CN106788348A - 一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置 - Google Patents
一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于等离子体烟气脱硫脱硝脱汞除尘技术领域，尤其涉及一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置。本发明所采用的技术方案为：一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置，包含一个可饱和电感和电阻，所述的可饱和电感与所述的电阻串联。在等离子体烟气脱硫脱硝电源加入本发明技术方案的高压脉冲波形整形装置可以得到高电压、脉冲宽度窄的电源；更高的电压可有效的提高等离子体烟气脱硫脱硝脱汞除尘的脱除效率。
Description
技术领域
本发明属于等离子体烟气脱硫脱硝脱汞除尘技术领域，尤其涉及一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置。
背景技术
新的《中华人民共和国大气污染防治法》已由中华人民共和国第十二届全国人民代表大会常务委员会第十六次会议于2015年8月29日修订通过，并于2016年1月1日起施行。而我国的能源消耗以煤为主，约占能源消费总量的四分之三。煤在燃烧产生大量的粉尘、硫、硝、汞、二氧化碳等污染物，是中国大气污染日益严重的主要原因。更严格的大气污染防治法促进了各污染单位对环保设备需求，但传统(如SCR、SNCR等)的烟气脱硫脱硝脱汞除尘技术存在体积庞大运行费用高，且无法对上述污染物进行综合脱除。许多已投运的项目因没有有效的大气污染冶理手段而不得不关闭，造成了大量的经济损失。等离子体烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化技术具有上述污染物的综合脱除能力并且有占用场地小、运行维护简单、脱除效率高的优点。
申请号为201510144595.2的发明专利公开了一种高压电源，包括高压直流电源装置、高压耦合电容、脉冲发生装置、脉冲压缩装置；所述脉冲压缩装置包括由一个电容和一个磁压缩开关串联组成的脉冲压缩电路；所述高压耦合电容与所述脉冲发生装置之间由脉冲压缩装置相连；其中，所述高压耦合电容与与其相邻的所述脉冲压缩电路的所述磁压缩开关相连；所述脉冲发生装置与与其相邻的所述脉冲压缩电路的所述电容相连。高压直流电源装置提供了高压直流基础电压；脉冲发生装置提供了高压脉冲电压；脉冲压缩装置将高压脉冲宽度进行压缩；高压耦合电容用于高压直流基础电压叠加压缩后的高压脉冲。
等离子体烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化技术的关键核心技术是等离子体电源，其供电性能的好坏对等离子体烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置的脱除效率和运行稳定性具有重要的影响。等离子体烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置脱除效率的提高依赖于等离子体电源产生的脉冲电压具有快上升沿、高电压、高频率及窄脉冲宽度，尤其高电压与窄脉冲宽度对脱除效率的影响最大。因为脉冲宽度过长会使反应器内的极板极线空气间隙容易击穿导致无法得到高电压，进而无法得到高的脱除效率。而现有的等离子体烟气脱硫脱硝电源设备无法得到窄脉冲、高电压的用于烟气脱硫脱硝脱汞除尘的电源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置，采用该技术方案可以得到用于烟气脱硫脱硝脱汞除尘所需的高电压、脉冲宽度窄的电源。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置，包含一个可饱和电感和电阻，所述的可饱和电感与所述的电阻串联。
使用时，将所述的可饱和电感与传统脉冲电源中的脉冲磁压缩电路中的脉冲磁开关连接，所述的电阻与传统脉冲电源中的脉冲磁压缩电路中的电容连接。等离子电源产生脉冲波形一般具有较陡的脉冲前沿，但也存在平顶时间过长的问题。可饱和电感在未饱和前具有非常大的电感量，对于脉冲电压在电路上相当于开路。通过伏秒积公式计算电感饱和点，当达到最高脉冲电压时使电感迅速饱和，饱和后的电感量迅速下降到饱和前的几千分之一，线路阻抗降低在电路上相当于通路，维持的脉冲电压平顶时间被迅速下拉变短。从高电压绝缘技术的原理可知当电压随着纳秒级时间迅速由零上升到峰值后，电气间隙并不立刻击穿，而需要经过一定时间后才能完成击穿，这是由于放电的发展需要一定时间的缘故。因此缩短脉冲宽度，特别是脉冲电压的平顶保持时间可有效的提高击穿电压。
所述的可饱和电感包括绕组线和磁环，所述的绕组线绕在所述的磁环上，所述的磁环和绕线组之间还设有绝缘层。通过调整磁环有效截面和绕线组的数量可适应不同脉冲电压、脉冲宽带的输出。
所述的绕组线和磁环安装在一个绝缘支撑结构上，所述的绝缘支撑结构于一个安装架固定。
所述的安装架固定在一个金属油箱内；所述的绝缘支撑结构与安装架之间设有压板，所述的油箱内设有固定底座，所述的绝缘支撑结构固定在所述的固定底座上。
所述的磁环由十个磁环单体叠加组成，所述的磁环单体并联后统一接地；所述的磁环为纳米晶软磁材质磁环或高导磁铁氧体材料磁环；所述的绕组线为聚四氟乙烯镀银铜芯线绕制而成；所述的绝缘层为间位芳香族聚酞胺纤维层。纳米晶软磁材质磁环或高导磁铁氧体材料磁环具有导磁率高、工作频率高、易饱和的特点，并且价格便宜，可加工性强的优点；间位芳香族聚酞胺纤维层重量轻、绝缘效果好。
所述的绝缘支撑结构为高强度绝缘材料制作而成，具体为特硬酚醛纸板与间位芳香族聚酞胺纤维相结合的复合材料；所述的安装架板状金属或绝缘板。
所述的金属油箱为304不锈钢金属油箱；所述的固定底座由层状压木与板状硬质酚醛纸板配合制成。304不锈钢的弱磁性可有效降低强脉冲所产生的涡流损耗，并且304不锈钢强度高抗腐蚀性强适合户外使用。
在等离子体烟气脱硫脱硝电源加入本发明技术方案的高压脉冲波形整形装置可以得到高电压、脉冲宽度窄的电源；更高的电压可有效的提高等离子体烟气脱硫脱硝脱汞除尘的脱除效率。
附图说明
图1用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置电路图。
图2本发明装置中可饱和电感结构示意图。
图3本发明装置中可饱和电感另一结构示意图。
图4为未使用本发明装置的等离子体烟气脱硫脱硝电源所产生的脉冲波形图。
图5为使用本发明装置的等离子体烟气脱硫脱硝电源所产生的脉冲波形图。
具体实施方式
如图1所示一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置1A,包含一个可饱和电感1Aa和电阻2a，所述的可饱和电感与所述的电阻串联。
使用时，将所述的可饱和电感与传统脉冲电源中的脉冲磁压缩电路中的脉冲磁开关连接，所述的电阻与传统脉冲电源中的脉冲磁压缩电路中的电容连接。等离子电源产生脉冲波形一般具有较陡的脉冲前沿，但也存在平顶时间过长的问题。可饱和电感在未饱和前具有非常大的电感量，对于脉冲电压在电路上相当于开路。通过伏秒积公式计算电感饱和点，当达到最高脉冲电压时使电感迅速饱和，饱和后的电感量迅速下降到饱和前的几千分之一，线路阻抗降低在电路上相当于通路，维持的脉冲电压平顶时间被迅速下拉变短。从高电压绝缘技术的原理可知当电压随着纳秒级时间迅速由零上升到峰值后，电气间隙并不立刻击穿，而需要经过一定时间后才能完成击穿，这是由于放电的发展需要一定时间的缘故。因此缩短脉冲宽度，特别是脉冲电压的平顶保持时间可有效的提高击穿电压。
如图2、图3所示，可饱和电感包括绕组线2和磁环1，所述的绕组线绕在所述的磁环上，所述的磁环和绕线组之间还设有绝缘层3。
所述的绕组线和磁环安装在一个绝缘支撑结构4上，所述的绝缘支撑结构与一个安装架5固定。
所述的安装架固定在一个金属油箱6内；所述的绝缘支撑结构与安装架之间设有压板7，所述的油箱内设有固定底座8，所述的绝缘支撑结构固定在所述的固定底座上。
所述的磁环由十个磁环单体叠加组成，所述的磁环单体并联后统一接地；所述的磁环为纳米晶软磁材质磁环或高导磁铁氧体材料磁环；所述的绕组线为聚四氟乙烯镀银铜芯线绕制而成；所述的绝缘层为间位芳香族聚酞胺纤维层。纳米晶软磁材质磁环或高导磁铁氧体材料磁环具有导磁率高、工作频率高、易饱和的特点，并且价格便宜，可加工性强的优点；间位芳香族聚酞胺纤维层重量轻、绝缘效果好。
所述的绝缘支撑结构为高强度绝缘材料制作而成，具体为特硬酚醛纸板与间位芳香族聚酞胺纤维相结合的复合材料；所述的安装架板状金属或绝缘板。特硬酚醛纸板与间位芳香族聚酞胺纤维相结合的复合材料重量轻、强度大、绝缘效果好。
所述的金属油箱为304不锈钢金属油箱；所述的固定底座由层状压木与板状硬质酚醛纸板配合制成。304不锈钢的弱磁性可有效降低强脉冲所产生的涡流损耗，并且304不锈钢强度高抗腐蚀性强适合户外使用。
在等离子体烟气脱硫脱硝电源加入本发明技术方案的高压脉冲波形整形装置可以得到高电压、脉冲宽度窄的电源；图4为未使用本发明装置的等离子体烟气脱硫脱硝电源所产生的脉冲波形图；图5为使用本发明装置的等离子体烟气脱硫脱硝电源所产生的脉冲波形图；更高的电压可有效的提高等离子体烟气脱硫脱硝脱汞除尘的脱除效率。
窄的脉冲电压可以使等离子体烟气脱硫脱硝脱汞除尘一体化装置反应器中的极板极线空气间隙不容易击穿，从而能在非常高的脉冲电压下运行。实验数据表明同样的等离子电源，同样的运行条件下，未加本发明装置时峰值电压仅能升到82kV,脱硫脱硝效率仅能达到20％-30％。加装本发明装置后，峰值电压达到110kV以上，脱硫脱硝率迅速上升到60％以上。
Claims (7)
1.一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置，其特征在于包含一个可饱和电感和电阻，所述的可饱和电感与所述的电阻串联。
2.如权利要求1所述的一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置，其特征在于所述的可饱和电感包括绕组线和磁环，所述的绕组线绕在所述的磁环上，所述的磁环和绕线组之间还设有绝缘层。
3.如权利要求2所述的一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置，其特征在于所述的绕组线和磁环安装在一个绝缘支撑结构上，所述的绝缘支撑结构与一个安装架固定。
4.如权利要求3所述的一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置，其特征在于所述的安装架固定在一个金属油箱内；所述的绝缘支撑结构与安装架之间设有压板，所述的油箱设内有固定底座，所述的绝缘支撑结构固定在所述的固定底座上。
5.如权利要求2所述的一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置，其特征在于所述的磁环由十个磁环单体叠加组成，所述的磁环单体并联后统一接地；所述的磁环为纳米晶软磁材质磁环或高导磁铁氧体材料磁环；所述的绕组线为聚四氟乙烯镀银铜芯线绕制而成；所述的绝缘层为间位芳香族聚酞胺纤维层。
6.如权利要求3所述的一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置，其特征在于所述的绝缘支撑结构为高强度绝缘材料制作而成，具体为特硬酚醛纸板与间位芳香族聚酞胺纤维相结合的复合材料；所述的安装架板状金属或绝缘板。
7.如权利要求4所述的一种用于等离子体烟气脱硫脱硝电源的高压脉冲波形整形装置，其特征在于所述的压板金属油箱为304不锈钢金属油箱；所述的固定底座由层状压木与板状硬质酚醛纸板配合制成。
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2016
- 2016-12-12 CN CN201611136241.4A patent/CN106788348A/zh active Pending
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