等離子除味裝置的製作方法

2023-05-29 13:11:31 1

本發明涉及廢氣處理技術領域，更具體地涉及一種等離子除味裝置。

背景技術：

目前的等離子除味裝置直接通過等離子發生器對待除味的煙氣進行處理。由於待除味的煙氣可能包括粉塵、酸鹼性水汽等，這會導致汙染電極、所需分解功率增加等問題。此外，目前的等離子除味裝置所採用的電源均為小型可控矽製作，功率較小，所能處理廢氣量有限，不能實現對大規模廢氣(如無量綱臭味、氨氣、硫化氫、三甲胺、二硫化碳、甲硫醚、二甲二硫醚、丙酮、甲苯、二甲苯等微量汙染氣體)的異味消除。

技術實現要素：

為了解決上述問題中的至少一個而提出了本發明。本發明提供了一種等離子除味裝置，所述等離子除味裝置包括等離子發生器和溼式電除塵器，其中，所述溼式電除塵器用於將待除味煙氣進行淨化，所述等離子發生器用於對經所述溼式電除塵器淨化後的待除味煙氣進行處理。

在本發明的一個實施例中，所述等離子發生器的電源為大功率高頻高壓射頻電源。

在本發明的一個實施例中，所述大功率高頻高壓射頻電源是至少基於大功率絕緣柵雙極型電晶體、脈寬調製器和微晶軟磁鐵氧體高頻高壓變壓器而製作的。

在本發明的一個實施例中，所述溼式電除塵器的電源為大功率高頻高壓射頻電源，所述溼式電除塵器的電源的功率小於所述等離子發生器的電源的功率。

在本發明的一個實施例中，所述溼式電除塵器的電源和所述等離子發生器的電源均具有短路保護和斷路自動再啟動功能。

在本發明的一個實施例中，所述等離子發生器和所述溼式電除塵器通過轉角式連接構成一體化箱體結構。

在本發明的一個實施例中，所述等離子除味裝置還包括由窄縫噴氣格柵實現的氣體勻布器，用於向所述等離子發生器中均勻地充入對所述等離子發生器的處理起輔助作用的氣體。

在本發明的一個實施例中，所述溼式電除塵器的陽極板的上方設有橫梁窄縫噴洗裝置。

在本發明的一個實施例中，所述等離子發生器的電極套旁設有熱風吹掃結構。

在本發明的一個實施例中，所述等離子發生器的陽極為以下中的任一種材料製作：碳鋼、不鏽鋼、金屬網玻璃鋼、導電橡膠或石英玻璃阻擋體；所述等離子發生器的陰極為以下中的任一種材料製作：不鏽鋼管加套不鏽鋼絲網或彈簧加套不鏽鋼絲網。

根據本發明實施例的等離子除味裝置採用等離子發生器加溼式電除塵器構成的箱體一體化結構，利用溼式電除塵器在前端解決了粉塵汙染電極、酸性或鹼性水蒸汽量大所需分解功率增加、可燃性氣體在電場中易爆等技術難題。

附圖說明

通過結合附圖對本發明實施例進行更詳細的描述，本發明的上述以及其它目的、特徵和優勢將變得更加明顯。附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明實施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中，相同的參考標號通常代表相同部件或步驟。

圖1示出根據本發明實施例的等離子除味裝置的示意性結構圖。

具體實施方式

為了使得本發明的目的、技術方案和優點更為明顯，下面將參照附圖詳細描述根據本發明的示例實施例。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是本發明的全部實施例，應理解，本發明不受這裡描述的示例實施例的限制。基於本發明中描述的本發明實施例，本領域技術人員在沒有付出創造性勞動的情況下所得到的所有其它實施例都應落入本發明的保護範圍之內。

下面參照圖1來描述根據本發明實施例的等離子除味裝置100。

如圖1所示，等離子除味裝置100包括溼式電除塵器101和等離子發生器102。其中，溼式電除塵器101用於將待除味煙氣(廢氣)進行淨化，等離子發生器102用於對經溼式電除塵器101淨化後的待除味煙氣進行處理。如圖1所示，待除味煙氣可從煙氣入口103進入，然後在進入等離子發生器102之前，首先進入溼式電除塵器101以被淨化。

具體地，可以基於溼式電除塵器101先用較低場強的溼式電除塵祛除待除味煙氣中的雜質和酸鹼霧水汽，使待除味煙氣中需電離分解的物質最小化，然後再基於等離子發生器102用強電場構成的電暈電場，利用低溫高能量等離子體分解祛除待除味煙氣中的有機臭氣、二甲二硫醚、三甲胺、甲苯、二甲苯、丙酮等有害氣體，破壞其化學鍵能，使之分解成簡單的碳水化合物，從而達到祛除異味的目的。經處理後的煙氣可從煙氣出口104排出，如圖1所示的。

在本發明的一個實施例中，等離子發生器102和溼式電除塵器101可以通過轉角式連接(例如如圖1所示的煙氣轉彎頭105)構成一體化箱體結構。溼式電除塵器101和等離子發生器102箱體之間的轉角式圓弧(例如90度或其他合適的度數)連接改變了氣體分布效果和布氣均勻度，同時又不增加過大的阻力，且豎直的等離子管體布置更容易排汙。在其他實施例中，等離子發生器102和溼式電除塵器101也可以通過其他合適的方式進行連接。

在本發明的一個實施例中，等離子發生器102的電極可以為管狀或板式等，例如在圖1中將等離子發生器102的陽極示出陽極管106，陰極示出為陰極線107。等離子發生器102的陽極可以為以下中的任一種材料製作：碳鋼、不鏽鋼、金屬網玻璃鋼、導電橡膠或石英玻璃阻擋體。等離子發生器102的陰極線可以為以下中的任一種材料製作：不鏽鋼管加套不鏽鋼絲網或彈簧加套不鏽鋼絲網。在其他實施例中，等離子發生器102的陽極和陰極的材料也可以為其他合適的材料，本發明對此不作限制。

在本發明的一個實施例中，等離子發生器102具有電磁套108，等離子發生器102的電磁套108旁設有熱風吹掃結構109，例如可以為高效鼓風機低壓熱風吹掃結構，該低壓熱風吹掃結構可以及時吹乾電磁套內的水汽，從而避免水汽造成的爬電。

在本發明的一個實施例中，溼式電除塵器101的陽極板110的上方設有橫梁窄縫噴洗裝置111。溼式電除塵器101的陽極板110頂部噴水孔的設計節省了複雜的噴淋管設置，提高了清洗效果。

在本發明的一個實施例中，等離子發生器102的電源為大功率高頻高壓射頻電源。這裡，大功率可以理解為千瓦(kw)級別的功率，高頻可以理解為千赫茲(kHz)級別的頻率，高壓可以理解為千伏(kV)以上級別的電壓。稍後將對該大功率高頻高壓射頻電源進行舉例說明，在那些例子中對該大功率高頻高壓射頻電源的數值上的描述僅為示例性的，不起到限定作用。此外，也可通過大功率高頻高壓射頻電源的製作來源理解該電源的大功率、高頻和高壓。

在一個示例中，等離子發生器102可利用單個大功率高頻高壓射頻電源，該大功率高頻高壓射頻電源可以是至少基於大功率絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)、脈寬調製器(PWM)和微晶軟磁鐵氧體高頻高壓變壓器而製作的。

在一個示例中，等離子發生器102的電源的電壓可高至120kV，輸出電流可達1500毫安(mA)，因而儲備功率可高達80千乏(kvA)。基於這樣的電源，對於難分解的有機分子化學鍵能有足夠的破壞力。而實際使用中等離子高頻震蕩呈電中性，稀薄氣體中所含需分解物質電子自平衡，獲得電子很少，形成的電流微弱，故雖然等離子發生器102採用大功率電源，但其實際消耗的功率很小，因此實現了節能效果。

在一個示例中，等離子發生器102的電源的單向密集脈衝射頻可達60-80kHz，其形成的電子震蕩將使離子震蕩頻率達到了8×105Hz以上，遠高於常規維持等離子體射頻放電所需的電源頻率13.56Hz，因而符合薩哈方程關於在特定條件下，中性氣體完全電離成等離子體的描述，保持了低溫等離子形成的穩定性。

因此，等離子發生器102的大功率高頻高壓射頻電源的應用極大提高了等離子發生器的電場能量，使單臺等離子發生器102的能量輸出最高可達到80千瓦。基於電源功率大的優勢，等離子發生器102可採用大管徑多管體不鏽鋼或石墨陽極管模塊化組合，實現對適用煙氣量的任意調整。相對於目前現行的採用多個小功率可控矽組合電源的等離子發生器，解決了目前的等離子處理裝置無法適應處理大氣量的問題，並降低了故障發生概率，提高了設備的可靠性。此外，基於等離子發生器102的大功率高頻高壓射頻電源，使得電場中利用高頻集膚效應加強了電子躍遷能量，陰極線上利用鋼絲網增加了等離子放電均勻性。

在本發明的一個實施例中，溼式電除塵器101的電源也可以為大功率高頻高壓射頻電源。在一個示例中，溼式電除塵器101和等離子發生器102可以共用同一個前述的大功率高頻高壓射頻電源。在另一個示例中，溼式電除塵器101和等離子發生器102可以具有各自的大功率高頻高壓射頻電源，其中，溼式電除塵器101的電源的功率可以小於等離子發生器102的電源的功率。例如，等離子發生器102的電源的功率可以為70千瓦到90千瓦(例如80千瓦)，溼式電除塵器101的電源的功率可以為20千瓦到30千瓦。

進一步地，溼式電除塵器101的電源和等離子發生器102的電源可以均具有短路保護和斷路自動再啟動功能。

繼續參考圖1，如圖1所示，在一個實施例中，等離子除味裝置100還可以包括氣體勻布器112。氣體勻布器112用於向等離子發生器102中均勻地充入對等離子發生器102的處理起輔助作用的氣體。例如，有時需進行一些特殊的氣體化學分解處理或需要強化處理，此時可採用氣體勻布器112均勻地充入輔助氣體，諸如臭氧、氨氣、液氨、氯汽等。示例性地，氣體勻布器112可以採用格柵來實現。格柵採用雷射切割窄縫噴出氣體，可具有回火防爆功能。此外，基於前述等離子發生器的大功率高頻高壓射頻電源，氣體勻布器112是在強電場等離子氣氛下加入臭氧，因而可使臭氧氧化能力更強，而加入氨水蒸汽時則對一氧化氮還原具有特殊效果。

基於上面的描述，根據本發明實施例的等離子除味裝置採用等離子發生器加溼式電除塵器構成的箱體一體化結構，利用溼式電除塵器在前端解決了粉塵汙染電極、酸性或鹼性水蒸汽量大所需分解功率增加、可燃性氣體在電場中易爆等技術難題。此外，根據本發明實施例的等離子除味裝置採用大功率高頻高壓射頻電源，每小時可以處理5000立方米到500000立方米的煙氣(廢氣)，適合多重汙染的揮發性有機物(VOCs)氣體分解消除的設備，其祛除效率可達95％以上，解決了目前的等離子處理裝置無法適應處理大氣量的問題。總體來說，根據本發明實施例的等離子除味裝置具有節能、處理氣量大、適應廢氣品種多、抗幹擾性強、無衰減等優點，還可具有防爆防回火功能，較好解決了易燃易爆氣體的處理問題。

儘管這裡已經參考附圖描述了示例實施例，應理解上述示例實施例僅僅是示例性的，並且不意圖將本發明的範圍限制於此。本領域普通技術人員可以在其中進行各種改變和修改，而不偏離本發明的範圍和精神。所有這些改變和修改意在被包括在所附權利要求所要求的本發明的範圍之內。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的設備和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的設備實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個設備，或一些特徵可以忽略，或不執行。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細節。然而，能夠理解，本發明的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實例中，並未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應當理解，為了精簡本發明並幫助理解各個發明方面中的一個或多個，在對本發明的示例性實施例的描述中，本發明的各個特徵有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，並不應將該本發明的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本發明要求比在每個權利要求中所明確記載的特徵更多的特徵。更確切地說，如相應的權利要求書所反映的那樣，其發明點在於可以用少於某個公開的單個實施例的所有特徵的特徵來解決相應的技術問題。因此，遵循具體實施方式的權利要求書由此明確地併入該具體實施方式，其中每個權利要求本身都作為本發明的單獨實施例。

本領域的技術人員可以理解，除了特徵之間相互排斥之外，可以採用任何組合對本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的所有特徵以及如此公開的任何方法或者設備的所有過程或單元進行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的每個特徵可以由提供相同、等同或相似目的的替代特徵來代替。

此外，本領域的技術人員能夠理解，儘管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特徵而不是其它特徵，但是不同實施例的特徵的組合意味著處於本發明的範圍之內並且形成不同的實施例。例如，在權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

應該注意的是上述實施例對本發明進行說明而不是對本發明進行限制，並且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的範圍的情況下可設計出替換實施例。在權利要求中，不應將位於括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞「包含」不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位於元件之前的單詞「一」或「一個」不排除存在多個這樣的元件。本發明可以藉助於包括有若干不同元件的硬體以及藉助於適當編程的計算機來實現。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬體項來具體體現。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式或對具體實施方式的說明，本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。本發明的保護範圍應以權利要求的保護範圍為準。