CN107983104A - 一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法 - Google Patents

一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107983104A
CN107983104A CN201711461344.2A CN201711461344A CN107983104A CN 107983104 A CN107983104 A CN 107983104A CN 201711461344 A CN201711461344 A CN 201711461344A CN 107983104 A CN107983104 A CN 107983104A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
power supply
vocs
led ultraviolet
electrostatic precipitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711461344.2A
Other languages
English (en)
Inventor
朱东柏
李建镇
杨喆
胡法国
谢非
孙佳莹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin University of Science and Technology
Original Assignee
Harbin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin University of Science and Technology filed Critical Harbin University of Science and Technology
Priority to CN201711461344.2A priority Critical patent/CN107983104A/zh
Publication of CN107983104A publication Critical patent/CN107983104A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/007—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/72—Organic compounds not provided for in groups B01D53/48 - B01D53/70, e.g. hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/083—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the ignition at the zero crossing of the voltage or the current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H02M1/126—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output using passive filters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/10—Oxidants
    • B01D2251/104—Ozone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0258—Other waste gases from painting equipments or paint drying installations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/804—UV light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/818—Employing electrical discharges or the generation of a plasma
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

本发明一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法属于电源与大气环保领域；该装置包括三相电源、直流电源、脉冲电源和新型反应器；三相电源通过直流电源叠加脉冲电源给新型反应器供电，新型反应器包括静电除尘模块、介质阻挡模块、LED紫外光灯模块和外壳，三个模块电极串联；该方法包括电晕放电收集大粒径粉尘，介质阻挡模块产生低温等离子体，与VOCs气体发生复杂反应生成CO2和H2O，达到降解目的降解VOCs；LED紫外光灯照射发射高能光子，高能光子联合臭氧对VOCs气体分解，去除中间电极流通的气体中的VOCs；本发明能够有效去除粉尘和VOCs气体，且耗电量低，工作持久，便于维护，后级加入LED紫外光灯能够大大提高降解效率，达到国家标准。

Description

一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法
技术领域
本发明一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法属于电源与大气环保领域。
背景技术
油漆喷涂工艺在汽车，轮船，家居等行业应用广泛，其排出的废气对人类和环境都会产生不良的影响，例如会损害肝脏和神经系统，引起内内分泌失调，影响儿童智力发育，因此对油漆厂产生废气进行处理是十分有必要的。另一方面，近年来各省市相继颁布了更严格的标准，以减少雾霾和VOCs气体的排放，当前市场上的废气净化装置尚不能满足该标准，迫切需要新的高效废气处理装置。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，包括三相电源、直流电源、脉冲电源和新型反应器；所述三相电源通过直流电源叠加脉冲电源给新型反应器供电，所述三相电源包括电源UA、电源UB和电源UC，所述直流电源包括第一三相不可控整流桥电路、第一逆变电路、滤波电路、高频变压器T1和反向二极管电路，所述脉冲电源包括第二三相不可控整流桥电路、第二逆变电路和高频变压器T2，所述三相电源一端分别连接直流电源和脉冲电源，所述直流电源和脉冲电源叠加通过耦合电容C5和保护电阻R1连接新型反应器的电极，三相电源另一端接地，所述新型反应器包括静电除尘模块、介质阻挡模块、LED紫外光灯模块和外壳，所述外壳为圆柱体，所述静电除尘模块、介质阻挡模块和LED紫外光灯模块设在外壳内，所述静电除尘模块、介质阻挡模块和LED紫外光灯模块电极串联。
进一步地，所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，所述第一三相不可控整流桥电路包括晶体二极管D1、晶体二极管D2、晶体二极管D3、晶体二极管D4、晶体二极管D5、晶体二极管D6和电容C1，所述第一逆变电路包括半场效晶体管Q1、半场效晶体管Q2、半场效晶体管Q3和半场效晶体管Q4，所述滤波电路包括电容C3和电感L1，所述反向二极管电路包括反向二极管D13、反向二极管D14、反向二极管D15和反向二极管D16；所述UA连接D1和D4之间，所述UB连接D2和D5之间，所述UC连接D3和D6之间，所述D1连接D4、D2连接D5、D3连接D6和C1并联，所述C1一端分别连接Q1的漏极和Q2的漏极，另一端分别连接Q3的源极和Q4的源极，所述Q1的源极连接Q3的漏极，所述Q2的源极连接Q4的漏极，所述Q1的源极和Q3的漏极之间连接C3，所述C3连接L1，所述L1连接T1的3端，所述Q2的源极和Q4的漏极连接T1的4端，所述T1的1端分别连接D13的阴极和D15的阳极，所述T1的2端分别连接D14的阴极和D16的阳极，所述D13连接D15、D14连接D16和C5并联。
进一步地，所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，所述第二三相不可控整流桥电路包括晶体二极管D7、晶体二极管D8、晶体二极管D9、晶体二极管D10、晶体二极管D11、晶体二极管D12和电容C2，所述第二逆变电路包括半场效晶体管Q5、半场效晶体管Q6、半场效晶体管Q7和半场效晶体管Q8；所述UA连接D7和D10之间，所述UB连接D8和D11之间，所述UC连接D9和D12之间，所述D7连接D10、D8连接D11、D9连接D12和C2并联，所述C2一端分别连接Q5的漏极和Q6的漏极，另一端分别连接Q7的源极和Q8的源极，所述Q5的源极连接Q7的漏极，所述Q6的源极连接Q8的漏极，所述Q5的源极和Q7的漏极之间连接T2的3端，所述Q6的源极和Q8的漏极连接T2的4端，所述T2的1端分别连接C5和反向二极管电路，所述T2的2端连接新型反应器。
进一步地，所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，所述介质阻挡模块包括第一外层、等离子体发生器、第二外层、A电极、陶瓷阻挡介质、B电极和薄铜片；所述B电极外设有第二外层，第二外层上环绕8个等离子体发生器，所述等离子体发生器内设有A电极，等离子体发生器外设有陶瓷阻挡介质，所述陶瓷阻挡介质上设有薄铜片，所述等离子体发生器外设有第一外层，所述第一外层和第二外层都是圆柱体。
进一步地，所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，所述LED紫外光灯模块包括C电极、第一LED紫外线灯组、D电极、第二LED紫外线灯组和E电极；所述第一LED紫外线灯组包括两排LED紫外线灯，每排4个LED紫外线灯，所述第二LED紫外线灯组包括两排LED紫外线灯，每排两个LED紫外线灯；所述C电极依次连接第一LED紫外线灯组、D电极、第二LED紫外线灯组和E电极。
一种在所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置上实现的方法，包括以下步骤：
步骤a、打开电源，三相市电分别经过直流电源和脉冲电源；
步骤b、经直流电源时，首先经第一三相不可控整流桥电路，输出电压为537V的直流电，经过第一逆变电路，通过DSP的控制，输出频率为500Hz的交流电，经谐振电路，实现开关管的零电压或零电流开通或关断，再经过高频变压器T1升压为高频高压交流电，经过反向二极管组进行整流得到所需直流电，通过耦合电容进行充电；
步骤c、经脉冲电源时，首先经第二三相不可控整流桥电路，输出电压为537V的直流电，经过第二逆变电路，通过DSP的控制，输出频率为20KHz的方波电压，再经高频变压器T2得到所需方波电压加到耦合电容，实现对新型反应器的供电；
步骤d、油漆废气流经本发明，先经过静电除尘模块，大粒径分子荷电后在直流电压的作用下被收集在集尘极；
步骤e、未能被收集的小分子和VOCs气体也都移动到集尘极附近，这部分气体经过介质阻挡模块，在叠加电场作用下会产生大量高能电子和具有强大氧化性的自由基，它们和有害气体分子进行频繁的碰撞，使VOCs气体的化学键断开，生成大量的·H、·O、·HO2、自由基和氧化性极强的O3,继而与VOCs气体发生化学反应生成CO2和H2O，介质阻挡模块产生的臭氧和高能电子继续在LED紫外光灯模块继续参与反应；
步骤f、从静电除尘模块流通的电极周围的气体，VOCs浓度较低，不通过介质阻挡模块，直接进入LED紫外光灯模块，在此一级，LED二极管持续发出波长为224或者255nm的紫外光，产生高能光子，光子和臭氧与VOCs分子进行协同分解氧化反应，使VOCs降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，经过LED紫外光灯模块的气体满足国家标准，通过管道直接排放到空气。
有益效果：
本发明一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法，与现有技术相比，具有以下优势：
1、实现了一个电源连接多级反应模块，并且废气在反应器内流速可达3m/s，大大提高了净化速度，这使得本发明结构体积减小，净化效率提高，耗电量减少；
2、本发明使用直流基压叠加高压脉冲电源，能够降低静电除尘模块的电压闪络，提高小粒径粉尘的荷电率，有效抑制反电晕现象，提高除尘效率；
3、介质阻挡模块能够产生大量的高能电子和臭氧，在LED紫外灯模块可以继续发生各种物理化学反应，提高了净化效果；
4、耦合LED紫外光灯，能够使气体分子在紫外光作用下解离或激发，产生带电粒子，增加微放电数目，降低气体的击穿电压，除VOCs更加高效。
5、LED紫外光灯耗能少，每个仅20mW，且寿命能达到20000小时，避免了长期使用，效率降低定期更换的弊端。
6、VOCs受高能电子，臭氧，紫外光降解的协同作用，发生一系列反应，使得VOCs的降解效果提高20％以上。
附图说明
图1是一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置电路图。
图2是新型反应器结构简图。
图3是介质模块结构简图。
图中：11第一三相不可控整流桥电路、12第一逆变电路、13滤波电路、14反向二极管电路、21第二三相不可控整流桥电路、22第二逆变电路、31静电除尘模块、32介质阻挡模块、321第一外层、322等离子体发生器、323第二外层、324A电极、325陶瓷阻挡介质、326B电极、327薄铜片、33LED紫外光灯模块、331C电极、332第一LED紫外线灯组、333D电极、334第二LED紫外线灯组、335E电极、34外壳。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施方式一
一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，如图1所示，包括三相电源、直流电源、脉冲电源和新型反应器；所述三相电源通过直流电源叠加脉冲电源给新型反应器供电，所述三相电源包括电源UA、电源UB和电源UC，所述直流电源包括第一三相不可控整流桥电路11、第一逆变电路12、滤波电路13、高频变压器T1和反向二极管电路14，所述脉冲电源包括第二三相不可控整流桥电路21、第二逆变电路22和高频变压器T2，所述三相电源一端分别连接直流电源和脉冲电源，所述直流电源和脉冲电源叠加通过耦合电容C5和保护电阻R1连接新型反应器的电极，三相电源另一端接地，所述新型反应器包括静电除尘模块31、介质阻挡模块32、LED紫外光灯模块33和外壳34，所述外壳34为圆柱体，不锈钢材料，所述静电除尘模块31、介质阻挡模块32和LED紫外光灯模块33设在外壳34内，所述静电除尘模块31、介质阻挡模块32和LED紫外光灯模块33电极串联。
工作原理：高频高压直流电源是三相市电经第一三相不可控整流桥电路11，输出电压为537V的直流电，经过第一逆变电路12，其可以通过DSP的控制，输出频率为500Hz的交流电，经滤波电路13，实现开关管的零电压或零电流开通或关断，再经过高频高压变压器T1升压为高频高压交流电，经过反向二极管电路14进行整流得到所需直流电，连接耦合电容C5进行充电；高频高压脉冲电源是三相市电经过第二三相不可控整流桥电路21，输出电压为537V的直流电，经过第二逆变电路，其可以通过DSP的控制，输出频率为20KHz的方波电压，再经高频高压变压器T1得到所需方波电压加到耦合电容C5，即可实现对新型反应器的供电。高压直流电源通过新型反应器电极供电，在气体放电时形成回路，在静电除尘模块31完成对粉尘的荷电收集，再连接到介质阻挡模块32的电极，施加的高频脉冲电压发生介质阻挡放电，产生等离子体和臭氧，发生一系列复杂的化学反应，完成对VOCs的去除，电极再连接LED紫外光灯模块33的电极，对LED紫外光灯供电，在叠加电源的作用下，LED灯持续发光，产生高能光子，光子和臭氧与VOCs分子进行协同分解氧化反应，使VOCs降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。
具体实施方式二
具体地，所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，如图1所示，所述第一三相不可控整流桥电路11包括晶体二极管D1、晶体二极管D2、晶体二极管D3、晶体二极管D4、晶体二极管D5、晶体二极管D6和电容C1，所述第一逆变电路12包括半场效晶体管Q1、半场效晶体管Q2、半场效晶体管Q3和半场效晶体管Q4，所述滤波电路13包括电容C3和电感L1，所述反向二极管电路14包括反向二极管D13、反向二极管D14、反向二极管D15和反向二极管D16；所述UA连接D1和D4之间，所述UB连接D2和D5之间，所述UC连接D3和D6之间，所述D1连接D4、D2连接D5、D3连接D6和C1并联，所述C1一端分别连接Q1的漏极和Q2的漏极，另一端分别连接Q3的源极和Q4的源极，所述Q1的源极连接Q3的漏极，所述Q2的源极连接Q4的漏极，所述Q1的源极和Q3的漏极之间连接C3，所述C3连接L1，所述L1连接T1的3端，所述Q2的源极和Q4的漏极连接T1的4端，所述T1的1端分别连接D13的阴极和D15的阳极，所述T1的2端分别连接D14的阴极和D16的阳极，所述D13连接D15、D14连接D16和C5并联。
高压直流电源中，三相市电经过第一三相不可控整流桥电路11整流成单相直流，再经第一逆变电路12得到500Hz交流电，再经滤波电路13滤除高频和谐波成分，滤波电路13的第一输出端连接第一高压变压器T1的第一输入端得到高压交流电，第一高频高压变压器T1的二次侧1端连接反向二极管D13的阴极和D15的阳极，二次侧2端连接反向二极管D14的阴极和D16的阳极，D13的阳极连接D14阳极，D15的阴极连接D16的阴极，整流后得到负高压直流电，通过D13和D14的阳极连接耦合电容C5的a端，D15和D16的阴极连接耦合电容C5的b端，再连接保护电阻R1将负高压直流电加到新型反应器上。
具体地，所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，如图1所示，所述第二三相不可控整流桥电路21包括晶体二极管D7、晶体二极管D8、晶体二极管D9、晶体二极管D10、晶体二极管D11、晶体二极管D12和电容C2，所述第二逆变电路22包括半场效晶体管Q5、半场效晶体管Q6、半场效晶体管Q7和半场效晶体管Q8；所述UA连接D7和D10之间，所述UB连接D8和D11之间，所述UC连接D9和D12之间，所述D7连接D10、D8连接D11、D9连接D12和C2并联，所述C2一端分别连接Q5的漏极和Q6的漏极，另一端分别连接Q7的源极和Q8的源极，所述Q5的源极连接Q7的漏极，所述Q6的源极连接Q8的漏极，所述Q5的源极和Q7的漏极之间连接T2的3端，所述Q6的源极和Q8的漏极连接T2的4端，所述T2的1端分别连接C5和反向二极管电路14，所述T2的2端连接新型反应器。
高频高压脉冲电源中，三相市电经过第二三相不可控整流桥电路21整流成单相直流，再经第二逆变电路22可调制出频率为20KHz的方波，再经高频高压变压器T2得到所需幅值的方波电压，第二高频高压变压器T2二次侧1端连接耦合电容C5的b端，二次侧2端连接新型反应器外壳34。耦合电容C5的a端通过保护电阻R1连接到新型反应器电极上，对反应器进行供电。
具体地，所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，如图2所示，所述介质阻挡模块32包括第一外层321、等离子体发生器322、第二外层323、A电极324、陶瓷阻挡介质325、B电极326和薄铜片327；所述B电极326外设有第二外层323，第二外层323上环绕8个等离子体发生器322，所述等离子体发生器322内设有A电极324，等离子体发生器322外设有陶瓷阻挡介质325，所述陶瓷阻挡介质325上设有薄铜片327，所述等离子体发生器322外设有第一外层321，所述第一外层321和第二外层323都是圆柱体。
具体地，所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，如图3所示，所述LED紫外光灯模块33包括C电极331、第一LED紫外线灯组332、D电极333、第二LED紫外线灯组334和E电极335；所述第一LED紫外线灯组332包括两排LED紫外线灯，每排4个LED紫外线灯，所述第二LED紫外线灯组334包括两排LED紫外线灯，每排两个LED紫外线灯；所述C电极331依次连接第一LED紫外线灯组332、D电极333、第二LED紫外线灯组334和E电极335。
如图3所示，所述静电除尘模块31包括F电极和集尘极，高压直流电源通过F电极供电，维持该模块的电场方向；
高压脉冲电源通过F电极在直流电压上叠加脉冲电压，进行电晕放电，产生电子，电子在移动的过程中遇到粉尘进行荷电，使其在电场的作用下往集尘极定向移动，完成粉尘的收集。在介质阻挡模块32，F电极连接A电极324和等离子体发生器322的B电极326，8个等离子体发生器322并联连接，薄铜片327并联连接，然后接到连接第一外层321。在电极间的气体在高频高压脉冲下被击穿而形成均匀稳定的放电，产生大量高能电子和具有强大氧化性的自由基即低温等离子体，发生复杂的化学反应生成CO2和H2O。介质阻挡模块32生成的臭氧和高能电子一起进入LED紫外光灯模块33。在LED紫外光灯模块33，LED紫外光灯通过C电极331供电，C电极331、D电极333和C电极335、发生电晕放电，产生电流，通过A电极324和第二外层323之间的空气间隙形成放电通道，与第一外层321形成放电回路。第一外层为不锈钢材料，第二外层为绝缘板，LED紫外光灯能发出224nm和255nm的紫外光，发射出高能光子，光子和臭氧与VOCs分子进行协同分解氧化反应，使VOCs降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。
具体实施方式三
一种在所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置上实现的方法，包括以下步骤：
步骤a、打开电源，三相市电分别经过直流电源和脉冲电源；
步骤b、经直流电源时，首先经第一三相不可控整流桥电路11，输出电压为537V的直流电，经过第一逆变电路12，通过DSP的控制，输出频率为500Hz的交流电，经谐振电路，实现开关管的零电压或零电流开通或关断，再经过高频变压器T1升压为高频高压交流电，经过反向二极管组进行整流得到所需直流电，通过耦合电容进行充电；
步骤c、经脉冲电源时，首先经第二三相不可控整流桥电路21，输出电压为537V的直流电，经过第二逆变电路22，通过DSP的控制，输出频率为20KHz的方波电压，再经高频变压器T2得到所需方波电压加到耦合电容，实现对新型反应器的供电；
步骤d、油漆废气流经本发明，先经过静电除尘模块31，大粒径分子荷电后在直流电压的作用下被收集在集尘极；
步骤e、未能被收集的小分子和VOCs气体也都移动到集尘极附近，这部分气体经过介质阻挡模块32，在叠加电场作用下会产生大量高能电子和具有强大氧化性的自由基，它们和有害气体分子进行频繁的碰撞，使VOCs气体的化学键断开，生成大量的·H、·O、·HO2、自由基和氧化性极强的O3,继而与VOCs气体发生化学反应生成CO2和H2O，介质阻挡模块32产生的臭氧和高能电子继续在LED紫外光灯模块33继续参与反应；
步骤f、从静电除尘模块31流通的电极周围的气体，VOCs浓度较低，不通过介质阻挡模块32，直接进入LED紫外光灯模块33，在此一级，LED二极管持续发出波长为224或者255nm的紫外光，产生高能光子，光子和臭氧与VOCs分子进行协同分解氧化反应，使VOCs降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，经过LED紫外光灯模块33的气体满足国家标准，再通过排风管道排出室外。

Claims (6)

1.一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，其特征在于，包括三相电源、直流电源、脉冲电源和新型反应器；所述三相电源通过直流电源叠加脉冲电源给新型反应器供电，所述三相电源包括电源UA、电源UB和电源UC，所述直流电源包括第一三相不可控整流桥电路(11)、第一逆变电路(12)、滤波电路(13)、高频变压器T1和反向二极管电路(14)，所述脉冲电源包括第二三相不可控整流桥电路(21)、第二逆变电路(22)和高频变压器T2，所述三相电源一端分别连接直流电源和脉冲电源，所述直流电源和脉冲电源叠加通过耦合电容C5和保护电阻R1连接新型反应器的电极，三相电源另一端接地，所述新型反应器包括静电除尘模块(31)、介质阻挡模块(32)、LED紫外光灯模块(33)和外壳(34)，所述外壳(34)为圆柱体，所述静电除尘模块(31)、介质阻挡模块(32)和LED紫外光灯模块(33)设在外壳(34)内，所述静电除尘模块(31)、介质阻挡模块(32)和LED紫外光灯模块(33)电极串联。
2.根据权利要求1所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，其特征在于，所述第一三相不可控整流桥电路(11)包括晶体二极管D1、晶体二极管D2、晶体二极管D3、晶体二极管D4、晶体二极管D5、晶体二极管D6和电容C1，所述第一逆变电路(12)包括半场效晶体管Q1、半场效晶体管Q2、半场效晶体管Q3和半场效晶体管Q4，所述滤波电路(13)包括电容C3和电感L1，所述反向二极管电路(14)包括反向二极管D13、反向二极管D14、反向二极管D15和反向二极管D16；所述UA连接D1和D4之间，所述UB连接D2和D5之间，所述UC连接D3和D6之间，所述D1连接D4、D2连接D5、D3连接D6和C1并联，所述C1一端分别连接Q1的漏极和Q2的漏极，另一端分别连接Q3的源极和Q4的源极，所述Q1的源极连接Q3的漏极，所述Q2的源极连接Q4的漏极，所述Q1的源极和Q3的漏极之间连接C3，所述C3连接L1，所述L1连接T1的3端，所述Q2的源极和Q4的漏极连接T1的4端，所述T1的1端分别连接D13的阴极和D15的阳极，所述T1的2端分别连接D14的阴极和D16的阳极，所述D13连接D15、D14连接D16和C5并联。
3.根据权利要求1所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，其特征在于，所述第二三相不可控整流桥电路(21)包括晶体二极管D7、晶体二极管D8、晶体二极管D9、晶体二极管D10、晶体二极管D11、晶体二极管D12和电容C2，所述第二逆变电路(22)包括半场效晶体管Q5、半场效晶体管Q6、半场效晶体管Q7和半场效晶体管Q8；所述UA连接D7和D10之间，所述UB连接D8和D11之间，所述UC连接D9和D12之间，所述D7连接D10、D8连接D11、D9连接D12和C2并联，所述C2一端分别连接Q5的漏极和Q6的漏极，另一端分别连接Q7的源极和Q8的源极，所述Q5的源极连接Q7的漏极，所述Q6的源极连接Q8的漏极，所述Q5的源极和Q7的漏极之间连接T2的3端，所述Q6的源极和Q8的漏极连接T2的4端，所述T2的1端分别连接C5和反向二极管电路(14)，所述T2的2端连接新型反应器。
4.根据权利要求1所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，其特征在于，所述介质阻挡模块(32)包括第一外层(321)、等离子体发生器(322)、第二外层(323)、A电极(324)、陶瓷阻挡介质(325)、B电极(326)和薄铜片(327)；所述B电极(326)外设有第二外层(323)，第二外层(323)上环绕8个等离子体发生器(322)，所述等离子体发生器(322)内设有A电极(324)，等离子体发生器(322)外设有陶瓷阻挡介质(325)，所述陶瓷阻挡介质(325)上设有薄铜片(327)，所述等离子体发生器(322)外设有第一外层(321)，所述第一外层(321)和第二外层(323)都是圆柱体。
5.根据权利要求1所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置，其特征在于，所述LED紫外光灯模块(33)包括C电极(331)、第一LED紫外线灯组(332)、D电极(333)、第二LED紫外线灯组(334)和E电极(335)；所述第一LED紫外线灯组(332)包括两排LED紫外线灯，每排4个LED紫外线灯，所述第二LED紫外线灯组(334)包括两排LED紫外线灯，每排两个LED紫外线灯；所述C电极(331)依次连接第一LED紫外线灯组(332)、D电极(333)、第二LED紫外线灯组(334)和E电极(335)。
6.一种在权利要求1、2、3、4或5所述一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置上实现的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、打开电源，三相市电分别经过直流电源和脉冲电源；
步骤b、经直流电源时，首先经第一三相不可控整流桥电路(11)，输出电压为537V的直流电，经过第一逆变电路(12)，通过DSP的控制，输出频率为500Hz的交流电，经谐振电路，实现开关管的零电压或零电流开通或关断，再经过高频变压器T1升压为高频高压交流电，经过反向二极管组进行整流得到所需直流电，通过耦合电容进行充电；
步骤c、经脉冲电源时，首先经第二三相不可控整流桥电路(21)，输出电压为537V的直流电，经过第二逆变电路(22)，通过DSP的控制，输出频率为20KHz的方波电压，再经高频变压器T2得到所需方波电压加到耦合电容，实现对新型反应器的供电；
步骤d、油漆废气流经本发明，先经过静电除尘模块(31)，大粒径分子荷电后在直流电压的作用下被收集在集尘极；
步骤e、未能被收集的小分子和VOCs气体也都移动到集尘极附近，这部分气体经过介质阻挡模块(32)，在叠加电场作用下会产生大量高能电子和具有强大氧化性的自由基，它们和有害气体分子进行频繁的碰撞，使VOCs气体的化学键断开，生成大量的·H、·O、·HO2、自由基和氧化性极强的O3,继而与VOCs气体发生化学反应生成CO2和H2O，介质阻挡模块(32)产生的臭氧和高能电子继续在LED紫外光灯模块(33)继续参与反应；
步骤f、从静电除尘模块(31)流通的电极周围的气体，VOCs浓度较低，不通过介质阻挡模块(32)，直接进入LED紫外光灯模块(33)，在此一级，LED二极管持续发出波长为224或者255nm的紫外光，产生高能光子，光子和臭氧与VOCs分子进行协同分解氧化反应，使VOCs降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，经过LED紫外光灯模块(33)的气体满足国家标准，通过管道直接排放到空气。
CN201711461344.2A 2017-12-28 2017-12-28 一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法 Pending CN107983104A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711461344.2A CN107983104A (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711461344.2A CN107983104A (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107983104A true CN107983104A (zh) 2018-05-04

Family

ID=62042198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711461344.2A Pending CN107983104A (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107983104A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110327748A (zh) * 2019-07-10 2019-10-15 广东韶科环保科技有限公司 一种通过高压电流进行有机废气无害处理的方法及其设备
WO2020216367A1 (zh) * 2019-04-25 2020-10-29 上海必修福企业管理有限公司 一种VOCs气体处理装置及方法
CN113649168A (zh) * 2021-08-19 2021-11-16 南京师范大学 电子发射体及其制法与包含该电子发射体的粉尘荷电装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000047389A (ko) * 1998-12-21 2000-07-25 이구택 플라즈마를 이용한 대기오염물질 처리장치 및 그 방법
CN203862395U (zh) * 2014-05-07 2014-10-08 浙江佳环电子有限公司 一种电除尘器用直流叠加脉冲高压电源
CN105080302A (zh) * 2015-08-17 2015-11-25 杭州科瑞特环境技术有限公司 一种紫外光-等离子体协同降解有机废气装置及其方法
CN105944530A (zh) * 2016-06-01 2016-09-21 北京化工大学 一种等离子体协同紫外光处理挥发性有机物的装置
CN107281908A (zh) * 2016-04-13 2017-10-24 江苏中科睿赛污染控制工程有限公司 一种含油烟VOCs废气处理装置及其处理方法和用途

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000047389A (ko) * 1998-12-21 2000-07-25 이구택 플라즈마를 이용한 대기오염물질 처리장치 및 그 방법
CN203862395U (zh) * 2014-05-07 2014-10-08 浙江佳环电子有限公司 一种电除尘器用直流叠加脉冲高压电源
CN105080302A (zh) * 2015-08-17 2015-11-25 杭州科瑞特环境技术有限公司 一种紫外光-等离子体协同降解有机废气装置及其方法
CN107281908A (zh) * 2016-04-13 2017-10-24 江苏中科睿赛污染控制工程有限公司 一种含油烟VOCs废气处理装置及其处理方法和用途
CN105944530A (zh) * 2016-06-01 2016-09-21 北京化工大学 一种等离子体协同紫外光处理挥发性有机物的装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020216367A1 (zh) * 2019-04-25 2020-10-29 上海必修福企业管理有限公司 一种VOCs气体处理装置及方法
CN110327748A (zh) * 2019-07-10 2019-10-15 广东韶科环保科技有限公司 一种通过高压电流进行有机废气无害处理的方法及其设备
CN113649168A (zh) * 2021-08-19 2021-11-16 南京师范大学 电子发射体及其制法与包含该电子发射体的粉尘荷电装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107983104A (zh) 一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置与方法
CN206692391U (zh) 一种采用多针板气液水中放电等离子体的污水处理装置
CN104437019B (zh) 一种大流量低温等离子体工业废气处理装置
CN107294420A (zh) 脉冲等离子电源电路
CN104492231B (zh) 组合式等离子设备
CN206253232U (zh) 一种高压静电除尘与uv光解净化一体设备
CN104959234A (zh) 一种静电除霾装置
CN204206595U (zh) 常压常温高频水体低温等离子体发生器
CN105338723B (zh) 一种高压高频源驱动的dbd等离子体放电装置
CN2405398Y (zh) 正高压直流流光放电等离子体源装置
CN207786290U (zh) 一种油漆厂静电除尘联合等离子体除VOCs装置
CN104506059B (zh) 一种用于大功率气体放电电子枪的逆变电源装置
CN106246296B (zh) 空气等离子体处理汽车尾气的装置及方法
CN207243464U (zh) 一种集成化臭氧放电装置
CN1075676C (zh) 高频辅助的低频介质阻挡放电方法及装置
CN107081046A (zh) 一种用于烟气净化的脉冲发生装置
CN206940429U (zh) 一种等离子臭氧发生装置
CN107349702A (zh) 一种等离子工业废气处理器
Konishi et al. Pulse density modulated high-frequency load resonant inverter for ozonizer and its feasible performance evaluations
CN204170597U (zh) 一种针对大流量低温等离子体的工业废气处理设备
CN209809892U (zh) 一种火化机烟气一体化处理装置
CN206897141U (zh) 一种用于烟气净化的脉冲发生装置
CN102801336A (zh) 一种新型逆变式三相电晕机
CN205995273U (zh) 一种低温等离子废气处理系统
CN206845271U (zh) 基于高压静电除尘原理的尾气净化装置及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination