CN109603450A - 一种智能电子烟气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能电子烟气净化系统，包括控制单元，高频脉冲电源、烟气处理通道、清洗液单元和硫回收单元。本系统可在一个装置内同时完成完成脱硫、脱硝、脱汞和除尘，与现有技术比较，催化剂用量减少；而且本系统结构简单，建设周期短，维护较为方便，运行费用较低；使用电子诱导发生器降低空间击穿电压，可在100‑200mm的间隙中产生等离子体，适用于大规模的工业烟气处理；通过调整脉冲高压电源的工作频率，跟踪等离子发生器固有谐振频率，使等离子发生器和电源工作在谐振状态，降低功耗，使功率因数达到0.9以上；等离子发生器采用双介质阻挡放电，装置框架为环氧树脂材质，外壳为玻璃钢材质，运行环境安全可靠。

Description

一种智能电子烟气净化系统
技术领域
本发明属于燃煤烟气处理技术领域，尤其涉及一种智能电子烟气净化系统。
背景技术
由于煤炭燃烧产生的烟气中有大量的含硫、含氮、含汞和固体颗粒等污染物，因此，在烟气排放前需对其中的污染物进行处理。目前国内外对燃煤烟气脱硫、脱硝、除尘的处理一般采用分散处理方式，设备庞大，存在占地面积大，投资高、运行费高、自动化水平低、副产品容易造成二次污染等缺点。
目前使用较为广泛的脱硫技术有：湿法(石灰石-石膏法、氨法、双碱法)、半干法和干法。湿法尾气中含有气凝胶和氨逃逸，副产品(石膏)造成二次污染；半干法和干法脱硫效率低，副产品难以回收利用，而且投资大、占地大、运行费用高。
目前常用的脱硝技术有选择性非催化脱硝(SNCR)和选择性催化脱硝(SCR)。SNCR脱硝效率较低，仅为30-50％，而SCR催化剂昂贵，且失活废料难以处理，投资和运行费用高，尤其是难以在低温(20-120℃)条件下脱除NOX。
常用的脱除灰尘颗粒物技术有布袋除尘器、静电除尘、水雾除尘等技术，设备庞大，消耗水量大，造成水和空气二次污染。
脱汞指标目前尚无环保要求，现有技术难以解决。
中国专利(CN 107029531 A，公开日2017年8月11日)公开了一种工业烟气的脱硫、除尘脱硝一体化处理工艺，包括如下步骤：(1)脱硫处理：160～240℃的烟气在引风机作用下由烟道直接进入脱硫塔中，进行脱硫反应，脱除SO2，脱硫后的烟气进入组合式径向除尘脱硝反应器，脱硫塔与组合式径向除尘脱硝反应器的连接烟道上设置有喷氨系统；(2)除尘脱硝一体化处理：脱硫后的烟气与烟道上喷氨系统喷出的氨气混合进入组合式径向除尘脱硝反应器中，然后进行除尘脱硝；(3)经过脱硫、除尘、脱硝处理后的达标烟气经引风机抽送至烟囱排放。该工艺虽然一定程度上简化了处理工艺，降低装置投资及占地面积，但实质上仍为分步处理工艺，处理效率仍然较低。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供的技术方案是：
一种智能电子烟气净化系统，包括：
控制单元，与高频脉冲电源相连接，用于控制高频脉冲电源的工作状态；
烟气处理通道，包括烟气入口、烟气出口，烟气处理通道中还设置有等离子发生器，等离子发生器中还设置有催化剂填充床，用于处理从烟气入口输入的烟气，烟气处理通道分别与高频脉冲电源、清洗液单元和硫回收单元相连接；
高频脉冲电源，分别与控制单元和烟气处理通道中的等离子发生器相连接，用于根据控制单元的指令，控制等离子发生器工作；
清洗液单元，用于调节烟气的温度和湿度，并对等离子发生器中的催化剂填充床进行冲洗；
硫回收单元，用于接收等离子发生器中催化剂填充床的清洗液，将清液作为冲洗液继续使用，将冲洗液中的颗粒物处理为农用化肥。
进一步地，等离子发生器包括正极板和负极板，正极板和负极板两侧均设置有阻挡介质板，正极板的两片阻挡介质板之间设置有铜板，铜板的表面设置有尖刺，正极板与负极板之间放置有电子诱导放电发生器，正极板与负极板之间的距离为100-200mm。
进一步地，电子诱导放电发生器包括立柱和框架，用于支撑诱导丝，诱导丝由小圆片、小环和细丝组成，框架上安装有小轴，小环套在小轴上，小圆片位于细丝的顶端，由弹簧固定细丝的位置，正极板与负极板通电之前，小圆片与细丝与正极板、负极板垂直。
进一步地，烟气处理通道中等离子发生器的数量为6个。
进一步地，烟气处理通道的烟气入口处和烟气出口处分别设置有入口烟气测试仪和出口烟气测试仪，入口烟气测试仪与出口烟气测试仪均与控制单元相连接。
进一步地，烟气处理通道的烟气入口与等离子发生器之间还依次设置有布风板和均质器。
进一步地，均质器中还添加有双氧水，用于加快含氮化合物的氧化速率。
进一步地，清洗液单元对等离子发生器中的催化剂填充床的冲洗为分时冲洗。
进一步地，等离子发生器催化剂填充床中还添加有网状活性炭管，用于降低催化剂填充床的风阻。
进一步地，烟气处理通道的框架为环氧树脂材质，外壳为玻璃钢材质。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)本系统可在一个装置内同时完成脱硫、脱硝、脱汞和除尘，与当前推行的活性炭(焦)催化吸附技术比较，催化剂用量减少40倍，实现了环境友好型烟气净化处理；(2)本系统结构较为简单，建设周期不超过30天，维护较为简单，运行费用比现有烟气处理系统降低30％以上；(3)本系统通过电子诱导发生器降低空间击穿电压，可在100-200mm的间隙中产生等离子体，适用于大规模的工业烟气处理；(4)通过调整脉冲高压电源的工作频率，使其跟踪等离子发生器固有谐振频率，使等离子发生器和电源工作在谐振状态，降低功耗，使功率因数达到0.9以上；(5)等离子发生器采用双介质阻挡放电，击穿空间仅有位移电流，液体冲洗时不产生传导电流，装置框架为环氧树脂材质，外壳为玻璃钢材质，无漏电流，无电磁干扰，运行环境安全可靠。
附图说明
图1为智能电子烟气净化系统的结构示意图。
其中：1、控制单元，2、高频脉冲电源，3、均质器，4-9、并排设置的六组等离子发生器，10、布风板，11、烟气入口，12、烟气出口，13、入口烟气测试仪，14、出口烟气测试仪，15、清洗液单元，16、硫回收单元。
具体实施方式
下面，结合对本发明的实施方式进行说明。
控制单元1，与高频脉冲电源2相连接，用于控制高频脉冲电源2的工作状态；
烟气处理通道，包括烟气入口11、烟气出口12，烟气处理通道中还设置有6个等离子发生器，等离子发生器中还设置有催化剂填充床，用于处理从烟气入口11输入的烟气，烟气处理通道分别与高频脉冲电源2、清洗液单元15和硫回收单元16相连接；烟气处理通道的烟气入口11与等离子发生器之间还依次设置有布风板10和均质器3；均质器3中还添加有双氧水，用于加快含氮化合物的氧化速率；等离子发生器催化剂填充床中还添加有网状活性炭管，用于降低催化剂填充床的风阻；烟气处理通道的框架为环氧树脂材质，外壳为玻璃钢材质。
高频脉冲电源2，分别与控制单元1和烟气处理通道中的等离子发生器相连接，用于根据控制单元1的指令，控制等离子发生器工作；
清洗液单元15，用于调节烟气的温度和湿度，并对等离子发生器中的催化剂填充床进行冲洗；
硫回收单元16，用于接收等离子发生器中催化剂填充床的清洗液，将清液作为冲洗液继续使用，将冲洗液中的颗粒物处理为农用化肥。
等离子发生器包括正极板和负极板，所述正极板和负极板两侧均设置有阻挡介质板，正极板的两片阻挡介质板之间设置有铜板，铜板的表面设置有尖刺，正极板与负极板之间放置有电子诱导放电发生器，电子诱导放电发生器包括立柱和框架，用于支撑诱导丝，诱导丝由小圆片、小环和细丝组成，框架上安装有小轴，小环套在小轴上，小圆片位于细丝的顶端，由弹簧固定细丝的位置，正极板与负极板通电之前，小圆片与细丝与正极板、负极板垂直。正极板与负极板之间的距离为100-200mm。
烟气处理通道的烟气入口11处和烟气出口12处分别设置有入口烟气测试仪13和出口烟气测试仪14，入口烟气测试仪13与出口烟气测试仪14均与控制单元1相连接，将实时检测数据传输至控制单元1。
控制单元1主控芯片为DSP数字控制器，使用霍尔传感器采集的电源输出电压电流信号，送到DSP中进行傅利叶变换获得基波信号，将其送到数字锁相环中获得相位差信号，经DSP数字控制器将相位差信号转换为频率增减信号，控制脉冲高压电源逆变器工作频率，使其略大于等离子发生器固有谐振频率，从而使等离子发生器和电源工作在谐振状态，降低功耗，使功率因数达到0.9以上。
等离子发生器5、7、9为催化剂填充床，清洗液单元对等离子发生器中的催化剂填充床的冲洗为分时冲洗。启动等离子发生器5的冲洗阀门，用5-8％的稀硫酸冲洗3-5分钟，然后用常温水洗3-5分钟，将催化剂填充床上的沉积物冲入硫回收单元16。等离子发生器7和9的再生过程与等离子体5相同。当等离子发生器5冲洗再生时，等离子发生器7和9仍按正常工艺，等离子发生器5经稀硫酸和水分时冲洗，将吸附其表面SO3、NO2、Hg和灰尘颗粒一同带入硫回收单元16，填充床中固体催化剂迅速得到再生恢复其良好吸附性能。此时关闭等离子发生器5冲洗阀门，开启等离子发生器7冲洗系统。等离子发生器5和9仍按正常工艺运行。待等离子发生器7再生完毕后，立即启动等离子发生器9再生程序。在此过程中，硫回收单元的液体中含有硫酸、硝酸和颗粒物，可直接处理为农用化肥，清液作为冲洗液继续使用。

Claims (10)

1.一种智能电子烟气净化系统，其特征在于，包括：
控制单元(1)，与高频脉冲电源(2)相连接，用于控制高频脉冲电源(2)的工作状态；
烟气处理通道，包括烟气入口(11)、烟气出口(12)，烟气处理通道中还设置有等离子发生器，等离子发生器中还设置有催化剂填充床，用于处理从烟气入口(11)输入的烟气，烟气处理通道分别与高频脉冲电源(2)、清洗液单元(15)和硫回收单元(16)相连接；
高频脉冲电源(2)，分别与控制单元(1)和烟气处理通道中的等离子发生器相连接，用于根据控制单元(1)的指令，控制等离子发生器工作；
清洗液单元(15)，用于调节烟气的温度和湿度，并对等离子发生器中的催化剂填充床进行冲洗；
硫回收单元(16)，用于接收等离子发生器中催化剂填充床的清洗液，将清液作为冲洗液继续使用，将冲洗液中的颗粒物处理为农用化肥。
2.如权利要求1所述智能电子烟气净化系统，其特征在于，所述等离子发生器包括正极板和负极板，所述正极板和负极板两侧均设置有阻挡介质板，正极板的两片阻挡介质板之间设置有铜板，铜板的表面设置有尖刺，正极板与负极板之间放置有电子诱导放电发生器，正极板与负极板之间的距离为100-200mm。
3.如权利要求2所述智能电子烟气净化系统，其特征在于，所述电子诱导放电发生器包括立柱和框架，用于支撑诱导丝，诱导丝由小圆片、小环和细丝组成，框架上安装有小轴，小环套在小轴上，小圆片位于细丝的顶端，由弹簧固定细丝的位置，正极板与负极板通电之前，小圆片与细丝与正极板、负极板垂直。
4.如权利要求1所述智能电子烟气净化系统，其特征在于，所述烟气处理通道中等离子发生器的数量为6个。
5.如权利要求1所述智能电子烟气净化系统，其特征在于，所述烟气处理通道的烟气入口(11)处和烟气出口(12)处分别设置有入口烟气测试仪(13)和出口烟气测试仪(14)，入口烟气测试仪(13)与出口烟气测试仪(14)均与控制单元(1)相连接。
6.如权利要求1所述智能电子烟气净化系统，其特征在于，所述烟气处理通道的烟气入口(11)与等离子发生器之间还依次设置有布风板(10)和均质器(3)。
7.如权利要求6所述智能电子烟气净化系统，其特征在于，所述均质器(3)中还添加有双氧水，用于加快含氮化合物的氧化速率。
8.如权利要求1所述智能电子烟气净化系统，其特征在于，所述清洗液单元(15)对等离子发生器中的催化剂填充床的冲洗为分时冲洗。
9.如权利要求1所述智能电子烟气净化系统，其特征在于，所述等离子发生器催化剂填充床中还添加有网状活性炭管，用于降低催化剂填充床的风阻。
10.如权利要求1所述智能电子烟气净化系统，其特征在于，所述烟气处理通道的框架为环氧树脂材质，外壳为玻璃钢材质。
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