CN111450699A - 基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置，其包括：正极放电棒，旋叶放电针，负极筛网圈，定型绝缘体圈，阻挡片，超导永磁体，磁铁电导层，催化剂，磁约束幕场导网，微孔陶瓷管和等离子发生器；阻挡片安装于微孔陶瓷管的管口；定型绝缘体圈安装于微孔陶瓷管外侧；正极放电棒穿过阻挡片中心伸出微孔陶瓷管外；旋叶放电针安装于正极放电棒上；负极筛网圈环绕于旋叶放电针周围；磁约束幕场导网贴于微孔陶瓷管内壁；催化剂填充于微孔陶瓷管内；等离子发生器的正极连接正极放电棒、负极连接负极筛网圈。本发明能够避免氨气逃逸问题，提升氮氧化物的净化比率，降低能耗，提升设备使用寿命，便于设备清理。

Description

基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置
技术领域
本发明属于环保设备技术领域，具体来说涉及一种基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置。
背景技术
氮氧化物是工业加工生产中使用燃煤锅炉所排放的重要大气污染物之一。排入大 气中的氮氧化物除了形成酸雨，还会形成光化学烟雾，直接危害人类身体健康。目前，主要 采用SCR系统对燃气喷射氨水的方式实现氮氧化物处理，这种方案容易产生氨气逃逸的问 题造成次生污染。同时其净化率尚有待提升。因此，如何设计出一种新型的废气净化装置， 以克服上述问题，是本领域技术人员需要研究的方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置，能 够避免喷射氨水净化氮氧化物而造成的氨气逃逸问题，同时提升氮氧化物的净化比率，降 低能耗，提升设备使用寿命，便于设备清理。
其采用的技术方案如下
一种基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置，其包括：正极放电棒，旋叶放 电针，负极筛网圈，定型绝缘体圈，阻挡片，超导永磁体，磁铁电导层，催化剂，磁约束幕场导 网，微孔陶瓷管和等离子发生器；所述微孔陶瓷管为空心圆柱，其下端开口、上端通过顶盖 封闭；所述阻挡片安装于微孔陶瓷管的下端管口内；所述定型绝缘体圈安装于微孔陶瓷管 的下端管口外侧；所述阻挡片上分布有通气孔；所述正极放电棒一端位于微孔陶瓷管内、另 一端穿过阻挡片中心并伸出微孔陶瓷管外；所述旋叶放电针安装于正极放电棒输出微孔陶 瓷管一端的头部；所述负极筛网圈安装于定型绝缘体圈上、环绕于旋叶放电针周围；所述催 化剂采用热压释性原料（SehOr）催化剂；所述磁约束幕场导网贴合于微孔陶瓷管的内壁上； 所述超导永磁体有多个，均匀分布于正极放电棒位于微孔陶瓷管内棒体部分的轴向上；所 述磁铁电导层包裹于超导永磁体外侧、且其外边沿连接磁约束幕场导网；所述催化剂填充 于微孔陶瓷管内；所述等离子发生器的正极连接正极放电棒、负极连接负极筛网圈。
通过采用这种技术方案：等离子发生器输送脉冲电波，使正极放电棒、旋叶放电针 和负极筛网圈共同形成电晕放电区，将进入微孔陶瓷管的废气电离成非平衡等离子态，破 坏废气中氮氧化物的原有价链。同时，磁电导体层配合超导永磁体将正极放电棒形成的放 射脉冲电场进行传导，在局部层区形成磁电双场。同时，超导永磁体用于磁能放射，结合磁 约束幕场导网形成超导磁场幕。磁、电双场及超导磁场幕产生磁约束效应，使电离后形成的 非平衡等离子态烟气被约束，延长电离裂解重组的时间，同时超导磁场幕实现对烟气的切 割，进一步增大电离效应。完成净化后的废气从微孔陶瓷管的侧壁缓慢散逸进入空气中。
优选的是，上述基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置中：所述定型绝缘体圈上还设有固定螺丝。
通过采用这种技术方案：固定螺丝能够实现多个废气净化装置之间通过定形决缘体圈进行模块化组合，实现大、小型设备组装。
更优选的是，上述基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置中：所述阻挡片采用发泡瓷挡片。
通过采用这种技术方案：发泡瓷挡片做挡板可减少风阻，耐高温，通透性好。
更优选的是，上述基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置中：所述旋叶放电针包括固定环和放电针，所述固定环套设于正极放电棒上；所述放电针有多个、且均匀分布于固定环的外壁上。所述各放电针的叶片表面倾斜设置、呈旋流板形状。
通过采用这种技术方案：待净化的废气在进入微孔陶瓷管前，受各呈叶片状的放电针阻挡整流，形成旋流，使其延长受电电离时间。
进一步优选的是，上述基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置中：所述催化剂包括。所述催化剂包括SehOr丨)NaFe3Al6(BO3)3(Si6Ol8)(OH)4，以及Ce+4/Ce+3稀土元素。
进一步优选的是，上述基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置中：超导永磁体采用钕铁硼永磁环。
与现有技术相比，本发明能够避免喷射氨水净化氮氧化物而造成的氨气逃逸问题，同时提升对燃煤锅炉排放气体中氮氧化物的净化比率，降低能耗，提升设备使用寿命，便于设备清理。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为实施例1的结构示意图；
图2为图1中旋叶放电针的结构示意图。
各附图标记与部件名称对应关系如下：
1、正极放电棒；2、旋叶放电针；3、负极筛网圈；4、固定螺丝；5、定型绝缘体圈；6、阻挡片；7、超导永磁体；8、磁铁电导层；9、催化剂；10、磁约束幕场导网；11、微孔陶瓷管；12、等离子发生器；13、顶盖；21、固定环；22、放电针。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合各个实施例作进一步描述。
如图1-2所示为实施例1：
一种基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置，其包括：正极放电棒1，旋叶放电针2，负极筛网圈3，定型绝缘体圈5，阻挡片6，超导永磁体7，磁铁电导层8，催化剂9，磁约束幕场导网10，微孔陶瓷管11和等离子发生器12。
其中，所述微孔陶瓷管11为空心圆柱，其下端开口、上端通过顶盖13封闭；所述阻挡片6安装于微孔陶瓷管11的下端管口内；所述定型绝缘体圈5安装于微孔陶瓷管11的下端管口外侧；所述阻挡片6上分布有通气孔；所述正极放电棒1一端位于微孔陶瓷管11内、另一端穿过阻挡片6中心并伸出微孔陶瓷管11外；所述旋叶放电针2安装于正极放电棒1输出微孔陶瓷管11一端的头部；所述负极筛网圈3安装于定型绝缘体圈5上、环绕于旋叶放电针2周围；所述磁约束幕场导网10贴合于微孔陶瓷管11的内壁上；所述超导永磁体7有多个，均匀分布于正极放电棒1位于微孔陶瓷管11内棒体部分的轴向上；所述磁铁电导层8包裹于超导永磁体7外侧、且其外边沿连接磁约束幕场导网10；所述催化剂9填充于微孔陶瓷管11内；所述等离子发生器12的正极连接正极放电棒1、负极连接负极筛网圈3。所述定型绝缘体圈上还设有固定螺丝4。
在本例中：所述阻挡片6采用发泡瓷挡片。所述催化剂9采用SehOr丨)NaFe3Al6(BO3)3(Si6Ol8)(OH)4，以及Ce+4/Ce+3稀土元素
超导永磁体7采用钕铁硼永磁环。所述旋叶放电针2包括固定环21和放电针22，所述固定环21套设于正极放电棒1上；所述放电针22有多个、且均匀分布于固定环21的外壁上。所述各放电针22的叶片表面倾斜设置、呈旋流板形状。
实践中，其工作过程如下：
待净化的工业烟气通过外设的排烟风机由微孔陶瓷管11底部穿过阻挡片6上的通气孔引入微孔陶瓷管11中，此时，等离子发生器12开始工作，使正极放电棒1、旋叶放电针2和负极筛网圈3共同电晕放电，形成非平衡等离子态进入用热压释电性原料与多种稀土过渡金属单元素合成的催化剂9制成的离子放射反应堆体内，受多种稀土元素过度金属与负离子放射矿物质原料催化，使烟气中的氮氧化物在进入离子放射堆内受到脉冲强电压放电电离，由于离子堆内在装有热压释电性原料的催化剂9之外，同时安装了正极放电棒1，能够将脉冲电压波峰态增大放射，让具有热压释电性催化剂受电压及受热，形成热压释电放射状态，将稀土单元素与负离子矿物质催化剂激活，形成整体“非平衡离子放射反应堆”，同时受稀土过度金属元素与负离子放射矿物原料催化、重整，使烟气中水分子电解，生成OH-与水合羟基离子H3O2-。其具体过程如下：SehOr）催化剂在受到外部能量波动下，如:温度、电压、光等微小作用下即能引起负离子晶体之间的高达1.0x106eV静电电势差，从而形成高电压电场，使烟气增大电离效应，被电离电子通过电气石结晶粉末两端所具有的永久正、负极性与烟气中的水分子产生瞬间放电电离效应，将水分子电离解为H+和OH-。H+与Sehor释放出的电子结合被中和成H原子，而OH-与其他水分子结合，生成羟基负离子“H3O-2”。由此，使催化剂表面具有催化活性、还原性、吸附重整释放性等特性，同时受烟气与放电温度及电压影响，催化剂内部分子做热运动，相应的偶极矩产生变化。此外，为了有效控制电子活跃逃逸，本装置通过设置超导永磁体7，磁铁电导层8和磁约束幕场导网10形成设有永磁约束间距区，同时磁体周边填充有顺磁性过度金属原料，使磁体与顺磁性过度金属原料组合形成磁幕区，使烟气受磁导切割形成小粒径与电离电子、离子混合，再通过永磁约束将电离电子与烟气约束在反应堆内完成电导约束，增加电离催化反应时间，使稀土过度金属单元素及负离子矿物质催化剂增加放射反应能力，使燃烧排放尾气中的NOx受电离与过度金属及负离子催化，分解、还原、重组得到高效还原净化。经检测，采用本技术可有效裂解、还原排放烟气中的NOx80%，NO99%，氧含量17~21%。此外，本方案的处理产物为氮气+水+氧气，而传统同类产品的传统处理成果为硝酸类产品，有腐蚀性，及二次污染压力。因此本方案能耗低、处理成本仅为传统同类产品的处理耗材成本的十分之一。同时，本技术设备寿命在8年以上。而传统同类产品方法，其仅2年就需替换一套设备。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置，其特征在于，包括：正极放电棒（1），旋叶放电针（2），负极筛网圈（3），定型绝缘体圈（5），阻挡片（6），超导永磁体（7），磁铁电导层（8），催化剂（9），磁约束幕场导网（10），微孔陶瓷管（11）和等离子发生器（12）；
所述微孔陶瓷管（11）为空心圆柱，其下端开口、上端通过顶盖（13）封闭；
所述阻挡片（6）安装于微孔陶瓷管（11）的下端管口内；所述定型绝缘体圈（5）安装于微孔陶瓷管（11）的下端管口外侧；所述阻挡片（6）上分布有通气孔；
所述正极放电棒（1）一端位于微孔陶瓷管（11）内、另一端穿过阻挡片（6）中心并伸出微孔陶瓷管（11）外；所述旋叶放电针（2）安装于正极放电棒（1）伸出微孔陶瓷管（11）一端的头部；所述负极筛网圈（3）安装于定型绝缘体圈（5）上、且环绕于旋叶放电针（2）周围；
所述催化剂（9）采用热压释性原料（SehOr）催化剂；
所述磁约束幕场导网（10）贴合于微孔陶瓷管（11）的内壁上；所述超导永磁体（7）有多个，均匀分布于正极放电棒（1）位于微孔陶瓷管（11）内棒体部分的轴向上；所述磁铁电导层（8）包裹于超导永磁体（7）外侧、且其外边沿连接磁约束幕场导网（10）；所述催化剂（9）填充于微孔陶瓷管（11）内；所述等离子发生器（12）的正极连接正极放电棒（1）、负极连接负极筛网圈（3）。
2.如权利要求1所述基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置，其特征在于：所述定型绝缘体圈上还设有固定螺丝（4）。
3.如权利要求1所述基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置，其特征在于：所述阻挡片（6）采用发泡瓷挡片。
4.如权利要求1所述基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置，其特征在于：所述旋叶放电针（2）包括固定环（21）和放电针（22），所述固定环（21）套设于正极放电棒（1）上；所述放电针（22）有多个、且均匀分布于固定环（22）的外壁上。
5.如权利要求1所述基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置，其特征在于：所述催化剂（9）包括SehOr丨)NaFe3Al6(BO3)3(Si6Ol8)(OH)4，以及Ce+4/Ce+3稀土元素。
6.如权利要求1所述基于超导磁约束热压释非平衡离子的废气净化装置，其特征在于：超导永磁体（7）采用钕铁硼永磁环。
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