙氣污染物處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大氣污染控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種煙氣污染物處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的煙氣污染物處理技術(shù)，如干、濕法脫硫工藝去除S02，選擇性(非)催化還原去除NOx，活性炭吸附Hg等，大都是各種獨立的技術(shù)的簡單組合，這些處理方法具有凈化效率高、技術(shù)成熟等優(yōu)點，但設(shè)備投資和運行費用高、占地面積大、操作維護工作量大，且存在達標(biāo)排放不穩(wěn)定、易產(chǎn)生二次污染問題?，F(xiàn)有的選擇性催化還原(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR)脫硝過程需要添加還原劑或催化劑，對設(shè)備要求較高，且運行成本較高。
[0003]另外，其他重金屬不同，汞的特性，室溫下是液態(tài)，具有易揮發(fā)性，在大氣和水體中具有強的遷移性，客觀要求應(yīng)采取切實可行的控制技術(shù)以降低其對環(huán)境和人體健康所帶來的風(fēng)險。目前，常用的汞污染控制技術(shù)包括活性炭吸附、噴溴預(yù)處理等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開了一種煙氣污染物的處理裝置，用以解決現(xiàn)有的煙氣污染物的處理裝置投資和運行費用高、占地面積大、操作維護工作量大，且存在達標(biāo)排放不穩(wěn)定、易產(chǎn)生二次污染問題。另外，對汞的處理不理想的問題。
[0005]本發(fā)明一種煙氣污染物處理裝置，包括:高壓脈沖功率電源、直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器；該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器，用于分解煙氣中的污染物；該高壓脈沖功率電源，用于向該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器供高頻脈沖以及電力。
[0006]根據(jù)本發(fā)明一種煙氣污染物處理裝置的一實施例，其中，該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器包括:至少一脈沖功率放電管，每一該脈沖功率放電管具有至少一放電電極，該至少一脈沖功率放電管的兩端用于煙氣的進出。
[0007]根據(jù)本發(fā)明一種煙氣污染物處理裝置的一實施例，其中，至少一脈沖功率放電管為線筒式或棒筒式。
[0008]根據(jù)本發(fā)明一種煙氣污染物處理裝置的一實施例，其中，該脈沖功率放電管豎向布置，連接脈沖功率放電管的上端作為煙氣的入口，下端作為煙氣的出口。
[0009]根據(jù)本發(fā)明一種煙氣污染物處理裝置的一實施例，其中，還包括:氧化還原劑添加裝置，用于向該脈沖功率放電管內(nèi)添加氧化劑和/或還原劑；該脈沖功率放電管上設(shè)置有氧化還原劑的導(dǎo)入口。
[0010]根據(jù)本發(fā)明一種煙氣污染物處理裝置的一實施例，其中，還包括:控制系統(tǒng)，用于根據(jù)該脈沖功率放電管的煙氣出口的煙氣的流量以及所含煙氣污染物的濃度，調(diào)整該電源的輸出電壓以及該高頻脈沖的頻率；和/或根據(jù)該脈沖功率放電管內(nèi)所含煙氣的流量以及所含煙氣污染物的濃度，調(diào)整氧化還原劑添加裝置的氧化劑和/或還原劑的添加量。
[0011]根據(jù)本發(fā)明一種煙氣污染物處理裝置的一實施例，其中，該高壓脈沖功率電源包括:電源以及高頻脈沖發(fā)生器，該高頻脈沖發(fā)生器用于向該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器提供高頻脈沖，該電源用于向該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器提供電力。
[0012]根據(jù)本發(fā)明一種煙氣污染物處理裝置的一實施例，其中，該放電電極位于該脈沖功率放電管的管體中心，該脈沖功率放電管連接該電源的負(fù)極，該放電電極連接該電源的正極。
[0013]根據(jù)本發(fā)明一種煙氣污染物處理裝置的一實施例，其中，還包括:前處理系統(tǒng)，用于在煙氣污染物進入該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器前，進行除塵處理。
[0014]根據(jù)本發(fā)明一種煙氣污染物處理裝置的一實施例，其中，還包括:排氣風(fēng)機，與該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器的煙氣出口連接，用于將該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器的煙氣抽出。
[0015]根據(jù)本發(fā)明一種煙氣污染物處理裝置的一實施例，其中，還包括:組鹽捕集系統(tǒng)，用于收集該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器對煙氣污染物處理后所生成的組鹽。
[0016]綜上所述，通過使用一直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器對煙氣污染物進行處理，不需大量的氧化/還原劑對煙氣污染物進行反應(yīng)，同時，能夠?qū)瘡U氣進行處理。設(shè)備生產(chǎn)成本較低，并且結(jié)構(gòu)相對簡單，運行費用較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1所示為煙氣污染物處理裝置一實施例的模塊圖；
[0018]圖2所示為煙氣污染物處理裝置另一實施例的模塊圖；
[0019]圖3所示為煙氣污染物處理裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。
【具體實施方式】
[0020]直流高壓窄脈沖等離子體是一項具有廣泛應(yīng)用前景的污染物處理新技術(shù)，其初步機理是由高電壓沖擊電流發(fā)生裝置在氣相中連續(xù)放電產(chǎn)生等離子體，(放電方式包括電暈放電、輝光放電、介質(zhì)阻擋放電等)，脈沖放電產(chǎn)生高能電子，高能電子非彈性碰撞轟擊氣體分子時產(chǎn)生羥基、自由基、臭氧等最強氧化劑。在此過程中強大的電流在極短的時間(百納秒)向發(fā)電通道通入，形成電子雪崩，使通道內(nèi)形成高能密度(102-103A/cm3)，由此引起局部電子高溫(IO4-1O5K),放電通道內(nèi)完全由稠密的等離子體所充滿，且輻射出很強的紫外線。同時，由于窄脈沖上升緣產(chǎn)生時間極短，從而等離子通道以較高的速度(102-103m/s)迅速向外膨脹，對通道內(nèi)所有的物質(zhì)作用，用NH類、S類、NO類等還原劑和產(chǎn)生的OH自由基、活性氧等強氧化劑作用下，在放電場重組成鹽，如銨鹽、硫酸鹽等，從而使汞及有機廢氣等有害物質(zhì)在組鹽后結(jié)晶析出。這些強氧化劑性物質(zhì)與污染物發(fā)生作用，從而使污染物在組鹽后結(jié)晶析出，達到去除的效果。
[0021]圖1所示為煙氣污染物處理裝置一實施例的模塊圖，如圖1所示，煙氣污染物處理裝置包括:高壓脈沖等離子反應(yīng)器I和高壓窄脈沖電源2。高壓脈沖等離子反應(yīng)器I用于分解煙氣中的污染物。高壓窄脈沖電源2用于向高壓直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器I提供高頻脈沖和電力。圖1中，箭頭指向的方向為煙氣在煙氣污染物處理裝置的流動方向。
[0022]對于其他的實施例，脈沖功率放電管可以為線筒式或棒筒式。另外，脈沖功率放電管的管體的材料可以為不銹鋼材料。
[0023]圖2所示為煙氣污染物處理裝置另一實施例的模塊圖，如圖2所示，本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上進一步增加了氧化/還原劑添加系統(tǒng)3、控制系統(tǒng)5、組鹽捕集系統(tǒng)6以及前處理系統(tǒng)7。圖2中，箭頭指向的方向為煙氣在煙氣污染物處理裝置的流動方向。
[0024]如圖2所示，氧化/還原劑添加系統(tǒng)3連接高壓窄脈沖等離子反應(yīng)器1，用于向脈沖功率放電管內(nèi)添加氣態(tài)的氧化劑和/或還原劑，添加氧化劑和/或還原劑可以使得煙氣污染物在脈沖功率放電管內(nèi)即可以通過放電電極發(fā)射的等離子體對煙氣進行處理，同時添加氣態(tài)的添加氧化劑和/或還原劑幫助進行煙氣污染物的處理。排氣系統(tǒng)4連接高壓窄脈沖等離子反應(yīng)器1，用于將經(jīng)高壓窄脈沖等離子反應(yīng)器I處理的煙氣自脈沖功率放電管抽出。組鹽捕集系統(tǒng)6連接高壓窄脈沖等離子反應(yīng)器I，用于收集該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器I處理后的煙氣污染物所生成的組鹽。前處理系統(tǒng)7與高壓窄脈沖等離子反應(yīng)器I連接，由于一般的煙氣中都含有塵土等雜質(zhì)，如進入脈沖功率放電管，有可能造成脈沖功率放電管阻塞等問題，減少脈沖功率放電管的使用壽命，前處理系統(tǒng)7可以在煙氣進入脈沖功率放電管之前先將煙氣中的塵土等顆粒雜質(zhì)去除。前處理系統(tǒng)7的具體實現(xiàn)方法以及結(jié)構(gòu)由于是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實現(xiàn)的，故在此不做贅述。
[0025]參考圖2，控制系統(tǒng)5分別與氧化/還原劑添加系統(tǒng)3、組鹽捕集系統(tǒng)6、前處理系統(tǒng)7、高壓脈沖等離子反應(yīng)器I和高壓窄脈沖電源2連接?？刂葡到y(tǒng)5用于根據(jù)脈沖功率放電管的煙氣出口的煙氣的流量以及所含煙氣污染物的濃度，調(diào)整充電電源的輸出電壓以及高頻脈沖發(fā)生器輸出的高頻脈沖的頻率，進而調(diào)整煙氣污染物在脈沖功率放電管中的反應(yīng)強度。另外，在具有氧化/還原劑添加系統(tǒng)3的情況下，控制系統(tǒng)5可以根據(jù)脈沖功率放電管內(nèi)所含煙氣的流量以及所含煙氣污染物的濃度，調(diào)整氧化還原劑添加裝置的氧化劑和/或還原劑的添加量。
[0026]即控制系統(tǒng)5通過反饋控制，根據(jù)下游某些指標(biāo)的變化控制有關(guān)參數(shù)。根據(jù)進出口煙氣流量及煙氣污染物濃度的變化，通過信號反饋控制調(diào)整電源輸出電壓；根據(jù)反應(yīng)器出口的濃度變化，通過在線數(shù)據(jù)監(jiān)測的信號反饋，調(diào)節(jié)控制電源的輸出電壓及放電頻率。在需要添加氧化劑/還原劑時，根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)N0、S02及Hg等的流量和濃度的變化，通過信號反饋控制相關(guān)氧化劑/還原劑的添加量。
[0027]同時，控制系統(tǒng)5還可以分別對前處理系統(tǒng)7、排氣系統(tǒng)4、組鹽捕集系統(tǒng)6以及高壓窄脈沖電源2分別或協(xié)調(diào)控制，以達到對煙氣污染物處理裝置的整體控制。
[0028]圖3所示為煙氣污染物處理裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖3所示，高壓脈沖等離子反應(yīng)器I包括脈沖功率放電管111、脈沖功率放電管112以及放電電極(未圖示)，放電電極安裝在脈沖功率放電管內(nèi)。高壓窄脈沖電源2包括高頻脈沖發(fā)生器以及充電電源。充電電源能夠充電，用于向高壓脈沖等離子反應(yīng)器I提供電力。高頻脈沖發(fā)生器用于向脈沖功率放電管提供聞頻脈沖。
[0029]如圖3所示，脈沖功率放電管111以及112通過上側(cè)固定板113以及下側(cè)固定板114豎向布置，含污染物的煙氣自脈沖功率放電管111以及112的上端進入，并自下端排出。放電電極應(yīng)位于脈沖功率放電管111以及112的管體的中心位置。脈沖功率放電管111以及112各連接一負(fù)極柱(未圖示)，脈沖功率放電管111的管體接地。脈沖功率放電管111以及112的外部分別設(shè)置有一正極柱，正極柱分別連接高壓脈沖功率電源2的正極以及放電電極脈沖功率放電管111以及112各自的放電電極通過該正負(fù)極柱獲得該高頻脈沖以及電力。另外，在煙氣污染物處理裝置具有氧化/還原劑添加系統(tǒng)3的情況下，脈沖功率放電管Ill以及112的中部各自可以設(shè)置氧化/還原劑的導(dǎo)入口 115，氧化/還原劑的導(dǎo)入口 115用于與氧化/還原劑添加系統(tǒng)3連接。排氣系統(tǒng)4例如可以為排氣風(fēng)機4，以將脈沖功率放電管111以及112中的煙氣抽出。
[0030]綜上所述，通過使用一直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器對煙氣污染物進行處理，不需大量的氧化/還原劑對煙氣污染物進行反應(yīng)，同時，能夠?qū)瘡U氣進行處理。設(shè)備生產(chǎn)成本較低，并且結(jié)構(gòu)相對簡單，運行費用較低。
[0031]雖然已參照幾個典型實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為所附權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種煙氣污染物處理裝置，其特征在于，包括:高壓脈沖功率電源以及直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器； 該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器，用于分解煙氣中的污染物； 該高壓脈沖功率電源，用于向該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器供高頻脈沖以及電力。
2.如權(quán)利要求1所述的煙氣污染物處理裝置，其特征在于， 該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器包括:至少一脈沖功率放電管，每一該脈沖功率放電管具有至少一放電電極，該至少一脈沖功率放電管的兩端用于煙氣的進出。
3.如權(quán)利要求2所述的煙氣污染物處理裝置，其特征在于，該至少一脈沖功率放電管為線筒式或棒筒式；該脈沖功率放電管豎向布置，連接脈沖功率放電管的上端作為煙氣的入口，下端作為煙氣的出口。
4.如權(quán)利要求2所述的煙氣污染物處理裝置，其特征在于，還包括:氧化還原劑添加裝置，用于向該脈沖功率放電管內(nèi)添加氧化劑和/或還原劑； 該脈沖功率放電管上設(shè)置有氧化還原劑的導(dǎo)入口。
5.如權(quán)利要求4所述的煙氣污染物處理裝置，其特征在于，還包括: 控制系統(tǒng)，用于根據(jù)該脈沖功率放電管的煙氣出口的煙氣的流量以及所含煙氣污染物的濃度，調(diào)整該電源的輸出電壓以及該高頻脈沖的頻率；和/或根據(jù)該脈沖功率放電管內(nèi)所含煙氣的流量以及所含煙氣污染物的濃度，調(diào)整氧化還原劑添加裝置的氧化劑和/或還原劑的添加量。
6.如權(quán)利要求2所述的煙氣污染物處理裝置，其特征在于， 該高壓脈沖功率電源包括:電源以及高頻脈沖發(fā)生器，該高頻脈沖發(fā)生器用于向該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器提供高頻脈沖，該電源用于向該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器提供電力。
7.如權(quán)利要求6所述的煙氣污染物處理裝置，其特征在于，該放電電極位于該脈沖功率放電管的管體中心，該脈沖功率放電管連接該電源的負(fù)極，該放電電極連接該電源的正極。
8.如權(quán)利要求1的煙氣污染物處理裝置，其特征在于，還包括:前處理系統(tǒng)，用于在煙氣污染物進入該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器前，進行除塵處理。
9.如權(quán)利要求1的煙氣污染物處理裝置，其特征在于，還包括:排氣風(fēng)機，與該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器的煙氣出口連接，用于將該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器的煙氣抽出。
10.如權(quán)利要求1的煙氣污染物處理裝置，其特征在于，還包括:組鹽捕集系統(tǒng)，用于收集該直流高壓窄脈沖功率放電反應(yīng)器對煙氣污染物處理后所生成的組鹽。
【文檔編號】B01D53/32GK103706226SQ201310753624
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】賈保軍, 陳揚, 馮欽忠, 劉俐媛, 杭鵬志, 阿熱依古麗 申請人:中國科學(xué)院高能物理研究所