本發(fā)明涉及一種高電壓電催化放電反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

近幾年我國(guó)由于工業(yè)發(fā)展，各種制造業(yè)對(duì)電與蒸汽的需求旺盛，火電廠、鍋爐、工業(yè)用爐等使用油、煤、天然氣、生質(zhì)燃料等作為燃料，使得硫化物、氮氧化物、二氧化碳對(duì)大氣的污染依然嚴(yán)重。

傳統(tǒng)除硫脫硝設(shè)備，在現(xiàn)在市場(chǎng)上除硫、脫硝設(shè)備是各自一套。煙道中對(duì)于重金屬污染亦需以其他的方法處理，傳統(tǒng)除硫、脫硝的方法對(duì)于重金屬?zèng)]有處理效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的除硫脫硝設(shè)備無(wú)法將除硫和脫硝集成于同一套設(shè)備中、而且無(wú)法處理重金屬污染物的缺陷，而提供了一種高電壓電催化放電反應(yīng)器。所述的高電壓電催化放電反應(yīng)器在還原性氣氛下，能同時(shí)高效地分解硫氧化物、氮氧化物與二氧化碳；在氧化性氣氛下，能去除各種重金屬污染與揮發(fā)性有機(jī)化合物(簡(jiǎn)稱VOCs)。

本發(fā)明提供了一種高電壓電催化放電反應(yīng)器，其包括通過(guò)一氣體管道連接的一正極性放電反應(yīng)器和一負(fù)極性放電反應(yīng)器；

所述正極性放電反應(yīng)器包括至少一個(gè)放電結(jié)構(gòu)單元一，所述放電結(jié)構(gòu)單元一包括至少一組放電組件一，所述放電組件一包括一均布有放電針的PCB板一、貼設(shè)于所述PCB板一的兩側(cè)的兩個(gè)放電反應(yīng)器一，和貼設(shè)于所述放電反應(yīng)器一的外側(cè)的兩個(gè)模組絕緣板一，所述放電反應(yīng)器一內(nèi)還嵌設(shè)有觸媒載體；

所述負(fù)極性放電反應(yīng)器包括至少一個(gè)放電結(jié)構(gòu)單元二，所述放電結(jié)構(gòu)單 元二包括至少一組組放電組件二，所述放電組件二包括一均布有放電針的PCB板二、貼設(shè)于所述PCB板二的兩側(cè)的兩個(gè)放電反應(yīng)器二，和貼設(shè)于所述放電反應(yīng)器二的外側(cè)的兩個(gè)模組絕緣板二。

較佳地，所述放電組件一和所述放電組件二上均設(shè)有若干平行的氣體通道，并沿所述氣體通道設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口；當(dāng)所述放電組件一不止一組時(shí)，所述放電組件一并行串聯(lián)排布，以形成所述放電結(jié)構(gòu)單元一；當(dāng)所述放電組件二不止一組時(shí)，所述放電組件二并行串聯(lián)排布，以形成所述放電結(jié)構(gòu)單元二。

較佳地，所述放電結(jié)構(gòu)單元一的外圍還設(shè)有一殼體一，當(dāng)所述放電結(jié)構(gòu)單元一的個(gè)數(shù)不止一個(gè)時(shí)，所述放電結(jié)構(gòu)單元一之間通過(guò)一空心彎管一依次連接所述殼體一的首、尾端，以實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接；所述放電結(jié)構(gòu)單元二的外圍還設(shè)有一殼體二，當(dāng)所述放電結(jié)構(gòu)單元二的個(gè)數(shù)不止一個(gè)時(shí)，所述放電結(jié)構(gòu)單元二之間通過(guò)一空心彎管二依次連接所述殼體二的首、尾端，以實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接。

其中，所述放電組件一、所述放電結(jié)構(gòu)單元一、所述放電組件二和所述放電結(jié)構(gòu)單元二的個(gè)數(shù)都可以根據(jù)需要處理的氣體的流量、種類和濃度進(jìn)行靈活選擇。例如，處理相同流量和濃度的硫氧化物和二氧化碳時(shí)，由于硫氧化物更容易分解，其所需要串聯(lián)的放電組件一和放電結(jié)構(gòu)單元一的個(gè)數(shù)相比處理二氧化碳所需要的個(gè)數(shù)少。

較佳地，所述觸媒載體上陣列有若干個(gè)排列方向一致的中空直管，所述氣體通道的設(shè)置方向與所述中空直管的排列方向一致，所述中空直管的內(nèi)部附著有一層觸媒，所述放電反應(yīng)器一包括至少一兩端開放的空心長(zhǎng)方體一，所述空心長(zhǎng)方體一的開放端的設(shè)置方向與所述中空直管的排列方向相同。

較佳地，所述放電反應(yīng)器二包括至少一兩端開放的空心長(zhǎng)方體二，所述空心長(zhǎng)方體二的開放端的設(shè)置方向與所述氣體通道的設(shè)置方向一致。

較佳地，所述PCB板一還與一高壓直流電源一的正極連接，所述高壓直流電源一的負(fù)極接地，所述PCB板二還與一高壓直流電源二的負(fù)極連接， 所述高壓直流電源二的正極接地。

較佳地，所述正極性放電反應(yīng)器還置設(shè)于一外殼一中，所述外殼一的頂部設(shè)有一進(jìn)風(fēng)口，所述負(fù)極性放電反應(yīng)器還置設(shè)于一外殼二中，所述外殼二的頂部設(shè)有一出風(fēng)口。

較佳地，所述外殼一和所述外殼二的底部均開設(shè)有孔道，所述孔道用于安裝所述氣體管道。

在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：

(1)本發(fā)明提供的高電壓電催化放電反應(yīng)器完全不需要加入H₂、CO、CH₄、NH₃、C等還原劑，煙氣進(jìn)入含觸媒的正極性放電反應(yīng)器，在還原性氣氛下同時(shí)除硫脫硝，分解SO₂與NO_x產(chǎn)生單質(zhì)硫與氮?dú)?，比其他除硫脫硝設(shè)備的操作費(fèi)用都低；也不需要加入其他氣體作為還原劑，二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入含觸媒的正極性放電反應(yīng)器，在自身還原性氣氛下分解二氧化碳產(chǎn)生碳與氧氣，比其他分解二氧化碳的環(huán)保設(shè)備的效率都突出；

(2)本發(fā)明提供的高電壓電催化放電反應(yīng)器完全不需要加入任何化學(xué)原料，煙氣進(jìn)入負(fù)極性放電反應(yīng)器，在氧化性氣氛下去除煙氣中的重金屬與VOCs，相比其他除硫脫硝設(shè)備而言避免了二次污染；而且耗電量?jī)H相當(dāng)于現(xiàn)有的等離子除硫脫硝設(shè)備的10％，非常節(jié)能；

(3)本發(fā)明提供的高電壓電催化放電反應(yīng)器同時(shí)具備除硫脫硝、去除重金屬與VOCs的功能，而且對(duì)環(huán)境沒有二次污染，相較現(xiàn)有的各種煙氣中除硫脫硝的環(huán)保設(shè)備具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1的高電壓電催化放電反應(yīng)器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例1的高電壓電催化放電反應(yīng)器去除外殼一和外殼二后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中的負(fù)極性放電反應(yīng)器沿A-A面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖4為圖2中的負(fù)極性放電反應(yīng)器的內(nèi)部組件拆分示意圖。

圖5為圖2中的負(fù)極性放電反應(yīng)器的內(nèi)部組件裝配爆炸圖。

圖6為圖2中的正極性放電反應(yīng)器沿B-B面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖7為圖2中的正極性放電反應(yīng)器的內(nèi)部組件拆分示意圖。

圖8為圖2中的正極性放電反應(yīng)器的內(nèi)部組件裝配爆炸圖。

圖9為圖2中的負(fù)極性放電反應(yīng)器沿A-A面的剖面示意圖。

圖10為圖2中的正極性放電反應(yīng)器沿B-B面的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供的高電壓電催化放電反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)如圖1～10所示，其包括通過(guò)一氣體管道3連接的一正極性放電反應(yīng)器6和一負(fù)極性放電反應(yīng)器7；所述正極性放電反應(yīng)器6包括三個(gè)依次串聯(lián)連通的放電結(jié)構(gòu)單元一，所述放電結(jié)構(gòu)單元一包括兩組并行串聯(lián)排布的放電組件一，所述放電組件一包括一均布有放電針的PCB板一603、貼設(shè)于所述PCB板一603的兩側(cè)的兩個(gè)放電反應(yīng)器一602，和貼設(shè)于所述放電反應(yīng)器一602的外側(cè)的兩個(gè)模組絕緣板一601，所述放電反應(yīng)器一602內(nèi)還嵌設(shè)有觸媒載體604；所述負(fù)極性放電反應(yīng)器7包括一個(gè)放電結(jié)構(gòu)單元二，所述放電結(jié)構(gòu)單元二包括兩組并行串聯(lián)排布的放電組件二，所述放電組件二包括一均布有放電針的PCB板二703、貼設(shè)于所述PCB板二703的兩側(cè)的兩個(gè)放電反應(yīng)器二702，和貼設(shè)于所述放電反應(yīng)器二702的外側(cè)的兩個(gè)模組絕緣板二701。

所述放電組件一和所述放電組件二上均設(shè)有若干平行的氣體通道，并沿所述氣體通道設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述放電結(jié)構(gòu)單元一的外圍還設(shè)有一殼體一，并通過(guò)一空心彎管一依次連接所述殼體一的首、尾端，以實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連 接，從而形成所述正極性放電反應(yīng)器6。

所述觸媒載體604上陣列有若干個(gè)排列方向一致的中空直管，所述氣體通道的設(shè)置方向與所述中空直管的排列方向一致，所述中空直管的內(nèi)部附著有一層觸媒，所述放電反應(yīng)器一602包括至少一兩端開放的空心長(zhǎng)方體一，所述空心長(zhǎng)方體一的開放端的設(shè)置方向與所述中空直管的排列方向相同。

所述放電反應(yīng)器二702包括至少一兩端開放的空心長(zhǎng)方體二，所述空心長(zhǎng)方體二的開放端的設(shè)置方向與所述氣體通道的設(shè)置方向一致。

所述PCB板一603還與一高壓直流電源一8的正極連接，所述高壓直流電源一8的負(fù)極接地，所述PCB板二703還與一高壓直流電源二9的負(fù)極連接，所述高壓直流電源二9的正極接地。

所述正極性放電反應(yīng)器6還置設(shè)于一外殼一1中，所述外殼一1的頂部設(shè)有一進(jìn)風(fēng)口4，所述負(fù)極性放電反應(yīng)器7還置設(shè)于一外殼二2中，所述外殼二2的頂部設(shè)有一出風(fēng)口5。

所述外殼一1和所述外殼二2的底部均開設(shè)有孔道，所述孔道用于安裝所述氣體管道3。

采用實(shí)施例1提供的高電壓電催化放電反應(yīng)器處理煙氣時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)在還原性氣氛下，同時(shí)高效地分解硫氧化物、氮氧化物與二氧化碳；在氧化性氣氛下，去除各種重金屬污染與揮發(fā)性有機(jī)化合物(簡(jiǎn)稱VOCs)，具體工作原理如下：

(1)高電壓電催化放電反應(yīng)器的還原性氣氛的獲得：

接所述高壓直流電源一8的正極的PCB板一603通過(guò)放電針對(duì)所述正極性放電反應(yīng)器6放電，所述高壓直流電源一8的負(fù)極則接地，如此一來(lái)高電壓電催化放電反應(yīng)器的電性即為還原性，可令所有經(jīng)過(guò)高電壓電催化放電反應(yīng)器的大部分物質(zhì)帶正電荷。

高電壓電催化放電反應(yīng)器自身還原性的氣氛，使得二氧化硫在高電壓電催化放電反應(yīng)器內(nèi)被分解為硫加氧正離子，而且使得離開高電壓電催化放電反應(yīng)器后的單質(zhì)硫沒有機(jī)會(huì)與氧再反應(yīng)，單質(zhì)硫經(jīng)過(guò)設(shè)備被集中收集。

而觸媒載體604攜帶的觸媒在高電壓電催化放電反應(yīng)器內(nèi)，接受電能的激發(fā)，在高壓電場(chǎng)內(nèi)的觸媒會(huì)大幅度降低二氧化硫在高電壓電催化放電反應(yīng)器內(nèi)被分解為硫加氧所需的電子動(dòng)能。

同時(shí)，高電壓電催化放電反應(yīng)器自身還原性的氣氛，使得氮氧化物在高電壓電催化放電反應(yīng)器內(nèi)被分解為氮加氧正離子，而且使得離開高電壓電催化放電反應(yīng)器后的氮?dú)鉀]有機(jī)會(huì)與氧再反應(yīng)，氮?dú)怆S著煙道集中外排。

而觸媒載體604攜帶的觸媒在高電壓電催化放電反應(yīng)器內(nèi)，接受電能的激發(fā)，在高壓電場(chǎng)內(nèi)的觸媒會(huì)大幅度降低氮氧化物在高電壓電催化放電反應(yīng)器內(nèi)被分解為氮加氧所需的電子動(dòng)能。

此外，還原性的氣氛使得二氧化碳在高電壓電催化放電反應(yīng)器內(nèi)被分解為碳加氧正離子，而且使得離開高電壓電催化放電反應(yīng)器后的碳沒有機(jī)會(huì)與氧再反應(yīng)，碳成為粉末物質(zhì)可集中。

而觸媒載體604攜帶的觸媒在高電壓電催化放電反應(yīng)器內(nèi)，接受電能的激發(fā)，在高壓電場(chǎng)內(nèi)的觸媒會(huì)大幅度降低二氧化碳在高電壓電催化放電反應(yīng)器內(nèi)被分解為碳加氧所需的電子動(dòng)能。

(2)高電壓電催化放電反應(yīng)器的氧化性氣氛的獲得：

接所述高壓直流電源二9的負(fù)極的PCB板二703通過(guò)放電針對(duì)所述負(fù)極性放電反應(yīng)器7放電，所述高壓直流電源二9的正極則接地，如此一來(lái)高電壓電催化放電反應(yīng)器的電性即為氧化性，可令所有經(jīng)過(guò)高電壓電催化放電反應(yīng)器的大部分物質(zhì)帶負(fù)電荷。氧化性的氣氛使得煙氣中的重金屬在高電壓電催化放電反應(yīng)器內(nèi)被氧化中和成電中性，VOCs被分解成H₂O與CO₂等。

可見，本發(fā)明提供的高電壓電催化放電反應(yīng)器完全不需要加入H₂、CO、CH₄、NH₃、C等還原劑，煙氣進(jìn)入含觸媒的正極性放電反應(yīng)器，在還原性氣氛下同時(shí)除硫脫硝，分解SO₂與NO_x產(chǎn)生單質(zhì)硫與氮?dú)猓绕渌蛎撓踉O(shè)備的操作費(fèi)用都低；也不需要加入其他氣體作為還原劑，二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入含觸媒的正極性放電反應(yīng)器，在自身還原性氣氛下分解二氧化碳產(chǎn)生碳與氧氣，比其他分解二氧化碳的環(huán)保設(shè)備的效率都突出。

而且，本發(fā)明提供的高電壓電催化放電反應(yīng)器完全不需要加入任何化學(xué)原料，煙氣進(jìn)入負(fù)極性放電反應(yīng)器，在氧化性氣氛下去除煙氣中的重金屬與VOCs，相比其他除硫脫硝設(shè)備而言避免了二次污染；而且耗電量?jī)H相當(dāng)于現(xiàn)有的等離子除硫脫硝設(shè)備的10％，非常節(jié)能。

此外，本發(fā)明提供的高電壓電催化放電反應(yīng)器同時(shí)具備除硫脫硝、去除重金屬與VOCs的功能，而且對(duì)環(huán)境沒有二次污染，相較現(xiàn)有的各種煙氣中除硫脫硝的環(huán)保設(shè)備具有明顯的優(yōu)勢(shì)。