CN105797546A - 工业废气净化装置以及净化方法 - Google Patents

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本发明提供一种工业废气净化装置以及净化方法,包括:壳体(1),壳体(1)的一端设置有进风口(2);壳体(1)的另一端设置有出风口(3),出风口(3)与风机(4)的入风口连通;在壳体(1)内部且位于进风口(2)和出风口(3)之间,固定设置n个支撑隔板(10);每个支撑隔板(10)的边缘与壳体(1)内壁密封,每个支撑隔板(10)平行布置m个等离子发生器(5)。优点为:在壳体内设置多级等离子发生器组,并且,每组等离子发生器还包括多个等离子发生器,实现对工业废气的多级大面积净化,有效提高净化效率和净化速度;还具有空气净化效率高、空气净化速率快、成本低、结构简单、可反复长期使用的优点。

Description

工业废气净化装置以及净化方法
技术领域
本发明属于空气净化技术领域,具体涉及一种工业废气净化装置以及净化方法。
背景技术
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含有污染物气体的总称。工业废气处理指:针对工业场所如工厂、车间产生的废气,在对外排放前进行预处理,以达到国家废气对外排放的标准。
目前,用于工业废气净化处理的废气净化器主要为被动式净化器,其主要采用滤网或活性炭作为净化介质,主要工作原理为:利用多孔性滤材(如无纺布、纤维滤纸或活性炭)对废气中的悬浮颗粒、有毒有害气体进行吸附,从而净化废气。
然而,上述废气净化器,其净化介质具有寿命有限的问题和产生活性炭介质二次污染现象,因此,需要频繁更换净化介质,加大了废气净化成本;此外,该种废气净化方法,还具有废气净化效率低的问题,难以全方位有效对废气进行净化。
因此,如何更有效的对废气进行净化处理,提高废气净化质量,具有重要意义。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,本发明提供一种工业废气净化装置以及净化方法,可有效解决上述问题。
本发明采用的技术方案如下:
本发明提供一种工业废气净化装置,包括:壳体(1),所述壳体(1)的一端设置有进风口(2);所述壳体(1)的另一端设置有出风口(3),所述出风口(3)与风机(4)的入风口连通;在所述壳体(1)内部且位于所述进风口(2)和所述出风口(3)之间,固定设置n个支撑隔板(10);每个所述支撑隔板(10)的边缘与所述壳体(1)内壁密封,每个所述支撑隔板(10)平行布置m个等离子发生器(5);其中,m和n均为自然数;
每个所述等离子发生器(5)均包括相互绝缘的阳极(5-1)和阴极(5-2);所述阳极(5-1)为空心圆柱形状;所述阴极(5-2)为杆状,所述阴极(5-2)固定设置于所述阳极(5-1)的轴中心,在所述阳极(5-1)和所述阴极(5-2)之间形成等离子环形腔室,所述等离子环形腔室的轴向与气体在所述壳体(1)内净化的流动方向一致;
此外,还包括:供电电源(6);各个所述等离子发生器(5)的所述阳极(5-1)和所述阴极(5-2)分别连接到所述供电电源(6)的正极和负极;所述供电电源(6)还与所述风机(4)电连接。
优选的,所述供电电源(6)安装于所述壳体(1)的外部;所述风机(4)安装于所述壳体(1)的外部;
所述壳体(1)为立式壳体或卧式壳体;
所述n个支撑隔板(10)等间隔或非等间隔设置。
优选的,所述进风口(2)用于与工业废气排气管连通;所述出风口(3)用于与烟囱连通。
优选的,在所述工业废气排气管和所述进风口(2)之间还安装有空气混合器;在所述出风口(3)与烟囱之间还安装有填料净化塔。
优选的,所述等离子发生器(5)还包括:第1绝缘子(5-4)、第2绝缘子(5-5)和第3绝缘子(5-6);
通过在所述支撑隔板(10)开设有安装孔,所述空心圆柱形状的所述阳极(5-1)密封设置于所述安装孔;
所述第1绝缘子(5-4)和所述第2绝缘子(5-5)分别固定设置于位于所述安装孔两侧的所述支撑隔板(10)上,所述第1绝缘子(5-4)和所述第2绝缘子(5-5)的顶端横向水平设置所述第3绝缘子(5-6);杆状的所述阴极(5-2)的顶端悬挂于所述第3绝缘子(5-6)的中部。
优选的,所述阴极(5-2)呈水平发射状固定设置有多个芒刺(5-2-1)。
优选的,相邻所述芒刺的夹角均相等。
本发明还提供一种工业废气净化方法,包括以下步骤:
S1,当需要对工业废气进行空气净化时,启动供电电源(6);供电电源(6)同时向各个等离子发生器(5)以及风机(4)供电;
各个等离子发生器(5)通电后,在阴极(5-2)和阳极(5-1)之间形成的环形腔体产生电场,进而产生等离子体;
设共布置y个支撑隔板(10),因此,共具有y级净化过程,按自下而上方向,依次记为:第1级净化、第2级净化…第y级净化;y为自然数;
S1.1:第1级净化过程:
在风机(4)负压力的作用下,将工业废气排气管排出的废气从壳体下部的进风口(2)吸入,废气首先进入到最底层的第1级等离子发生器;第1级等离子发生器内腔在电场的作用下产生大量等离子体,等离子体对从下部流入到内腔的废气中的污染物分子进行轰击,使污染物分子电离、解离和激发,从而使污染物分子降解为单质分子结构的且对人体危害低的安全物质分子,同时产生活性离子衍生物;所产生的携带有活性离子衍生物的气体从第1级等离子发生器内腔的上部被抽吸到第2级等离子发生器;
S1.2:第2级等离子发生器对第1级等离子发生器处理后的气体进行第2级净化,并将净化后的气体抽吸到第3级等离子发生器;依此类推,实现对气体多级净化过程;
最终,经第y级等离子发生器净化后的气体,在风机(4)作用下,由出风口(3)排出到烟囱,并最终通过烟囱输送到外部环境;在外部环境,所释放出的活性离子衍生物进一步分解、降解外部环境的空气污染物,达到进一步净化空气的目的。
优选的,所述活性离子衍生物为高能电子和/或自由基和/或臭氧离子。
优选的,通过控制向所述阴极(5-2)和所述阳极(5-1)施加的电压值和/或脉冲信号,得到不同密度的等离子体。
本发明提供的工业废气净化装置以及净化方法具有以下优点:
(1)在壳体内设置多级等离子发生器组,并且,每组等离子发生器还包括多个等离子发生器,实现对工业废气的多级大面积净化,有效提高净化效率和净化速度;
(2)每个等离子对废气中的污染物进行降解的过程中,会产生活性离子,该活性离子在排出到净化器外部时,对净化器外部空气进行第2次净化,因此,具有空气净化效率高的优点;
(3)通过对等离子发生器结构形式的设计,有效提高所产生等离子的密度,从而加快了空气净化速率;
(4)整体结构具有成本低、结构简单、可反复长期使用的优点,非常适用于对工业废气进行净化。
附图说明
图1为本发明提供的工业废气净化装置的纵向剖视图;
其中,P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9分别代表一个离子发生器的环形腔室;20-工业废气排气管;21-空气混合器;22-填料净化塔;23-烟囱;
图2为图1沿A-A剖视图;
图3为每个等离子发生器的局部原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明:
本发明提供一种工业废气净化装置,包括:壳体1,壳体1的一端设置有进风口2;壳体1的另一端设置有出风口3,出风口3与风机4的入风口连通;在壳体1内部且位于进风口2和出风口3之间,固定设置n个支撑隔板10;每个支撑隔板10的边缘与壳体1内壁密封,每个支撑隔板10平行布置m个等离子发生器5;其中,m和n均为自然数。其中,n个支撑隔板10等间隔或非等间隔设置。
例如,参考图1,为工业废气净化装置的纵向剖视图,参考图2,为图1沿A-A剖视图;从图1和图2可以看出,在图1和图2所示出的具体示例中,n=3,m=6。
可见,本发明中,在进风口2和出风口3之间设置多级等离子发生器,达到对废气的高效净化作用。
本发明提供的工业废气净化装置,主要用于对工业排放的废气进行净化,因此,实际应用中,净化装置进风口2与工业废气排气管连通;出风口3与烟囱连通,从而使废气排气管所排放的废气,经过净化装置净化后,从烟囱排向外部。另外,由于工业废气常常含有易燃易爆气体,因此,为提高净化装置的使用安全性,可以在工业废气排气管和进风口2之间安装有空气混合器,使废气排气管所排放的废气在与空气充分混合后,降低易燃易爆气体,然后再进入到净化装置中。另外,本发明提供的净化装置可以与其他净化装置串联,从而进一步提高净化效率,例如,在出风口3与烟囱之间还安装有若干个填料净化塔。填料净化塔的种类,可根据实际净化的工业废气的特点而选定,本发明对此并不限制。
对于本发明提供的等离子发生器5,其结构特征为:
每个等离子发生器5均包括相互绝缘的阳极5-1和阴极5-2;阳极5-1为空心圆柱形状;阴极5-2为杆状,阴极5-2固定设置于阳极5-1的轴中心,在阳极5-1和阴极5-2之间形成等离子环形腔室,等离子环形腔室的轴向与气体在壳体1内净化的流动方向一致;通过控制阳极5-1和阴极5-2的电压值,使阳极5-1和阴极5-2之间产生电势差,即可产生等离子体;由于本发明中,阳极5-1采用空心圆柱形状,而阴极5-2为杆状,且设置于阳极5-1的轴中心,因此,一方面,缩小了整个净化器的占用空间;另一方面,该种布置形式,有效提高了所产生的等离子体的密度,从而提高了净化空气的效率;此外,为进一步提高产生等离子体的速度,以及,为进一步提高产生等离子体的密度和数量,阴极5-2还可以呈水平发射状固定设置有多个芒刺5-2-1,相邻芒刺的夹角均相等,通过芒刺扩大阴极和阳极的作用力,产生更高密度的等离子体。
还包括等离子发生器的支撑结构,即:等离子发生器5还包括:第1绝缘子5-4、第2绝缘子5-5和第3绝缘子5-6;
通过在支撑隔板10开设有安装孔,空心圆柱形状的阳极5-1密封设置于安装孔;
第1绝缘子5-4和第2绝缘子5-5分别固定设置于位于安装孔两侧的支撑隔板10上,第1绝缘子5-4和第2绝缘子5-5的顶端横向水平设置第3绝缘子5-6;杆状的阴极5-2的顶端悬挂于第3绝缘子5-6的中部。
此外,还包括:供电电源6;各个等离子发生器的阳极5-1和阴极5-2分别连接到供电电源6的正极和负极;供电电源6还与风机4电连接。其中,供电电源6可以安装于壳体1的外部;风机4可以安装于壳体1的外部。
本发明提供的工业废气净化装置,壳体1可设计为立式结构或卧式结构。本发明对此并不限制。
本发明还提供一种工业废气净化方法,以立式净化装置为例,包括以下步骤:
S1,当需要对工业废气进行空气净化时,启动供电电源6;供电电源6同时向各个等离子发生器5以及风机4供电;
各个等离子发生器5通电后,在阴极5-2和阳极5-1之间形成的环形腔体产生电场,进而产生等离子体;
设共布置y个支撑隔板10,因此,共具有y级净化过程,按自下而上方向,依次记为:第1级净化、第2级净化…第y级净化;y为自然数;
S1.1:第1级净化过程:
在风机4负压力的作用下,将工业废气排气管排出的废气从壳体下部的进风口2吸入,废气首先进入到最底层的第1级等离子发生器;第1级等离子发生器内腔在电场的作用下产生大量等离子体,等离子体对从下部流入到内腔的废气中的污染物分子进行轰击,使污染物分子电离、解离和激发,从而使污染物分子降解为单质分子结构的且对人体危害低的安全物质分子,同时产生活性离子衍生物;例如,活性离子衍生物为高能电子和/或自由基和/或臭氧离子。所产生的携带有活性离子衍生物的气体从第1级等离子发生器内腔的上部被抽吸到第2级等离子发生器;
S1.2:第2级等离子发生器对第1级等离子发生器处理后的气体进行第2级净化,并将净化后的气体抽吸到第3级等离子发生器;依此类推,实现对气体多级净化过程;
最终,经第y级等离子发生器净化后的气体,在风机4作用下,由出风口3排出到烟囱,并最终通过烟囱输送到外部环境;在外部环境,所释放出的活性离子衍生物进一步分解、降解外部环境的空气污染物,达到进一步净化空气的目的。
本发明提供的工业废气净化装置以及净化方法具有以下优点:
(1)在壳体内设置多级等离子发生器组,并且,每组等离子发生器还包括多个等离子发生器,实现对工业废气的多级大面积净化,有效提高净化效率和净化速度;
(2)每个等离子对废气中的污染物进行降解的过程中,会产生活性离子,该活性离子在排出到净化器外部时,对净化器外部空气进行第2次净化,因此,具有空气净化效率高的优点;
(3)通过对等离子发生器结构形式的设计,有效提高所产生等离子的密度,从而加快了空气净化速率;
(4)整体结构具有成本低、结构简单、可反复长期使用的优点,非常适用于对工业废气进行净化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工业废气净化装置,其特征在于,包括:壳体(1),所述壳体(1)的一端设置有进风口(2);所述壳体(1)的另一端设置有出风口(3),所述出风口(3)与风机(4)的入风口连通;在所述壳体(1)内部且位于所述进风口(2)和所述出风口(3)之间,固定设置n个支撑隔板(10);每个所述支撑隔板(10)的边缘与所述壳体(1)内壁密封,每个所述支撑隔板(10)平行布置m个等离子发生器(5);其中,m和n均为自然数;
每个所述等离子发生器(5)均包括相互绝缘的阳极(5-1)和阴极(5-2);所述阳极(5-1)为空心圆柱形状;所述阴极(5-2)为杆状,所述阴极(5-2)固定设置于所述阳极(5-1)的轴中心,在所述阳极(5-1)和所述阴极(5-2)之间形成等离子环形腔室,所述等离子环形腔室的轴向与气体在所述壳体(1)内净化的流动方向一致;
此外,还包括:供电电源(6);各个所述等离子发生器(5)的所述阳极(5-1)和所述阴极(5-2)分别连接到所述供电电源(6)的正极和负极;所述供电电源(6)还与所述风机(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的工业废气净化装置,其特征在于,所述供电电源(6)安装于所述壳体(1)的外部;所述风机(4)安装于所述壳体(1)的外部;
所述壳体(1)为立式壳体或卧式壳体;
所述n个支撑隔板(10)等间隔或非等间隔设置。
3.根据权利要求1所述的工业废气净化装置,其特征在于,所述进风口(2)用于与工业废气排气管连通;所述出风口(3)用于与烟囱连通。
4.根据权利要求3所述的工业废气净化装置,其特征在于,在所述工业废气排气管和所述进风口(2)之间还安装有空气混合器;在所述出风口(3)与烟囱之间还安装有填料净化塔。
5.根据权利要求1所述的工业废气净化装置,其特征在于,所述等离子发生器(5)还包括:第1绝缘子(5-4)、第2绝缘子(5-5)和第3绝缘子(5-6);
通过在所述支撑隔板(10)开设有安装孔,所述空心圆柱形状的所述阳极(5-1)密封设置于所述安装孔;
所述第1绝缘子(5-4)和所述第2绝缘子(5-5)分别固定设置于位于所述安装孔两侧的所述支撑隔板(10)上,所述第1绝缘子(5-4)和所述第2绝缘子(5-5)的顶端横向水平设置所述第3绝缘子(5-6);杆状的所述阴极(5-2)的顶端悬挂于所述第3绝缘子(5-6)的中部。
6.根据权利要求1所述的工业废气净化装置,其特征在于,所述阴极(5-2)呈水平发射状固定设置有多个芒刺(5-2-1)。
7.根据权利要求6所述的工业废气净化装置,其特征在于,相邻所述芒刺的夹角均相等。
8.一种工业废气净化方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,当需要对工业废气进行空气净化时,启动供电电源(6);供电电源(6)同时向各个等离子发生器(5)以及风机(4)供电;
各个等离子发生器(5)通电后,在阴极(5-2)和阳极(5-1)之间形成的环形腔体产生电场,进而产生等离子体;
设共布置y个支撑隔板(10),因此,共具有y级净化过程,按自下而上方向,依次记为:第1级净化、第2级净化…第y级净化;y为自然数;
S1.1:第1级净化过程:
在风机(4)负压力的作用下,将工业废气排气管排出的废气从壳体下部的进风口(2)吸入,废气首先进入到最底层的第1级等离子发生器;第1级等离子发生器内腔在电场的作用下产生大量等离子体,等离子体对从下部流入到内腔的废气中的污染物分子进行轰击,使污染物分子电离、解离和激发,从而使污染物分子降解为单质分子结构的且对人体危害低的安全物质分子,同时产生活性离子衍生物;所产生的携带有活性离子衍生物的气体从第1级等离子发生器内腔的上部被抽吸到第2级等离子发生器;
S1.2:第2级等离子发生器对第1级等离子发生器处理后的气体进行第2级净化,并将净化后的气体抽吸到第3级等离子发生器;依此类推,实现对气体多级净化过程;
最终,经第y级等离子发生器净化后的气体,在风机(4)作用下,由出风口(3)排出到烟囱,并最终通过烟囱输送到外部环境;在外部环境,所释放出的活性离子衍生物进一步分解、降解外部环境的空气污染物,达到进一步净化空气的目的。
9.根据权利要求8所述的工业废气净化方法,其特征在于,所述活性离子衍生物为高能电子和/或自由基和/或臭氧离子。
10.根据权利要求8所述的工业废气净化方法,其特征在于,通过控制向所述阴极(5-2)和所述阳极(5-1)施加的电压值和/或脉冲信号,得到不同密度的等离子体。
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