CN104524932A - 一种采用低温等离子技术净化工业废气的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用低温等离子技术净化工业废气的方法及设备，该设备包含预处理装置、低温等离子体净化装置、风机和喷淋塔，所述预处理装置、低温等离子体净化装置、风机和喷淋塔依次顺接，所述低温等离子体净化装置由若干低温等离子体反应室组成，这些低温等离子体反应室可以根据处理工业废气的特点进行串联或并联连通使用。本发明对工业废气的净化效果明显，安全性高，适宜在各类工业废气治理中进行推广与应用。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种采用低温等离子技术净化工业废气的方法及设备。
背景技术
随着工业生产的发展，大量废气、粉尘、烟雾等各种异味及有害气体的排放，对环境污染日趋严重，对人类健康以及社会发展带来不利影响。因此，治理废气、粉尘、烟尘等异味及有害气体的污染是环境保护的重大课题。
工业废气指企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物气体的总称。工业废气是大气污染物的重要来源。大量工业废气排入大气，必然使大气环境质量下降，给人体健康带来严重危害，给国民经济造成巨大损失。
目前，处理上述污染物的方法有燃烧法(包括催化燃烧法)和吸附法等，但存在净化不彻底、运行费用高等诸多不利因素。而采用低温等离子体技术去分解各类气态污染物分子是一种新型的工业废气净化方法。
为了利用低温等离子体处理这些有毒有害气体，人们针对废气处理中低温等离子体的作用机理和产生低温等离子体的方法进行了大量的基础研究，目前已研制出的能够产生等离子体的装置，主要有介质阻挡放电和电晕放电装置。中国专利申请200620045370.8和200710022826.8等公开文件中还记载了其他两种类似的采用等离子方法进行废气净化的装置。
现有等离子体废气处理装置由于等离子体源的结构限制，因此激发的效率不高，从而导致废气净化的程度不够，有的设备虽然净化程度满足了要求，但是规模不易调整，难以根据应用的需要扩大或者缩减设备的规模，上述的缺点都限制了现有的等离子体工业废气净化设备在工业上的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种净化效果明显，安全性高，适宜在各类工业废气治理中进行推广与应用的低温等离子技术净化工业废气的方法及设备。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种采用低温等离子技术净化工业废气的方法，包含如下步骤：
将待处理的工业废气通过一预处理装置进行第一级净化；
将经过第一级净化的工业废气通入一低温等离子体净化装置进行第二级净化；以及将经过第二级净化的工业废气通过一喷淋塔进行第三级净化；
其中，所述低温等离子体净化装置与所述喷淋塔之间设置有一风机，使所述低温等离子体净化装置保持负压状态。
优选地，所述低温等离子体净化装置由若干低温等离子体反应室组成，这些低温等离子体反应室可以根据处理工业废气的特点进行串联或并联连通使用。
一种采用低温等离子技术净化工业废气的设备，至少包括预处理装置、低温等离子体净化装置、风机和喷淋塔，所述预处理装置、低温等离子体净化装置、风机和喷淋塔依次顺接，所述低温等离子体净化装置由若干低温等离子体反应室组成，这些低温等离子体反应室可以根据处理工业废气的特点进行串联或并联连通使用。
优选地，所述预处理装置包括水箱、设置于水箱上方的吸收塔及连接于两者之间的水泵，所述吸收塔包括上部的液体分布器、下部的气体分布器及中间的填料。
所述液体分布器及气体分布器均设置有多个气孔。
水泵为耐腐蚀增压泵。
所述填料为拉西环、鲍尔环、阶梯环中的一种或几种。
优选地，每个所述低温等离子体反应室包含：
多个发射板和接收板，发射板与装置电源的正极电学连接，接收板与装置电源的负极电学连接，发射板和接收板相间排列，组成等离子平行阵；
接收板连接梁，所述接收板连接梁机械并电学连接每个接收板；
发射板连接杆与发射板连接梁，所述发射板连接杆机械并电学连接每个发射板，发射板连接杆进一步机械并电学连接发射板连接梁；
多个绝缘装置，所述绝缘装置一端连接至接收板连接梁，另一端连接至发射板连接梁。
优选地，所述发射板和接收板均为波纹状。
优选地，所述发射板与接收板相对的表面设置有多个发射丝，发射丝的材料是钛。
优选地，每个所述低温等离子体反应室包含：
等离子体反应室，所述等离子体反应室包含多个中空的负极管，每个负极管的中心有一个发射极管穿过，负极管和发射极管相间排列，组成等离子方阵或等离子平行阵；
等离子体反应室骨架，所述等离子体反应室骨架为金属框架，机械并电学连接每个负极管；
发射极管骨架，所述发射极管骨架为金属框架，机械并电学连接每个发射极管；
多个绝缘装置，所述绝缘装置一端连接至负极管骨架，另一端连接至发射极管骨架；
保护罩，所述保护罩套设于绝缘瓷瓶上方。
优选地，所述负极管为圆柱形或者长方体形。
优选地，所述发射极管骨架包括发射极管主梁与发射极管次梁；所述发射极管次梁为多个平行设置的金属杆，分别与发射极机械连接；所述发射极管主梁为两根平行设置的金属管，所述发射极管主梁与发射极管次梁垂直设置并机械连接，所述绝缘装置连接至发射极管主梁。
本发明的有益效果：采取上述技术方案对工业废气进行三级净化，使得净化效果彻底且保证安全；采用低温等离子技术净化工业废气的设备的低温等离子体净化装置由若干低温等离子体反应室组成，这些低温等离子体反应室可以根据处理工业废气的特点进行串联或并联连通使用，且净化效果明显，安全性高，适宜在各类工业废气治理中进行推广与应用。
附图说明
图1为本发明一种采用低温等离子技术净化工业废气设备的示意图；
图2为本发明中预处理装置的具体实施方式的结构图；
图3为本发明中低温等离子体反应室的一种具体实施方式的立体图；
图4为本发明中低温等离子体反应室的第二种具体实施方式的立体图。
图中标号说明如下：1-预处理装置，2-低温等离子体净化装置，3-风机，4-喷淋塔，11-吸收塔，12-气体分布器，13-液体分布器，14-水泵，15-水箱，10-等离子体反应室，20-发射板，30-接收板，40-接收板连接梁，51-发射板连接梁，52-发射板连接杆，60-绝缘装置，70-移动轨道绝缘瓷瓶，200-负极管，300-负极管骨架，400-发射极管骨架，500-绝缘装置，600-移动轨道绝缘瓷瓶，700-保护罩，110-发射极管，310-发射极管主梁，320-发射极管次梁。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示的一种采用低温等离子技术净化工业废气设备的示意图，包含预处理装置1、低温等离子体净化装置2、风机3和喷淋塔4。预处理装置1、低温等离子体净化装置2、风机3和喷淋塔4依次顺接，在本具体实施方式中，低温等离子体净化装置2由六个低温等离子体反应室A、B、C、D、E和F组成的低温等离子体反应室组，六个低温等离子体净化器A、B、C、D、E和F之间能够串联连通和并联连通。
将待处理的工业废气通过预处理装置1进行第一级净化，其主要作用是除尘、降温、洗涤和防爆等。
将经过预处理装置1处理的工业废气通入低温等离子体净化装置2进行第二级净化，低温等离子体净化装置2的净化作用机理：在外加电场的作用下，介质放电产生的大量携能电子轰击污染物分子，使其电离、解离和激发，然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质，或使有毒有害物质转变成无毒无害或低毒低害的物质，从而使污染物得以降解去除。
低温等离子体净化装置2由若干低温等离子体反应室组成，在本具体实施方式中，低温等离子体净化装置2由六个低温等离子体反应室A、B、C、D、E和F组成的低温等离子体反应室组，六个低温等离子体反应室A、B、C、D、E和F可以根据处理工业废气的特点进行串联或并联连通使用，以保证工业废气进入后有必要的停留时间。当待处理的工业废气的浓度较大时，需要较长的处理时间，此时可以将六个低温等离子体反应室A、B、C、D、E和F串联连通来进行工业废气的净化。当待处理的工业废气的浓度不大时，无需较长的处理时间，为了提高处理的效率，此时可以将六个低温等离子体反应室A、B、C、D、E和F两两连通腔2a、2b和2c来进行工业废气的净化。根据需要，在具体实践当中，低温等离子体反应室的数量和串并联组合方式还可以有多种。
如图2所示的本发明中预处理装置的具体实施方式的结构图，包括水箱15、设置于水箱上方的吸收塔11及连接于两者之间的水泵14。
吸收塔11包括上部的液体分布器13、下部的气体分布器12及中间的填料。
气体分布器12，其作用是将气体分成细股的气流，改善相间接触，从而提高吸收塔的效率。
液体分布器13，其作用是将吸收液分成细股的液流，改善相间接触，从而提高吸收塔的效率。
水箱中的吸收液在吸收塔11的底部经耐腐蚀水泵14增压后输送至液体分布器13喷淋而下，最后回流至吸收塔11的底部循环使用。
本预处理装置的工作原理是：待处理的工业废气经过气体分布器12后分成细股气流进入吸收塔11的下部并上升，水箱15中的吸收液经过水泵14输送至吸收塔的上部经液体分布器13后进入吸收塔11并下降，上升的气流和下降的液流在吸收塔11中的拉西环填料表面得到充分的接触，从而使得废气中的粉末和酸性成分得以去除，同时废气的温度也会下降，经过处理的废气进入低温等离子体净化装置2中进行净化。
图3本发明中低温等离子体反应室的一种具体实施方式为：等离子体反应室10中包含多个发射板20、多个接收板30、接收板连接梁40、发射板连接梁51与发射板连接杆52、多个绝缘装置60以及移动轨道绝缘瓷瓶70。
发射板20和接收板30的外型是波纹状，有利于增加待处理的工业废气在等离子体反应室10的保留时间，从而有效地提高净化的效果。
发射板20与装置电源的正极电学连接，接收板30与装置电源的负极电学连接，发射板20和接收板30相间排列，组成等离子平行阵。
发射板20的两个与接收板30相对的表面上均设置有多个发射丝，在发射板20和接收板30之间激发等离子体的过程中，发射板20通过发射丝的尖端放电，进一步提高了等离子体的激发效率。
接收板连接梁40机械并电学连接每个接收板30，连接方式可以采取焊接、铆接或者螺接等本领域内常见的连接方式。
发射板连接杆52机械并电学连接每个发射板20，发射板连接杆52进一步机械并电学连接发射板连接梁51。
绝缘装置60一端连接至接收板连接梁40，另一端连接至发射板连接梁51。所述绝缘装置60为瓷瓶或者其他本领域常见的用于实现绝缘功能的装置。绝缘装置60的作用在于保证整个设备机械上的一体性，并保证接收板30与发射板20之间的电学断接。可以采用市场上常见的高压绝缘瓷瓶以提高绝缘装置60的绝缘性能。
移动轨道绝缘瓷瓶70是一个可选部件，在所述的一种等离子体净化工业废气的装置安装在滑轨(图中未示出)上的情况下，所述移动轨道绝缘瓷瓶70可以实现设备和滑轨之间的电学隔离。
图4本发明中低温等离子体反应室的第二种具体实施方式为：等离子体反应室10，多个负极管200、负极管骨架300、发射极管骨架400、多个绝缘装置500、移动轨道绝缘瓷瓶600以及保护罩700。
负极管200的外型为圆柱形，每个负极管200的中心有一个发射极管110穿过，负极管200和发射极管110是相互平行设置。
发射极管110采用管状金属材料，发射极管110的表面设置了多个发射丝，设置发射丝可以提高等离子发生装置的放电效率。
所述负极管骨架300为金属框架，机械并电学连接每个负极管200。负极管200之间平行排列成一阵列，且彼此相互连接在一起，连接方式可以采取焊接、铆接或者螺接等本领域内常见的连接方式。负极管骨架300围绕所述阵列设置，并与阵列最外圈的负极管相连接，连接方式同样可以灵活选择。
所述发射极管骨架400为金属框架，机械并电学连接每个发射极管110。发射极管骨架400包括发射极管主梁310与发射极管次梁320，所述发射极管次梁320为多个平行设置的金属杆，分别与发射极管110机械连接，所述发射极管主梁310为两根平行设置的金属杆，所述发射极管主梁310与发射极管次梁320垂直设置并与发射极管次梁320机械连接，所述绝缘装置500连接至发射极管主梁310。采用主梁与次梁相结合的技术方案的优点在于增加了发射极管骨架的强度，并方便与接收极管骨架相互连接，因此是一种优选的技术方案。
所述多个绝缘装置500机械连接并电学隔离负极管骨架300和发射极管骨架400。
所述保护罩700为氧化铝材质，放置在绝缘装置500的上方，作用是防止酸性物质和水分进入绝缘装置500，以起到更好的封闭作用，从而增加其电学隔离性能。
移动轨道绝缘瓷瓶600是一个可选部件，在所诉的采用低温等离子技术处理工业废气的设备安装在滑轨(图中未示出)上的情况下，所述移动轨道绝缘瓷瓶600可以实现设备和滑轨之间的电学隔离。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种采用低温等离子技术净化工业废气的方法，其特征在于，包含如下步骤：
将待处理的工业废气通过一预处理装置进行第一级净化；
将经过第一级净化的工业废气通入一低温等离子体净化装置进行第二级净化；以及
将经过第二级净化的工业废气通过一喷淋塔进行第三级净化；
其中，所述低温等离子体净化装置与所述喷淋塔之间设置有一风机，使所述低温等离子体净化装置保持负压状态。
2.根据权利要求1所述的一种采用低温等离子技术净化工业废气的方法，所述低温等离子体净化装置由若干低温等离子体反应室组成，这些低温等离子体反应室可以根据处理工业废气的特点进行串联或并联连通使用。
3.一种采用低温等离子技术净化工业废气的设备，至少包括预处理装置、低温等离子体净化装置、风机和喷淋塔，所述预处理装置、低温等离子体净化装置、风机和喷淋塔依次顺接，所述低温等离子体净化装置由若干低温等离子体反应室组成，这些低温等离子体反应室可以根据处理工业废气的特点进行串联或并联连通使用。
4.根据权利要求3所述的一种采用低温等离子技术净化工业废气的设备，其特征在于，所述预处理装置包括水箱、设置于水箱上方的吸收塔及连接于两者之间的水泵，所述吸收塔包括上部的液体分布器、下部的气体分布器及中间的填料。
所述液体分布器及气体分布器均设置有多个气孔。
水泵为耐腐蚀增压泵。
所述填料为拉西环、鲍尔环、阶梯环中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的一种采用低温等离子技术净化工业废气的设备，其特征在于，每个所述低温等离子体反应室包含：
多个发射板和接收板，发射板与装置电源的正极电学连接，接收板与装置电源的负极电学连接，发射板和接收板相间排列，组成等离子平行阵；
接收板连接梁，所述接收板连接梁机械并电学连接每个接收板；
发射板连接杆与发射板连接梁，所述发射板连接杆机械并电学连接每个发射板，发射板连接杆进一步机械并电学连接发射板连接梁；
多个绝缘装置，所述绝缘装置一端连接至接收板连接梁，另一端连接至发射板连接梁。
6.根据权利要求5所述的一种采用低温等离子技术净化工业废气的设备，其特征在于，所述发射板和接收板均为波纹状。
7.根据权利要求5所述的一种采用低温等离子技术净化工业废气的设备，其特征在于，所述发射板与接收板相对的表面设置有多个发射丝，发射丝的材料是钛。
8.根据权利要求3所述的一种采用低温等离子技术净化工业废气的设备，其特征在于，每个所述低温等离子体反应室包含：
等离子体反应室，所述等离子体反应室包含多个中空的负极管，每个负极管的中心有一个发射极管穿过，负极管和发射极管相间排列，组成等离子方阵或等离子平行阵；
等离子体反应室骨架，所述等离子体反应室骨架为金属框架，机械并电学连接每个负极管；
发射极管骨架，所述发射极管骨架为金属框架，机械并电学连接每个发射极管；
多个绝缘装置，所述绝缘装置一端连接至负极管骨架，另一端连接至发射极管骨架；
保护罩，所述保护罩套设于绝缘瓷瓶上方。
9.根据权利要求8所述的一种采用低温等离子技术净化工业废气的设备，其特征在于，所述负极管为圆柱形或者长方体形。
10.根据权利要求8所述的一种采用低温等离子技术净化工业废气的设备，其特征在于，所述发射极管骨架包括发射极管主梁与发射极管次梁；所述发射极管次梁为多个平行设置的金属杆，分别与发射极机械连接；所述发射极管主梁为两根平行设置的金属管，所述发射极管主梁与发射极管次梁垂直设置并机械连接，所述绝缘装置连接至发射极管主梁。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: SHANGHAI YILANG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO., LTD. Document name: Notification of an Office Action |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150422 |