CN107551780A - 一种废气处理系统及其控制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废气处理系统及其控制设备，包括依次连接的洗涤塔、干燥过滤箱、UV光催化处理器、等离子处理器和将处理后的废气进行排放的引风系统，所述等离子处理器的等离子发生器包括正极杆，所述正极杆内通交流电，所述正极杆的两端通过绝缘环设置在两个负极板上，所述两个负极板间设置有负极杆，所述负极杆上设置有负极片，所述正极杆上设置有正极片，所述正极片与负极片平行交错设置，所述等离子发生器的长度为500mm‑2500mm；采用改进后的等离子处理器和UV光催化处理器，可以将该废气处理系统的废气处理率从50％‑60％提高至85％‑90％，有效的净化了废气中的有害物质。
Description
技术领域
本发明属于废气处理领域，具体涉及一种废气处理系统及其控制设备，用于对有机废气进行处理。
背景技术
有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有机溶剂、处理难度大的特点。在有机废气处理时普遍采用的方法有：冷凝回收法、活性炭吸附-回收法、活性炭吸附-催化燃烧法、直接燃烧法、等离子法等。
目前公开的废气处理设备，其中采用了等离子处理和UV光催化处理的方式，其中等离子处理的原理为：在强电场的作用下，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。此外，在强电场作用下产生的臭氧也具有较强的氧化能力，这样有机废气的气体分子最终被氧化成无污染的低分子化合物。由于整个反应过程是采用高压电场而在常温下进行，故又称低温等离子氧化工艺。目前的等离子发生器采用单个电源驱动多组发生器，发生器的外形尺寸为500mm×500mm,发生器之间采用弹簧电极连接的结构；由于使用该结构的发生器电路连接点过多，经常导致接触不良，容易产生火花，存在严重的安全隐患；同时使设备工作不稳定，影响系统处理的效率；而通过增长发生器的长度来克服这些问题，目前的加工工艺难以达到。
UV光催化处理的基本原理为：在紫外线的照射下，利用催化剂(光触媒TiO2)的光催化氧化性，使吸附在其表面的VOCs发生氧化还原反应最终将其转变为CO2，H2O或无机小分子物质。此法前期设备投入较高，但运行成本低，催化剂(光触媒TiO2)耗材成本较低；现有的UV光催化处理器采用直灯管，直灯管外需要添加保护套管进行保护，然而保护套管会遮挡部分紫外线，降低处理效率；目前UV光催化处理器采用的灯管只能产生波长为254nm的紫外线，由于紫外线沿直线传播，所以紫外线的作用范围有限，处理器内存在死角，从而使处理器的处理效率降低，同时降低了整个系统的处理性能。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种废气处理系统及其控制设备，解决了采用多组发生器级联使等离子发生器的性能降低，从而使等离子处理过程的处理效率降低的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种废气处理系统及其控制设备，包括依次连接的洗涤塔、干燥过滤箱、UV光催化处理器、等离子处理器和将处理后的废气进行排放的引风系统，其特征在于，所述等离子处理器的等离子发生器包括正极杆，所述正极杆内通交流电，所述正极杆的两端通过绝缘环设置在两个负极板上，所述两个负极板间设置有负极杆，所述负极杆上设置有负极片，所述正极杆上设置有正极片，所述正极片与负极片平行交错设置，所述等离子发生器的长度为500mm-2500mm。
进一步的，所述绝缘环为圆锥体形，所述正极杆连接所述绝缘环的顶端，所述负极板连接所述绝缘环的底面，所述绝缘环的外表面设置有波浪形凸起。
进一步的，所述正极片与负极片间的正极杆上套设有控制间距的极板隔离套，所述负极片上设置有增加强度的加强筋，所述正极片边缘设置有锯齿。
进一步的，等离子发生器的加工工艺：
所述极板隔离套采用均质和高光洁度的铝管，所述极板隔离套长度的精度为±0.05mm；
所述负极片上的加强筋采用均质和高光洁度的铝片，经切边下料、冲孔、压筋后提高负极片的强度，压筋加工精度为±0.02mm；
所述正极杆采用冷拉圆条，通过滚丝工艺后电镀；
所述正极片采用均质和高光洁度的铝片，经冲切下料后保证所述锯齿的锯齿尖尖锐和高光洁度。
进一步的，所述UV光催化处理器中产生紫外线的灯管为H形，所述灯管产生波长为185nm和254nm的紫外线。
进一步的，所述洗涤塔包括水幕喷淋系统，所述水幕喷淋系统包括喷淋管，所述喷淋管上设置有用于抽循环水的水泵，还设置有检测喷淋管内压力的水压传感器，所述喷淋管喷头端下方设置有净化污水的过滤球，所述过滤球下方设置有收集循环水的清水池，所述喷淋管的进水端设置在所述清水池内。
进一步的，连接所述洗涤塔与干燥过滤箱的管道间设置有防火阀，所述防火阀与干燥过滤箱间设置有风阀。
进一步的，包括变频控制系统，所述变频控制系统与所述水泵、水压传感器、防火阀、风阀、UV光催化处理器、等离子处理器和引风系统的引风机电连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.通过增加发生器的长度，将单电源驱动多组发生器变为单电源驱动单组发生器，有效的提高了等离子发生器的处理效率，处理效率提高20％-30％；由于只采用单个发生器，因此避免了多个发生器级联使连接点过多的问题，从而根本上排除了接触不良产生火花的安全隐患；采用单组发生器，使等离子发生器工作更加稳定。
2.由于发生器的整体长度加长，电压和电流增加，采用改进后的绝缘环，增加了发生器的爬电距离。
3.由于H形灯管自身强度高、方便取出清洁，无需设置保护套管，可以有效的提高紫外线的透过率，使UV光催化处理器的处理效率增强了20％-30％；所述灯管能够产生波长为254nm和185nm的紫外线，其中波长为185nm的紫外线能够将空气中的氧气变为臭氧，臭氧具有强氧化作用，可以有效分解废气中的有机成分；同时臭氧的弥散性能够扩散至处理器的各个角度，氧化掉死角内的废气，提高废气处理率。
4.采用改进后的等离子处理器和UV光催化处理器，可以将该废气处理系统的废气处理率从50％-60％提高至85％-90％，有效的净化了废气中的有害物质。
5.系统喷淋后的污水净化后循环使用，可以节约水资源，由于循环水中会含有杂质，长期循环使用可能会堵塞水泵，在喷淋管上设置水压传感器可以实时检测管内压力，确保喷淋管持续喷水，去除废气中的粉尘。
6.防火阀检测到管道内有火花时，自动关上阀门，并将信号发送至变频控制系统，变频控制系统控制风阀、UV光催化处理器、等离子处理器和引风机关闭，避免出现安全事故。
7.控制装置有效的防止系统安全事故的产生，能及时检测故障，并将故障信息反馈给控制装置，使操作人员及时排除故障，提高系统使用的安全性。
8.极板隔离套的加工工艺保证了所述等离子发生器的组装精度，保证正极片和负极片之间的间距满足设计要求；所述负极片上设置有加强筋，并采用此工艺使负极片自身的强度提高50％，从而提高了等离子发生器的整体强度；正极杆的加工工艺在使正极杆起导电作用的同时也增加了发生器的整体强度；所述正极片的加工工艺使正极片在工作时能更好的保持运行的稳定性，减少正极片表面粘黏杂物；整个加工工艺能保证加长了长度的等离子发生器性能良好，工作稳定。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的整体结构图；
图2是本发明中UV光催化处理器的结构图；
图3是本发明中等离子发生器的结构图；
附图标记：1-洗涤塔，2-干燥过滤箱，3-UV光催化处理器，4-等离子处理器，5-引风系统，6-防火阀，7-风阀，8-喷头端，9-喷淋管，10-过滤球，11-水泵，12-清水池，13-灯管，14-等离子发生器，15-负极片，16-负极杆，17-负极板，18-绝缘环，19-正极片，20-正极杆。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1-3对本发明作详细说明。
一种废气处理系统及其控制设备，包括依次连接的洗涤塔1、干燥过滤箱2、UV光催化处理器3、等离子处理器4和将处理后的废气进行排放的引风系统5。
所述等离子处理器4的等离子发生器14包括正极杆20，所述正极杆20内通电，所述正极杆20的两端通过绝缘环18设置在两个负极板17上，所述两个负极板17间设置有负极杆16，所述负极杆16上设置有负极片15，所述正极杆20上设置有正极片19，所述正极片19与负极片15平行交错设置；所述绝缘环18为圆锥体形，所述正极杆20连接所述绝缘环18的顶端，所述负极板17连接所述绝缘环18的底面，所述绝缘环18的外表面设置有波浪形凸起。所述正极片19与负极片15间的正极杆20上套设有控制间距的极板隔离套，所述负极片15上设置有增加强度的加强筋，所述正极片19边缘设置有锯齿。
所述等离子发生器的加工工艺，所述极板隔离套采用均质和高光洁度的铝管，外径φ11，内径φ8.5，所述极板隔离套长度的精度为±0.05mm，提高发生器的安全性能和处理能效。所述负极片15上的加强筋采用均质和高光洁度的铝片，经切边下料、冲孔、压筋后提高负极片15的强度，压筋加工精度为±0.02mm；所述正极杆20采用φ7冷拉圆条，通过滚丝(丝牙直径为M8)工艺后电镀；所述正极片19采用均质和高光洁度的铝片，由数控砖塔冲床冲切下料后保证所述锯齿的锯齿尖尖锐和高光洁度。
所述等离子发生器的元器件必须严格按照要求生产，严格检查元件的质量；总装时需要使用定做的工装夹具，确保批量生产时的产品质量；根据废气处理系统的工作要求，等离子发生器生产完成后，必须满足加工工艺后进行至少30min的通电测试。
所述UV光催化处理器3中产生紫外线的灯管13为H形，所述灯管13产生波长为185nm和254nm的紫外线；所述波长为254nm的紫外线通过照射分解废气中的有机分子，波长为185nm的紫外线将空气中的氧气变为臭氧，臭氧的强氧化作用能有效的分解废气中的有机分子，同时臭氧的弥散性能够扩散至处理器的各个角度，氧化掉死角内的废气，提高废气处理率。
所述洗涤塔1包括水幕喷淋系统，所述水幕喷淋系统包括喷淋管9，所述喷淋管9上设置有用于抽循环水的水泵11，还设置有检测喷淋管9内压力的水压传感器，所述喷淋管9喷头端8下方设置有净化污水的过滤球10，所述过滤球10下方设置有收集循环水的清水池12，所述喷淋管9的进水端设置在所述清水池12内；连接所述洗涤塔1与干燥过滤箱2的管道内设置有防火阀6，所述防火阀6与干燥过滤箱2间设置有风阀7；包括变频控制系统，所述变频控制系统与所述水泵11、水压传感器、防火阀6、风阀7、UV光催化处理器3、等离子处理器4和引风系统5的引风机电连接。
具体实施例
一种废气处理系统及其控制设备，包括依次连接的洗涤塔1、干燥过滤箱2、UV光催化处理器3、等离子处理器4和将处理后的废气进行排放的引风系统5。
所述等离子处理器4的等离子发生器14包括正极杆20，所述正极杆20内通电，所述正极杆20的两端通过绝缘环18设置在两个负极板17上，所述两个负极板17间设置有负极杆16，所述负极杆16上设置有负极片15，所述正极杆20上设置有正极片19，正极片19为锯齿形，所述正极片19与负极片15平行交错设置；所述绝缘环18为圆锥体形，所述正极杆20连接所述绝缘环18的顶端，所述负极板17连接所述绝缘环18的底面，所述绝缘环18的外表面设置有波浪形凸起；老式的等离子发生器发生器的长度为500mm，改进后的等离子发生器的长度为1500mm或者2500mm。
所述UV光催化处理器中产生紫外线的灯管13为H形，所述灯管与灯管、灯管与催化版之间的行列距由240mm调整为175mm，调整距离后提高了灯管13照射的强度和发生催化反应的强度；该灯管13无需加保护套管。所述灯管13能产生波长为185nm和254nm的紫外线；所述波长为254nm的紫外线通过照射分解废气中的有机分子，波长为185nm的紫外线将空气中的氧气变为臭氧，臭氧的强氧化作用能有效的分解废气中的有机分子，同时臭氧的弥散性能够扩散至处理器的各个角度，氧化掉死角内的废气，提高废气处理率。
所述处理系统的进风管为一根大管，内置有4根小管，每根小管均连接至洗涤塔1，所述洗涤塔1内有4套水幕喷淋系统，每根小管分别连接1套水幕喷淋系统，所述水幕喷淋系统包括喷淋管9，所述喷淋管9上设置有用于抽循环水的水泵11，还设置有检测喷淋管9内压力的水压传感器，所述喷淋管9喷头端8下方设置有净化污水的过滤球10，所述过滤球10下方设置有收集循环水的清水池12，所述喷淋管9的进水端设置在所述清水池12内；即洗涤塔1内共设置有4跟喷淋管，每根喷淋管上均设置有水泵和水压传感器，每根喷淋管连接各自的清水池。采用4根小管分别进行处理，可以防止废气乱窜，提高废气处理效率。
连接所述洗涤塔1与干燥过滤箱2的管道同样设置有4根小管，每根小管内设置有防火阀6，所述防火阀6与干燥过滤箱2间设置有风阀7。
所述变频控制设备包括变频控制器，所述变频控制器控制所述的4个水泵、4个水压传感器、4个防火阀6、4个风阀7、UV光催化处理器3、等离子处理器4和引风系统5的引风机；所述变频控制器的型号为：正弦EM303B—037G/045P—3P，所述变频控制器内的PLC芯片的型号为：H2U-3232BRA；所述变频控制器还连接有触摸显示屏，所述显示屏的型号为：IT6070T。
控制设备的工作原理为：洗涤塔的水幕喷淋系统采用循环水的方式解决资源，长期使用循环过的水，水中包含杂质，可能会堵塞水泵，在喷淋管上设置水压传感器可以实时检测管内压力，确保喷淋管持续喷水，去除废气中的粉尘；防火阀检测到管道内有火花或超过温度阈值时，自动关上阀门，并将信号发送至变频控制系统，变频控制系统控制风阀、UV光催化处理器、等离子处理器和引风机停止，避免出现安全事故。
Claims (8)
1.一种废气处理系统及其控制设备，包括依次连接的洗涤塔(1)、干燥过滤箱(2)、UV光催化处理器(3)、等离子处理器(4)和将处理后的废气进行排放的引风系统(5)，其特征在于，所述等离子处理器(4)的等离子发生器(14)包括通电的正极杆(20)，所述正极杆(20)的两端通过绝缘环(18)设置在两个负极板(17)上，所述两个负极板(17)间设置有负极杆(16)，所述负极杆(16)上设置有负极片(15)，所述正极杆(20)上设置有正极片(19)，所述正极片(19)与负极片(15)平行交错设置；所述等离子发生器(14)的长度为500mm-2500mm。
2.根据权利要求1所述的一种废气处理系统及其控制设备，其特征在于：所述绝缘环(18)为圆锥体形，所述正极杆(20)连接所述绝缘环(18)的顶端，所述负极板(17)连接所述绝缘环(18)的底面，所述绝缘环(18)的外表面设置有波浪形凸起。
3.根据权利要求1所述的一种废气处理系统及其控制设备，其特征在于：所述正极片(19)与负极片(15)间的正极杆(20)上套设有控制间距的极板隔离套，所述负极片(15)上设置有增加强度的加强筋，所述正极片(19)边缘设置有锯齿。
4.一种权利要求1所述等离子发生器的加工工艺，其特征在于：
所述极板隔离套采用均质和高光洁度的铝管，所述极板隔离套长度的精度为±0.05mm；
所述负极片(15)上的加强筋采用均质和高光洁度的铝片，经切边下料、冲孔、压筋后提高负极片(15)的强度，压筋加工精度为±0.02mm；
所述正极杆(20)采用冷拉圆条，通过滚丝工艺后电镀；
所述正极片(19)采用均质和高光洁度的铝片，经冲切下料后保证所述锯齿的锯齿尖尖锐和高光洁度。
5.根据权利要求1所述的一种废气处理系统及其控制设备，其特征在于：所述UV光催化处理器(3)中产生紫外线的灯管(13)为H形，所述灯管(13)产生波长为185nm和254nm的紫外线。
6.根据权利要求1所述的一种废气处理系统及其控制设备，其特征在于：所述洗涤塔(1)包括水幕喷淋系统，所述水幕喷淋系统包括喷淋管(9)，所述喷淋管(9)上设置有用于抽循环水的水泵(11)，还设置有检测喷淋管(9)内压力的水压传感器，所述喷淋管(9)喷头端(8)下方设置有净化污水的过滤球10)，所述过滤球(10)下方设置有收集循环水的清水池(12)，所述喷淋管(9)的进水端设置在所述清水池(12)内。
7.根据权利要求1所述的一种废气处理系统及其控制设备，其特征在于：连接所述洗涤塔(1)与干燥过滤箱(2)的管道间设置有防火阀(6)，所述防火阀(6)与干燥过滤箱(2)间设置有风阀(7)。
8.一种废气处理系统的控制设备，其特征在于：包括变频控制系统，所述变频控制系统与所述水泵(11)、水压传感器、防火阀(6)、风阀(7)、UV光催化处理器(3)、等离子处理器(4)和引风系统(5)的引风机电连接。
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- 2017-09-27 CN CN201710892344.1A patent/CN107551780A/zh active Pending
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