CN1080563A - 低温常压等离子体分解有害气体的方法和装置 - Google Patents
低温常压等离子体分解有害气体的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1080563A CN1080563A CN 92106261 CN92106261A CN1080563A CN 1080563 A CN1080563 A CN 1080563A CN 92106261 CN92106261 CN 92106261 CN 92106261 A CN92106261 A CN 92106261A CN 1080563 A CN1080563 A CN 1080563A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- voltage
- harmful gas
- pulse
- corona discharge
- 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
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
本发明是一种分解有害气体的方法和装置。在
低温常压条件下，有害气体进入反应腔6，由于电晕
极5上同时加有高压直流电源9和高压脉冲电源8，
电晕极5附近发生高浓度等离子体，为化学反应提供
高能活性粒子，使有害气体分子化学键断裂，直接把
有害气体分解为无害的单原子气体分子和固体微
粒。该方法和装置不仅能高效分解有害气体，而且不
使用化学药品，成本低，易于推广，适于分解火力发
电、汽车、柴油机、焚烧垃圾炉排放的有害气体，是治
理“酸雨”、“温室效应”的一种有效途径。
Description
本发明是一种分解有害气体的方法和装置。
近年来，全球受“酸雨”、“温室效应”危害范围日益扩大，其原因是煤炭和石油等燃料燃烧后排放烟气中含有氮氧化物（NOx），二氧化硫（SO2），碳氢化合物（CH）及二氧化碳（CO2）等气体与大气中水份反应使酸度增加，并且使地球温度上升。目前，世界上普遍采用的湿式石灰、石膏法脱硫、氨接触还原法脱硝技术，电子束照射法脱硫、脱硝技术，脉冲等离子体化学法脱硫脱硝技术虽然脱硫脱硝效率较高，但设备投资较大，有的需要投入大量化学药品，因而成本高，不易推广。治理燃气中二氧化碳目前尚无有效办法。
本发明提出一种不仅能高效脱硫脱硝，分解二氧化碳，而且不使用化学药品，能够在低温（常温）常压下分解有害气体的方法和装置。
低温常压等离子体分解有害气体技术，是通过突变电场、磁场的巨大能量产生非平衡等离子体，为化学反应提供高能活性粒子。这些粒子能使有害气体分子的化学键断裂，以便进行通常较困难甚至不可能进行的化学反应，直接把有害气体分解为无害的单原子气体分子和固体微粒。该方法通过如图1的装置来实现，在低温常压情况下，有害气体从进气孔1进入反应器4，反应腔6中有电晕极5，其上同时加有高压脉冲电源8和高压直流电源9，电压波形图如图2所示，在直流高压V0上迭加前后沿陡峭的脉冲电压Vc。由于脉冲前后沿陡峭，幅值高，电晕极5附近发生激烈、高效率的脉冲电晕放电，使基态气体获得足够大的能量，发生强烈的辉光放电，使空间气体迅速变成高浓度等离子体，其中含有大量激发态、亚稳态、游离粒子及各种离子、电子和光子，化学性质比基态气体分子活跃多了，为化学反应提供丰富的活性粒子，它们的能量值如表1所示：
表1：等离子体各种类子能量值
活性粒子种类 电子 离子 亚稳态粒子 光子
能量(ev) >20 >2 >20 >40
在定向脉冲电场作用下，气体分子处于激发态，当气体分子获得的能量大于分子键结合能时（如表2所示），分子键断裂，分成单原子气体分子和固体粒子。
表2：气体分子结合能
气体种类 CO CO2NO NO2H2S SO2
键的结合能(ev) 11.12 16.56 6.56 6.17 3.80 5.43
例如：有害气体（AB）g、（CD）g在脉冲电场作用下，使有害气体处于激发状态，然后发生分解反应：
反应结果生成气体分子A（g）、B（g）、C（g）及固体粒子D（S）。这样，应用活性粒子的能量可使一些有害气体NO、SO2、CO、CO2等分解成无害的气体分子及固体微粒。
由于脉冲宽度极窄，电压很高，只有电子才能获得爆炸性脉冲能量，在极短时间内产生丰富的高能量活性粒子，足以打开气体分子键。而其他一些粒子由于质量重、惯性大，不可能在极短时间内加速起来。刚要加速时，气体中电场强度就降下来了，不可能过渡到火花、孤光放电。由于脉冲占空比极大，整个气体在激发过程中，温度变化不显著，基本保持在室温或稍高于室温（至100%）的状态。分解后的气体从出气孔7排出。
该方法和装置可以用于分解火力发电、炼钢、水泥、化工以及汽车、柴油机、焚烧垃圾等排放的有害气体，运行效率高，成本低，是治理“酸雨”、“温室效应”的一种有效方法和装置。
图1是低温常压等离子体分解有害气体装置示意图。
图2是加在电晕极5上电压波形图。
图1中，1是进气孔，2是气体检测仪，3是测气孔，4是反应器，其外壳接地，5是电晕极，6是反应腔，7是出气孔，8是高压脉冲电源，通过电容C接电晕极5上，9是高压直流电源，通过电感L接在电晕极5上，10是绝缘子。
图2中，V0是直流高电压幅度，范围是20-80KV，Vc是脉冲高电压幅度，范围是40-400KV，t1是脉冲宽度，范围是0.01-10μS，T2是脉冲周期，范围是0.1-20ms，脉冲前沿为80-200ns。
实施例1：用12马力柴油机尾气中NOx、CO作为气源。反应器4直径为110.5mm，长度为480mm，电晕线5为星形线，反应腔6中的风速为2.4m/S。实验条件和测试数据如表3所示：
实施例2：对浓度为2446.6mg/m3的NOx及浓度为3552mg/m3的SO2气体进行分解。反应器4的直径为120mm，长度为750mm，电晕极5长度为600mm，反应腔6中风速为0.12m/s。实验条件和测试数据如表4所示：
Claims (2)
1、一种低温常压等离子体分解有害气体的方法和装置，有进气孔1，气体检测仪2，测气孔3，反应器4，电晕极5，反应腔6，出气孔7，绝缘子10，其特征是高压脉冲电源8通过电容C、高压直流电源9通过电感L同时接在电晕极5上。
2、如权利要求1所述的低温常压等离子体分解有害气体的方法和装置，其特征是高压直流电源9产生的直流电压幅度VD为20-80KV，高压脉冲电源8产生的脉冲电压幅度VC为40-400KV，脉冲宽度t1为0.01-10μs，脉冲周期t2为0.1-20ms，脉冲前后沿为80-200ns。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 92106261 CN1080563A (zh) | 1992-06-20 | 1992-06-20 | 低温常压等离子体分解有害气体的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 92106261 CN1080563A (zh) | 1992-06-20 | 1992-06-20 | 低温常压等离子体分解有害气体的方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1080563A true CN1080563A (zh) | 1994-01-12 |
Family
ID=4941952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 92106261 Pending CN1080563A (zh) | 1992-06-20 | 1992-06-20 | 低温常压等离子体分解有害气体的方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1080563A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1086307C (zh) * | 1997-11-28 | 2002-06-19 | 复旦大学 | 低温等离子体工业废气处理装置 |
| CN1101716C (zh) * | 1996-04-04 | 2003-02-19 | 三菱重工业株式会社 | 处理废气的装置及方法和其中应用的脉冲发生器 |
| CN101990354A (zh) * | 2010-11-22 | 2011-03-23 | 大连理工大学 | 介质阻挡放电等离子体放大反应器脉冲供电方法 |
| CN107233785A (zh) * | 2016-03-29 | 2017-10-10 | 苏州迈沃环保工程有限公司 | 利用超高压低温等离子体进行废气脱硫脱硝的方法及系统 |
-
1992
- 1992-06-20 CN CN 92106261 patent/CN1080563A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1101716C (zh) * | 1996-04-04 | 2003-02-19 | 三菱重工业株式会社 | 处理废气的装置及方法和其中应用的脉冲发生器 |
| CN1086307C (zh) * | 1997-11-28 | 2002-06-19 | 复旦大学 | 低温等离子体工业废气处理装置 |
| CN101990354A (zh) * | 2010-11-22 | 2011-03-23 | 大连理工大学 | 介质阻挡放电等离子体放大反应器脉冲供电方法 |
| CN107233785A (zh) * | 2016-03-29 | 2017-10-10 | 苏州迈沃环保工程有限公司 | 利用超高压低温等离子体进行废气脱硫脱硝的方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Namihira et al. | Improvement of NO/sub X/removal efficiency using short-width pulsed power | |
| Takaki et al. | Removal of nitric oxide in flue gases by multi-point to plane dielectric barrier discharge | |
| Jogan et al. | The effect of residence time on the CO/sub 2/reduction from combustion flue gases by an AC ferroelectric packed bed reactor | |
| KR100273993B1 (ko) | 코로나 방전 오염 물질 분해 장치에서의 NOx의 처리를 위한 연료 주입 시스템 및 방법 | |
| CN204082267U (zh) | 一种基于低温等离子体的汽车尾气处理的装置 | |
| Penetrante | Pollution control applications of pulsed power technology | |
| Chang et al. | Reduction of NOx from combustion flue gases by corona discharge activated methane radical injections | |
| US6136158A (en) | NOx reduction method in corona discharge pollutant destruction apparatus | |
| JP2007521948A (ja) | 化石燃料から生じる温室効果ガスを非毒性基本元素に転換する方法 | |
| CN1080563A (zh) | 低温常压等离子体分解有害气体的方法和装置 | |
| Penetrante et al. | Fundamental limits on NOx reduction by plasma | |
| CN206214986U (zh) | 大风量低浓度有机废气处理系统 | |
| KR102601482B1 (ko) | 화력발전소용 질소산화물 저감장치 및 이를 이용한 저감방법 | |
| CN1130097A (zh) | 从烟道气中同时除去二氧化硫和氧化氮的装置 | |
| CN1792416A (zh) | 吸附协同等离子体作用的顺序式脱硫脱硝方法 | |
| Rajanikanth et al. | Achieving better NOx removal in discharge plasma reactor by field enhancement | |
| CN109603448A (zh) | 一种船舶尾气等离子体脱硫脱硝系统及系统 | |
| Dong et al. | The influence of interface phenomenon on removal of NO and SO 2 in corona discharge reactor with water film | |
| Chang et al. | Reduction of NO/sub x/from a combustion flue gas by a corona radical injection method | |
| KR100339102B1 (ko) | 디젤엔진용 배기가스 정화장치 | |
| CN1212174C (zh) | 表面吸附低能态等离子体一氧化氮脱除方法 | |
| Tran et al. | A new after-treatment concept of diesel exhaust gas using barrier discharge reactor combined with diesel particulate filter | |
| Penetrante et al. | Non-thermal plasma techniques for abatement of volatile organic compounds and nitrogen oxides | |
| CN110975541A (zh) | 一种含VOCs烧结烟气的处理装置及方法 | |
| Rosocha et al. | Economic Assessment of Proposed Electric-Discharge Non-Thermal Plasma Field-Pilot Demonstration Units for NOx Removal in Jet-Engine Exhaust: White Paper for SERDP Project CP-1038 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |