CN111701409A - 放电设备、尾气净化处理系统及其净化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于尾气净化处理技术领域，具体涉及放电设备、尾气净化处理系统及其净化处理方法，其中所述放电设备包括：若干电极板组，且所述电极板组包括：若干正电极板和若干负电极板；各正电极板和各负电极板平行且均匀交错排列；以及相邻的正、负电极板之间的间隙形成的气流通道；本发明的放电设备、尾气净化处理系统及其净化处理方法通过板式形状的正、负电极板，确保有足够的放电面积，并通过设置有效的放电间隙，实现在充分的放电面积产生高密度的低温等离子体，保证了与尾气中VOCs综合反应所需要的足够等离子体数量，从而获得了较高的尾气处理效率；同时通过板式形状的正、负电极板，可以减小放电设备的空间尺寸，降低放电设备的投入成本。

Description

放电设备、尾气净化处理系统及其净化处理方法

技术领域

本发明属于尾气净化处理技术领域，具体涉及一种放电设备、尾气净化处理系统及其净化处理方法。

背景技术

NTP是指低温等离子技术，低温等离子体是继固、液、气三态物质外的第四态，由正离子、负离子、电子和中性粒子组成，在该体系中其正、负电荷数相同，故称为等离子体，而针对低温等离子体技术的应用即为低温等离子技术，现有利用NTP技术净化尾气的方法主要有：喷射注入式放电技术和直接接触式放电技术等。

其中喷射注入式放电技术是通过在尾气排出管旁侧设置NTP等离子场，等离子场在高压情况下产生等离子体，等离子体以喷射的方式注入尾气排出管，与尾气排出管内待处理的VOCs（挥发性有机化合物）进行多种反应，起到净化尾气的目的，但存在如下问题：

1）等离子场内的ROS（活性氧）半衰期短，约为100ms至几分钟不等，在ROS喷射进入尾气排出管的过程中（远远大于其半衰期），已产生了物理或化学反应，从而降低了ROS的氧化性能；

2）喷射注入式反应产生的ROS和尾气排出管内待处理的VOCs数量不匹配，在不改变现有工艺参数的情况下，喷射注入式反应产生的ROS通常只有待处理VOCs数量的1/10，导致设备处理能力不足，大部分VOCs未被处理就被排入了大气。

3）喷射注入式因为正电极不能完全做到全密封结构，所以只能采用喷射注入式，这样尾气不会和电极直接接触。

其中直接接触式放电技术的电极为针式管状电极，当施加高压时，正电极与负电极之间形成等离子场并产生等离子体，当待处理的尾气通过等离子场时，尾气中VOCs与等离子场中的ROS进行多种反应，从而净化尾气，但存在如下问题：

1）针式管状电极如要产生和板式电极同等的ROS数量，其电极数量和尺寸会比较庞大，导致设备整体尺寸增加，占地空间巨大，投资成本昂贵；

2）针式管状电极稳定性差，寿命短，更换电极的频率高，维修成本高，后期设备运营成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种放电设备、尾气净化处理系统及其净化处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种放电设备，包括：若干电极板组，且所述电极板组包括：若干正电极板和若干负电极板；各正电极板和各负电极板平行且均匀交错排列；以及相邻的正、负电极板之间的间隙形成气流通道。

进一步，所述气流通道的宽度为3-5mm。

进一步，所述正电极板包括：第一矩形部；所述负电极板包括：第二矩形部；以及所述第二矩形部的面积大小不小于第一矩形部的面积大小。

进一步，所述正电极板包括：导电体，贴合在导电体表面的硅胶板，以及包覆在硅胶板外侧的绝缘材料。

又一方面，本发明还提供了一种尾气净化处理系统，包括：控制柜、变压器柜和电极柜；其中所述电极柜内设有如前所述的放电设备；所述控制柜适于控制变压器柜输出放电设备所需的电源电压；以及所述放电设备适于对进入电极柜内的尾气进行处理。

进一步，所述尾气净化处理系统还包括：高温高湿除尘器；所述高温高湿除尘器适于对进入电极柜内的尾气进行预处理。

进一步，所述尾气净化处理系统还包括：电流监控模块；所述电流监控模块适于采集各电极板组的电流信号，并发送至所述控制柜；以及所述控制柜适于在电流信号发生异常时，断开变压器供电，并发出报警信号。

进一步，所述尾气净化处理系统还包括：电源监控模块；所述电源监控模块适于采集变压器柜输出的电源信号的参数信息，并发送至所述控制柜；以及所述控制柜适于显示电源信号的参数信息，并在电源信号的参数信息发生异常时，断开变压器的供电，并发出报警信号。

进一步，所述尾气净化处理系统还包括：臭氧监控模块；所述臭氧监控模块适于采集处理后尾气的臭氧含量，并发送至所述控制柜；以及所述控制柜适于根据臭氧含量控制变压器柜调整输出的电源电压大小。

第三方面，本发明还提供了一种尾气净化处理方法，包括：通过控制柜控制变压器柜输出位于电极柜内的放电设备所需的电源电压；以及通过放电设备对进入电极柜内的尾气进行处理。

本发明的有益效果是，本发明的放电设备、尾气净化处理系统及其净化处理方法通过板式形状的正、负电极板，确保有足够的放电面积，并通过设置有效的放电间隙，实现在充分的放电面积产生高密度的低温等离子体，保证了与尾气中VOCs综合反应所需要的足够等离子体数量，从而获得了较高的尾气处理效率；同时通过板式形状的正、负电极板，可以减小放电设备的空间尺寸，降低放电设备的投入成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分结构从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更浅显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的放电设备的结构示意图；

图2是本发明的放电设备的正电极板的结构示意图；

图3是本发明的放电设备的负电极板的结构示意图；

图4是本发明的尾气净化处理系统的结构示意图。

图中：

正电极板10、第一矩形部11、负电极板20、第二矩形部21、气流通道30、控制柜40、变压器柜50、电极柜60、臭氧监控模块70。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图3所示，本实施例1提供了一种放电设备，包括：若干电极板组，且所述电极板组包括：若干正电极板10和若干负电极板20；各正电极板10和各负电极板20平行且均匀交错排列；以及相邻的正、负电极板之间的间隙形成的气流通道30，且所述气流通道30的宽度为3-5mm。

具体的，在正、负电极板之间施加高压变频电源后，正、负电极板之间（即气流通道内）形成放电电场，尾气通过气流通道内的放电电场时产生低温等离子体（即ROS），利用产生的ROS与气流通道内的尾气发生反应，从而达到净化尾气的目的；本实施例的放电设备通过板式形状的正、负电极板，确保有足够的放电面积，并通过设置有效的放电间隙，实现在充分的放电面积产生高密度的低温等离子体，保证了与尾气中VOCs综合反应所需要的足够等离子体数量，从而获得了较高的尾气处理效率；同时通过板式形状的正、负电极板，可以减小放电设备的空间尺寸，降低放电设备的投入成本。

具体的，电极板组的数量可以根据尾气处理量等要求设置，使待处理的尾气100%通过各电极板组，从而确保尾气处理效果。

在本实施例中，电极柜采用可移动的抽屉式结构，确保维护、保养快速方便。

在本实施例中，所述正电极板10包括：第一矩形部11；所述负电极板20包括：第二矩形部21；以及所述第二矩形部21的面积大小不小于第一矩形部11的面积大小。

具体的，在本实施例中，每个正电极板10的两面均有一个负电极板20，因此一个电极板组中，负电极板20的数量会比正电极板10的数量多一个；当正、负电极板之间通电形成放电电场时，由于第二矩形部21的面积大小等于或略大于第一矩形部11的面积大小，可以确保放电电场的区域边界触及不到电极板组之外的部件（如用于支撑电极板组的支撑框架等），提高了电气安全。

在本实施例中，所述正电极板10包括：导电体，贴合在导电体表面的硅胶板，以及包覆在硅胶板外侧的绝缘材料。

具体的，所述导电体例如但不限于为不锈钢板；所述绝缘材料例如但不限于为高硼硅玻璃；硅胶板与导电体之间、硅胶板与绝缘材料之间均采用有机硅粘合胶粘结、密封。

具体的，通过硅胶板和绝缘材料确保导电体具有良好的绝缘密封性能；正电极板的绝缘密封结构，保证了待处理尾气中即使有冷凝水等产物存在时，也不会发生电极短路，避免了电弧放电及电极损坏、失效等不稳定情况的发生，从而进一步确保尾气处理效果。

具体的，负电极板20与正电极板10的导电体相同，实际应用中，负电极板20不需要绝缘密封保护，只需要与电极柜绝缘隔离，隔离方式采用高介电常数的陶瓷块，卡嵌在负电极板20两端，构成负电极板支架，放置于电极柜中。

具体的，电极柜四周也均设置隔离和绝缘保护，确保整个系统安全运行。

综上所述，本实施例1的放电设备通过板式形状的电极板，能够增大放电面积，结合控制各电极板之间的间隙，从而产生足够数量的低温等离子体，提升了尾气处理效率，且板式形状的电极板可以压缩放电设备的空间尺寸，减少放电设备的投入成本，且将正电极板设置为绝缘密封结构，提高了电极质量的稳定性和使用寿命的长久性，进而降低了放电设备运营维护成本。

实施例2

如图4所示，在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种尾气净化处理系统，包括：控制柜40、变压器柜50和电极柜60；其中所述电极柜60内设有如实施例1所述的放电设备；所述控制柜40适于控制变压器柜50输出放电设备所需的电源电压；以及所述放电设备适于对进入电极柜内的尾气进行处理。

具体的，所述控制柜40例如但不限于采用PLC控制柜。

具体的，电极柜60内设有适于承载各电极板组的矩形框架，所述矩形框架例如但不限于采用云母片或类似具有一定硬度的绝缘材料制成，绝缘性能良好的矩形框架保证在处理温润潮湿的尾气时，不会因尾气带有一定的含水性能，而产生短路的情况。

具体的，在本实施例中，电极柜60的工作电压为4000～100000伏，频率覆盖50Hz至50000Hz的交流电。

在本实施例中，所述尾气净化处理系统还包括：高温高湿除尘器（图中未示出）；所述高温高湿除尘器适于对进入电极柜60内的尾气进行预处理。

具体的，通过高温高湿除尘器去除尾气中的粉尘，避免了尾气进入电极柜内后，其粉尘凝结在电极板上，局部放电导致高压电源短路，而造成严重的系统停机和较高运行维护成本的问题。

在本实施例中，所述尾气净化处理系统还包括：电流监控模块；所述电流监控模块适于采集各电极板组的电流信号，并发送至所述控制柜40；以及所述控制柜40适于在电流信号发生异常时，断开变压器柜50内变压器的供电，并发出报警信号。

具体的，通过监控各电极板组的电流信号，可以及时发现电极板故障。

在本实施例中，所述尾气净化处理系统还包括：电源监控模块；所述电源监控模块适于采集变压器柜50输出的电源信号的参数信息，并发送至所述控制柜40；以及所述控制柜40适于显示电源信号的参数信息，并在电源信号的参数信息发生异常时，断开变压器的供电，并发出报警信号。

具体的，所述控制柜40适于将电源信号的参数信息显示在一远程监控端上；电源信号的参数信息例如但不限于包括：频率、占空比、母线输出电压、电流、运行状态等；通过电源监控模块便于远程监控端及时了解电源信号的参数信息，实现对变压器柜的远程调控，也可以及时发现变压器柜50的供电故障。

在本实施例中，所述尾气净化处理系统还包括：臭氧监控模块70；所述臭氧监控模块70适于采集处理后的尾气的臭氧含量，并发送至所述控制柜40；以及所述控制柜40适于根据臭氧含量控制变压器柜50调整输出的电源电压大小。

具体的，通过臭氧监控模块70监测处理后的尾气的臭氧含量，便于变压器柜50及时调整输出的电源电压大小，保证系统的高效节能运行。

综上所述，本实施例2的尾气净化处理系统能够对尾气实现高效处理，并在处理过程中，通过各监控模块及时发现异常情况、及时调整系统运行要求，保证系统高效率的平稳运行。

实施例3

在实施例1和实施例2的基础上，本实施例3提供了一种尾气净化处理方法，包括：通过控制柜控制变压器柜输出位于电极柜内的放电设备所需的电源电压；以及通过放电设备对进入电极柜内的尾气进行处理。

具体的，放电设备的具体结构和工作原理参考实施例1的描述，此处不作赘述。

本申请中选用的各个器件或部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种放电设备，其特征在于，包括：

若干电极板组，且

所述电极板组包括：若干正电极板和若干负电极板；

各正电极板和各负电极板平行且均匀交错排列；以及

相邻的正、负电极板之间的间隙形成的气流通道。

2.根据权利要求1所述的放电设备，其特征在于，

所述气流通道的宽度为3-5mm。

3.根据权利要求2所述的放电设备，其特征在于，

所述正电极板包括：第一矩形部；

所述负电极板包括：第二矩形部；以及

所述第二矩形部的面积大小不小于第一矩形部的面积大小。

4.根据权利要求3所述的放电设备，其特征在于，

所述正电极板包括：导电体，贴合在导电体表面的硅胶板，以及包覆在硅胶板外侧的绝缘材料。

5.一种尾气净化处理系统，其特征在于，包括：

控制柜、变压器柜和电极柜；其中

所述电极柜内设有如权利要求1-4任一项所述的放电设备；

所述控制柜适于控制变压器柜输出放电设备所需的电源电压；以及

所述放电设备适于对进入电极柜内的尾气进行处理。

6.根据权利要求5所述的尾气净化处理系统，其特征在于，

所述尾气净化处理系统还包括：高温高湿除尘器；

所述高温高湿除尘器适于对进入电极柜内的尾气进行预处理。

7.根据权利要求6所述的尾气净化处理系统，其特征在于，

所述尾气净化处理系统还包括：电流监控模块；

所述电流监控模块适于采集各电极板组的电流信号，并发送至所述控制柜；以及

所述控制柜适于在电流信号发生异常时，断开变压器供电，并发出报警信号。

8.根据权利要求7所述的尾气净化处理系统，其特征在于，

所述尾气净化处理系统还包括：电源监控模块；

所述电源监控模块适于采集变压器柜输出的电源信号的参数信息，并发送至所述控制柜；以及

所述控制柜适于显示电源信号的参数信息，并在电源信号的参数信息发生异常时，断开变压器供电，并发出报警信号。

9.根据权利要求8所述的尾气净化处理系统，其特征在于，

所述尾气净化处理系统还包括：臭氧监控模块；

所述臭氧监控模块适于采集处理后尾气的臭氧含量，并发送至所述控制柜；以及

所述控制柜适于根据臭氧含量控制变压器柜调整输出的电源电压大小。

10.一种尾气净化处理方法，其特征在于，包括：

通过控制柜控制变压器柜输出位于电极柜内的放电设备所需的电源电压；以及

通过放电设备对进入电极柜内的尾气进行处理。

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