CN110180358A - 一种应用于烟道废气的电子束辐照处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，包括辐照反应器，其内部固定有辐照反应腔，辐照反应腔的底部一侧成型有废气导入管道，废气导入管道与废气缓置腔连通相接；辐照反应腔的底部设置有电子束发生器。本发明能够利用高速电子束对导入的烟道废气进行轰击，烟道废气中的水蒸气和氧气会被电离生成强氧化基团，强氧化基团与硫氧化物和氮氧化物生成硫酸和硝酸气体，最后与氨气生成硫酸铵和硝酸铵固体，达到同时脱硫脱硝的目的，且制得有经济效益的农用肥料；本申请的电子束辐照处理装置净化效率高、净化效果好且能够将烟道废气充分发挥正向作用，既能保护环境，又能提高对自然资源的利用率，且提高了经济效益。

Description

一种应用于烟道废气的电子束辐照处理装置

技术领域

本发明涉及烟道废气处理技术领域，尤其涉及一种应用于烟道废气的电子束辐照处理装置。

背景技术

我国是以煤炭为主要燃料的烧煤大国，在煤燃料燃烧排出的废气中含有大量硫氧化物和氮氧化物等，它们是形成酸雨的主要诱因，也是雾霾成因之一，对环境危害很大。大多数烟道废气处理技术使用的是湿式洗涤方法，其中使排放的烟道废气与含水洗涤溶液紧密接触，这些方法的目的是提供高吸收效率并且去除或基本上降低待洗涤的烟道气中的颗粒、液滴或物质的浓度。但上述处理方法具有投资大、废物利用率低的缺点，且容易造成二次污染。如何设计一种净化效率高、净化效果好且能够将废气充分发挥正向作用的装置，是我们目前需要解决的技术问题。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供了一种应用于烟道废气的电子束辐照处理装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，包括：辐照反应器，其用于对烟道废气进行辐射照射处理；所述辐照反应器的废气入口端通过输导管路连接在烟道上，所述辐照反应器的废气出口端连接有净化气体导出管路；所述输导管路上安装有用于导送烟道废气的第一导气机泵和第二导气机泵；

其中，所述辐照反应器内固定有辐照反应腔，所述辐照反应腔的底部一侧成型有废气导入管道，所述废气导入管道与废气缓置腔连通相接；所述辐照反应腔的底部设置有电子束发生器。

优选的，所述电子束发生器包括

电子源，其用于连续输出电子束；

聚束器，其用于将所述电子束进行聚束；

超导加速器，其用于对集聚的电子束进行加速和输出；以及

扫描器，其用于扫描从所述超导加速器中输出的电子束，并将其导入至所述辐照反应腔中。

优选的，所述超导加速器包括

一真空容腔，其设置在所述聚束器的下作业工位；

一液态制冷剂容腔，其固定设置在所述真空容腔的内部；

若干串联设置的超导加速腔，其固定设置在所述液态制冷剂容腔的内部；所述超导加速腔的两端部均延伸出所述真空容腔外，并分别连接在所述聚束器、所述扫描器上；以及

一制冷器，其固定设置在所述真空容腔的外部，所述制冷器通过制冷管路与所述液态制冷剂容腔连通相接。

优选的，位于所述超导加速腔外部的所述液态制冷剂容腔中充装有液态制冷剂。

优选的，所述液态制冷剂为液态氦。

优选的，所述超导加速器还包括高频交流振荡器，其转换成的交流电能通过真空波导导送至所述超导加速腔中。

优选的，所述扫描器包括呈扩口发散状的扫描管，所述扫描管上固定套装有用于利用磁场扫描所述电子束的扫描线圈；所述扫描管的扩口端部设置有用于隔离所述电子束发生器和所述辐照反应腔的钛制箔片。

优选的，所述废气导入管道上安装有废气浓度传感器；所述高频交流振荡器根据所述废气浓度传感器采集的浓度信息控制交流电能的转换发生量，所述电子源根据所述废气浓度传感器采集的浓度信息控制所述电子束的输出量。

优选的，所述辐照反应腔的底部另一侧成型有氨气导入管道，氨气供给装置根据所述废气浓度传感器采集的浓度信息控制向所述辐照反应腔中输送的氨气量。

优选的，所述废气缓置腔与所述输导管路连通相接，所述辐照反应腔的顶端部设置有与所述净化气体导出管路连通相接的气体导出管道。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明提供的应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，其能够利用高速电子束对导入的烟道废气进行轰击，烟道废气中的水蒸气和氧气会被电离生成强氧化基团，强氧化基团与硫氧化物和氮氧化物生成硫酸和硝酸气体，最后与氨气生成硫酸铵和硝酸铵固体，达到同时脱硫脱硝的目的，且制得有经济效益的农用肥料；本申请的电子束辐照处理装置净化效率高、净化效果好且能够将烟道废气充分发挥正向作用，既能保护环境，又能提高对自然资源的利用率，且提高了经济效益。本申请中，电子源、高频交流振荡器及氨气供给装置能够根据废气浓度控制对废气的作业量，在保证净化废气的前提下，避免了能源和资源的浪费；真空波导能够将交流电能低损耗的导送至超导加速腔中，且液态制冷剂能够保证超导加速腔保持在超导状态，以便于电子束高效地被交流电能加速处理。本发明结构紧凑，废气净化效果好，有利于推广使用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中辐照反应器的内部结构示意图；

图3为本发明中超导加速器的局部结构示意图。

图中：5、辐照反应器；10、烟道废气；3、输导管路；1、烟道；6、净化气体导出管路；2、第一导气机泵；4、第二导气机泵；55、辐照反应腔；500、废气缓置腔；50、电子束发生器；51、电子源；511、电子束；52、聚束器；53、超导加速器；54、扫描器；530、真空容腔；580、液态制冷剂容腔；531、超导加速腔；58、制冷器；581、液态制冷剂；57、高频交流振荡器；570、真空波导；541、扫描管；542、扫描线圈；543、钛制箔片；560、氨气导入管道；56、氨气供给装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1—图3所示，本发明提供了一种应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，包括：

辐照反应器5，其用于对烟道废气10进行辐射照射处理；所述辐照反应器5的废气入口端通过输导管路3连接在烟道1上，所述辐照反应器5的废气出口端连接有净化气体导出管路6；所述输导管路3上安装有用于导送烟道废气的第一导气机泵2和第二导气机泵4；

其中，所述辐照反应器5内固定有辐照反应腔55，所述辐照反应腔55的底部一侧成型有废气导入管道，所述废气导入管道与废气缓置腔500连通相接；所述辐照反应腔55的底部设置有电子束发生器50。

作为本发明一实施例，所述电子束发生器50包括

电子源51，其用于连续输出电子束511；

聚束器52，其用于将所述电子束511进行聚束；

超导加速器53，其用于对集聚的电子束511进行加速和输出；以及

扫描器54，其用于扫描从所述超导加速器53中输出的电子束511，并将其导入至所述辐照反应腔55中。

作为本发明一实施例，所述超导加速器53包括

一真空容腔530，其设置在所述聚束器52的下作业工位；

一液态制冷剂容腔580，其固定设置在所述真空容腔530的内部；

若干串联设置的超导加速腔531，其固定设置在所述液态制冷剂容腔580的内部；所述超导加速腔531的两端部均延伸出所述真空容腔530外，并分别连接在所述聚束器52、所述扫描器54上；以及

一制冷器58，其固定设置在所述真空容腔530的外部，所述制冷器58通过制冷管路与所述液态制冷剂容腔580连通相接。

作为本发明一实施例，位于所述超导加速腔531外部的所述液态制冷剂容腔580中充装有液态制冷剂581。

作为本发明一实施例，所述液态制冷剂581为液态氦。

作为本发明一实施例，所述超导加速器53还包括高频交流振荡器57，其转换成的交流电能通过真空波导570导送至所述超导加速腔531中。

作为本发明一实施例，所述扫描器54包括呈扩口发散状的扫描管541，所述扫描管541上固定套装有用于利用磁场扫描所述电子束511的扫描线圈542；所述扫描管541的扩口端部设置有用于隔离所述电子束发生器50和所述辐照反应腔55的钛制箔片543。

作为本发明一实施例，所述废气导入管道上安装有废气浓度传感器；所述高频交流振荡器57根据所述废气浓度传感器采集的浓度信息控制交流电能的转换发生量，所述电子源51根据所述废气浓度传感器采集的浓度信息控制所述电子束511的输出量。

作为本发明一实施例，所述辐照反应腔55的底部另一侧成型有氨气导入管道560，氨气供给装置56根据所述废气浓度传感器采集的浓度信息控制向所述辐照反应腔55中输送的氨气量。

作为本发明一实施例，所述废气缓置腔500与所述输导管路3连通相接，所述辐照反应腔55的顶端部设置有与所述净化气体导出管路6连通相接的气体导出管道。

该应用于烟道废气的电子束辐照处理装置的工作原理：

烟道废气10在第一导气机泵2和第二导气机泵4的作用下，从烟道1中被导送至辐照反应腔55中，当烟道废气10经由废气导入管道中的废气浓度传感器时，废气浓度传感器时会实时采集烟道废气的浓度信息。电子源51根据废气浓度传感器采集的浓度信息输出电子束511，且高频交流振荡器57根据废气浓度传感器采集的浓度信息转换产生交流电能；电子束511经聚束器52集聚后被传导至超导加速腔531中，且交流电能在超导加速腔531中将电子束511进行加速处理；加速后的电子束511在扫描器54中被扫描和扩散，最后通过钛制箔片543并被导送至辐照反应腔55中。

氨气供给装置56根据废气浓度传感器采集的浓度信息向辐照反应腔55中输送氨气，氨气在辐照反应腔55中和富含硫氧化物和氮氧化物的的烟道废气10相混合，并在被加速扩散的电子束511的作用下进行反应。其中的水蒸气和氧气会被电离生成强氧化基团，强氧化基团与硫氧化物和氮氧化物生成硫酸和硝酸气体，最后与氨气生成硫酸铵和硝酸铵固体，达到同时脱硫脱硝的目的，且制得有经济效益的农用肥料。

在电子束511被加速的过程中，制冷器58作用的液态制冷剂581能够保证超导加速腔531保持在超导状态，以便于电子束511高效地被交流电能加速处理；钛制箔片543的厚度设定为30~40微米，以保证在可靠性强的前提下，最小化电子束511的传输损耗。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，其特征在于，包括：

辐照反应器（5），其用于对烟道废气（10）进行辐射照射处理；所述辐照反应器（5）的废气入口端通过输导管路（3）连接在烟道（1）上，所述辐照反应器（5）的废气出口端连接有净化气体导出管路（6）；所述输导管路（3）上安装有用于导送烟道废气的第一导气机泵（2）和第二导气机泵（4）；

其中，所述辐照反应器（5）内固定有辐照反应腔（55），所述辐照反应腔（55）的底部一侧成型有废气导入管道，所述废气导入管道与废气缓置腔（500）连通相接；所述辐照反应腔（55）的底部设置有电子束发生器（50）。

2.如权利要求1所述的应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，其特征在于，所述电子束发生器（50）包括

电子源（51），其用于连续输出电子束（511）；

聚束器（52），其用于将所述电子束（511）进行聚束；

超导加速器（53），其用于对集聚的电子束（511）进行加速和输出；以及

扫描器（54），其用于扫描从所述超导加速器（53）中输出的电子束（511），并将其导入至所述辐照反应腔（55）中。

3.如权利要求2所述的应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，其特征在于，所述超导加速器（53）包括

一真空容腔（530），其设置在所述聚束器（52）的下作业工位；

一液态制冷剂容腔（580），其固定设置在所述真空容腔（530）的内部；

若干串联设置的超导加速腔（531），其固定设置在所述液态制冷剂容腔（580）的内部；所述超导加速腔（531）的两端部均延伸出所述真空容腔（530）外，并分别连接在所述聚束器（52）、所述扫描器（54）上；以及

一制冷器（58），其固定设置在所述真空容腔（530）的外部，所述制冷器（58）通过制冷管路与所述液态制冷剂容腔（580）连通相接。

4.如权利要求3所述的应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，其特征在于，位于所述超导加速腔（531）外部的所述液态制冷剂容腔（580）中充装有液态制冷剂（581）。

5.如权利要求4所述的应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，其特征在于，所述液态制冷剂（581）为液态氦。

6.如权利要求3所述的应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，其特征在于，所述超导加速器（53）还包括高频交流振荡器（57），其转换成的交流电能通过真空波导（570）导送至所述超导加速腔（531）中。

7.如权利要求2所述的应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，其特征在于，所述扫描器（54）包括呈扩口发散状的扫描管（541），所述扫描管（541）上固定套装有用于利用磁场扫描所述电子束（511）的扫描线圈（542）。

8.如权利要求7所述的应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，其特征在于，所述扫描管（541）的扩口端部设置有用于隔离所述电子束发生器（50）和所述辐照反应腔（55）的钛制箔片（543）。

9.如权利要求6所述的应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，其特征在于，所述废气导入管道上安装有废气浓度传感器；所述高频交流振荡器（57）根据所述废气浓度传感器采集的浓度信息控制交流电能的转换发生量，所述电子源（51）根据所述废气浓度传感器采集的浓度信息控制所述电子束（511）的输出量。

10.如权利要求9所述的应用于烟道废气的电子束辐照处理装置，其特征在于，所述辐照反应腔（55）的底部另一侧成型有氨气导入管道（560），氨气供给装置（56）根据所述废气浓度传感器采集的浓度信息控制向所述辐照反应腔（55）中输送的氨气量。