CN114797398A - 一种增强型等离子体废气处理方法及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种增强型等离子体废气处理方法及其控制系统,其中增强型等离子体废气处理方法包括:获取出气口处当前气体的目标特征参数,目标特征参数包括当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或当前气体中有机物杂质的当前尺寸;确定与目标特征参数匹配的目标处理策略;根据目标处理策略,控制进行目标处理操作。也就是说,本发明能够实现根据出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或当前气体中有机物杂质的当前尺寸,实现对废气中的有机废气分子以及颗粒物、粉尘、灰渣等有机物杂质进行快速且高效处理的目的,也避免了微小粉尘、微小颗粒物等处理不彻底或无法处理而导致排出的弊端,提高了废气的净化处理效率。
Description
技术领域
本发明属于废气处理技术领域,涉及但不限于一种增强型等离子体废气处理方法及其控制系统。
背景技术
目前,考虑到等离子体是具有高位能动能的气体团,等离子体的总带电量是中性,借由电场或磁场的高动能将外层的电子击出,结果电子已不再被束缚于原子核,而成为高位能高动能的自由电子。因此,利用等离子体处理废气越来越成为热门研究方向。
现有等离子体处理废气时,通过引风机将气体经由进口法兰吸入,从而使得废气经由活性炭吸附壳体组件向等离子反应器的内部排出,同时启动等离子电源,使得等离子反应器的内部产生等离子体,在废气进入到等离子反应器的内部的同时,使得等离子体对废气进行净化处理。
然而,由于现有技术废气只能在经过活性炭吸附处理后才能进行等离子体处理,使得等离子体处理废气后容易产生细颗粒粉尘,从而导致等离子体处理废气的效率不高。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述现有技术在等离子体处理废气的过程中存在的不足,提供一种增强型等离子体废气处理方法及其控制系统,以解决现有技术废气只能在经过活性炭吸附处理后才能进行等离子体处理,使得等离子体处理废气后容易产生细颗粒粉尘,从而导致等离子体处理废气的效率不高的问题。
为实现上述目的,本发明实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本发明提供了一种增强型等离子体废气处理方法,所述方法应用于增强型等离子体废气处理设备中,所述方法包括:
获取出气口处当前气体的目标特征参数;其中,所述目标特征参数包括所述当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或所述当前气体中有机物杂质的当前尺寸;
确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略;
根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作。
可选的,所述目标特征参数包括所述出气口处所述当前气体中有机废气分子的当前浓度时,所述确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略,包括:
将所述当前浓度与预设参考浓度进行匹配,得到第一目标匹配结果;
当所述第一目标匹配结果表征所述当前浓度高于所述预设参考浓度时,确定包括增加负压功率的目标处理策略;
当所述第一目标匹配结果表征所述当前浓度低于所述预设参考浓度时,确定包括将所述当前气体排出的目标处理策略。
可选的,所述根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作,包括:
当确定出包括增加负压功率的目标处理策略时,控制增加等离子体放电区中负压电源的电压,得到第一目标调整后信息;
在所述第一目标调整后信息的作用下,控制进行针对进入增强型等离子体废气处理设备内废气的目标处理操作。
可选的,所述目标特征参数包括所述出气口处所述当前气体中有机物杂质的当前尺寸时,所述确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略,包括:
将所述当前尺寸与预设参考尺寸进行匹配,得到第二目标匹配结果;
当所述第二目标匹配结果表征所述当前尺寸低于所述预设参考尺寸时,确定包括增加电凝并功率的目标处理策略;
当所述第二目标匹配结果表征所述当前尺寸高于所述预设参考尺寸时,确定包括执行除尘处理的目标处理策略。
可选的,所述根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作,包括:
当确定出包括增加电凝并功率的目标处理策略时,控制增加交流电场处理区中交流电源的功率,得到第二目标调整后信息;
在所述第二目标调整后信息的作用下,控制进行针对进入增强型等离子体废气处理设备内废气的目标处理操作。
可选的,所述根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作,包括:当确定出包括执行除尘处理的目标处理策略时,控制所述当前气体由所述出气口进入湿法除尘单元进行湿法除尘处理操作。
可选的,所述方法还包括:将经过湿法除尘处理后的目标气体排出。
第二方面,本发明提供了一种增强型等离子体废气处理设备,所述设备包括:进气口、等离子体放电区、交流电场处理区、等离子体放电电极、交流电极、出气口以及控制器;
其中,所述进气口设置于所述等离子体放电区的一端,所述等离子体放电区的另一端与所述交流电场处理区的一端连接,所述交流电场处理区的另一端设置所述出气口,所述等离子体放电电极设置于所述等离子体放电区的内部,所述交流电极设置于所述交流电场处理区的内部,所述控制器分别与所述等离子体放电区和所述交流电场处理区连接。
第三方面,本发明提供了一种增强型等离子体废气处理装置,所述装置包括:获取模块、确定模块和处理模块,其中:
获取模块,用于获取出气口处当前气体的目标特征参数;其中,所述目标特征参数包括所述当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或所述当前气体中有机物杂质的当前尺寸;
确定模块,用于确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略;
处理模块,用于根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作。
第四方面,本发明提供了一种增强型等离子体废气处理控制装置,所述控制装置包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令,以使所述控制装置执行前述第一方面所述的增强型等离子体废气处理方法。
本发明的有益效果是:本发明中的一种增强型等离子体废气处理方法及其控制系统,其中增强型等离子体废气处理方法应用于增强型等离子体废气处理设备中,所述方法包括:获取出气口处当前气体的目标特征参数;其中,所述目标特征参数包括所述当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或所述当前气体中有机物杂质的当前尺寸;确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略;根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作。也就是说,本发明能够实现根据出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或当前气体中有机物杂质的当前尺寸,实现对废气中的有机废气分子以及颗粒物、粉尘、灰渣等有机物杂质进行快速且高效处理的目的,也避免了微小粉尘、微小颗粒物等处理不彻底或无法处理而导致排出的弊端,解决了现有技术废气在经过活性炭吸附处理和等离子体处理废气后产生细颗粒粉尘而导致的等离子体处理废气的效率不高的问题,提高了废气的净化处理效率,并且降低了能耗,从而提高了增强型等离子体废气处理设备的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本发明一实施例提供的增强型等离子体废气处理方法流程示意图;
图2为本发明另一实施例提供的增强型等离子体废气处理设备结构示意图;
图3为本发明又一实施例提供的增强型等离子体废气处理装置示意图;
图4为本发明另一实施例提供的增强型等离子体废气处理控制装置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
首先对本发明所涉及的名词进行解释:
等离子体废气处理原理:空气中的气体分子在负高压直流电源的作用下被电离,产生大量的电子、活性自由基、原子、激发态分子等粒子,他们具有较高的反应活性。高压直流的作用下,产生的高能电子与空气中的气体分子或原子发生非弹性碰撞引发自由基,自由基和废气分子结合反应,从而达到对废气进行净化处理的目的。
高频交变电场增强原理,处于高频交变电场时,脉冲产生的激荡同时波及到荷电细颗粒物与气体分子,致使两者可以生成共振现象,从而使得细颗粒物发生富集,富集的产生会使细颗粒物出现非等浓度区域,被叫作富集区。在这个区域内,使得细颗粒物的浓度大大提升,这样能够使粒子间的碰撞概率大幅度增强,只要在低频电场的凝并公式中乘上富集区细颗粒物浓度增加的倍数即可。
图1为本发明一实施例提供的增强型等离子体废气处理方法流程示意图;图2为本发明另一实施例提供的增强型等离子体废气处理设备结构示意图;图3为本发明又一实施例提供的增强型等离子体废气处理装置示意图;图4为本发明另一实施例提供的增强型等离子体废气处理控制装置示意图。以下将结合图1至图4,对本发明实施例所提供的增强型等离子体废气处理方法及其控制系统进行详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明的实施例提供的增强型等离子体废气处理方法,应用于增强型等离子体废气处理设备中,并且该增强型等离子体废气处理方法的执行主体为增强型等离子体废气处理设备中的控制器,如图1所示为增强型等离子体废气处理方法流程示意图,下面结合图1,对该方法包括的步骤进行具体介绍。
步骤S101、获取出气口处当前气体的目标特征参数。
其中,所述目标特征参数包括所述当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或所述当前气体中有机物杂质的当前尺寸,有机废气分子包括VOCs、氮氧化物、硫氧化物、一氧化碳等,有机物杂质包括颗粒物、粉尘、灰渣等。
具体的,增强型等离子体废气处理设备的出气口内可以设置有传感器,传感器可以用于检测出气口处当前气体的目标特征参数,也即传感器可以检测出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或该当前气体中有机物杂质的当前尺寸,并将所检测到的当前浓度和/或当前尺寸发送至控制器。因此,控制器可以接收到传感器检测的出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或该当前气体中有机物杂质的当前尺寸。
此外,控制器在获取出气口处当前气体的目标特征参数时,可以单独获取,也可以同时获取,比如可以先获取当前气体中有机废气分子的当前浓度、后获取当前气体中有机物杂质的当前尺寸,也可以先获取当前气体中有机物杂质的当前尺寸、后获取当前气体中有机废气分子的当前浓度,也可以同时获取出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度和该当前气体中有机物杂质的当前尺寸。此处不做具体限定。
并且,控制器可以实时获取出气口处当前气体的目标特征参数,也可以周期性的获取出气口处当前气体的目标特征参数。此处也不做具体限定。
步骤S102、确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略。
具体的,控制器在接收到传感器发送过来的目标特征参数时,可以将目标特征参数与预设参考特征信息进行匹配,以此获取与目标特征参数匹配的目标处理策略;其中,当目标特征参数包括出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或该当前气体中有机物杂质的当前尺寸时,预设参考特征信息包括预设参考浓度和/或预设参考尺寸。
因此,当目标特征参数包括出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度时,步骤S102可以通过以下子步骤实现:
步骤S1021、将所述当前浓度与预设参考浓度进行匹配,得到第一目标匹配结果。
其中,预设参考浓度可以用于表征气体中有机废气分子的浓度足以说明该气体为符合排放标准且不会产生二次污染的干净气体。并且,预设参考浓度可以是参考浓度阈值,也可以是参考浓度范围。此处不作限定。
具体的,控制器在经由传感器获取到出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度时,可进一步将当前浓度与预设参考浓度进行匹配,比如将当前浓度与参考浓度阈值进行大小比较,或者将当前浓度分别与参考浓度范围的最大值和最小值进行大小比较,从而得到第一目标匹配结果。
步骤S1022、当所述第一目标匹配结果表征所述当前浓度高于所述预设参考浓度时,确定包括增加负压功率的目标处理策略。
具体的,控制器确定第一目标匹配结果表征出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度高于预设参考浓度时,可以认为进入增强型等离子体废气处理设备内的废气中的有机废气分子未被处理达标且会产生二次污染,此时可以确定包括增加负压功率的目标处理策略,以使得废气经由增强型等离子体废气处理设备处理后产生符合空气排放标准且不会产生二次污染的干净气体;其中,当前气体中有机废气分子的当前浓度高于预设参考浓度可以包括当前浓度高于参考浓度阈值或者当前浓度大于参考浓度范围的最大值,废气可以包括VOCs、氮氧化物、硫氧化物、一氧化碳等有机废气分子以及粉尘、颗粒物等有机物杂质。
步骤S1023、当所述第一目标匹配结果表征所述当前浓度低于所述预设参考浓度时,确定包括将所述当前气体排出的目标处理策略。
具体的,控制器确定第一目标匹配结果表征出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度低于预设参考浓度时,可以认为进入增强型等离子体废气处理设备内的废气中的有机废气分子已被处理达标且符合排放标准,此时可以确定包括将当前气体排出的目标处理策略,以使得将产生的干净气体排出或者收集;其中,出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度低于预设参考浓度可以包括当前浓度小于等于参考浓度阈值、当前浓度低于参考浓度范围的最小值或者当前浓度在参考浓度范围的最小值和最大值之间。
在实际处理过程中,当目标特征参数包括出气口处当前气体中有机物杂质的当前尺寸时,步骤S102可以通过以下子步骤实现:
步骤S11、将所述当前尺寸与预设参考尺寸进行匹配,得到第二目标匹配结果。
其中,预设参考尺寸可以用于表征气体中有机物杂质的尺寸足以说明该气体中的颗粒物、粉尘、细微颗粒及细微粉尘等均被电凝并为大尺寸有机物杂质。并且,预设参考尺寸可以是参考尺寸阈值,也可以是参考尺寸范围。此处不作限定。
具体的,控制器在经由传感器获取到出气口处当前气体中有机物杂质的当前尺寸时,可以进一步将当前尺寸与预设参考尺寸进行匹配,比如将当前尺寸与参考尺寸阈值进行大小比较,或者将当前尺寸分别与参考尺寸范围的最大值和最小值进行大小比较,从而得到第二目标匹配结果。
步骤S12、当所述第二目标匹配结果表征所述当前尺寸低于所述预设参考尺寸时,确定包括增加电凝并功率的目标处理策略。
具体的,控制器确定第二目标匹配结果表征出气口处当前气体中有机物杂质的当前尺寸低于预设参考尺寸时,可以认为进入增强型等离子体废气处理设备内的废气中还存在颗粒物、粉尘、细微颗粒物和/或细微粉尘等,也即废气未被处理达标且会产生二次污染,此时可以确定包括增加电凝并功率的目标处理策略,以使得废气经由增强型等离子体废气处理设备处理后产生符合空气排放标准且不会产生二次污染的干净气体;其中,出气口处当前气体中有机物杂质的当前尺寸低于预设参考尺寸包括当前尺寸低于参考尺寸阈值或者当前尺寸低于参考尺寸范围的最小值。
步骤S13、当所述第二目标匹配结果表征所述当前尺寸高于所述预设参考尺寸时,确定包括执行除尘处理的目标处理策略。
具体的,控制器确定第二目标匹配结果表征出气口处当前气体中有机物杂质的当前尺寸高于预设参考尺寸时,可以认为进入增强型等离子体废气处理设备内的废气中的颗粒物、粉尘、细微颗粒物和/或细微粉尘等有机物杂质均已被电凝并为大尺寸有机物杂质,此时可以确定执行除尘处理的目标处理策略,以使得废气中的有机物杂质能够被快速且容易处理彻底;其中,出气口处当前气体中有机物杂质的当前尺寸高于预设参考尺寸可以包括当前尺寸大于等于参考尺寸阈值、当前尺寸大于参考尺寸范围的最大值或者当前尺寸在参考尺寸范围的最小值和最大值之间。
在实际处理过程中,当控制器获取到的目标特征参数中包括出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度和该当前气体中有机物杂质的当前尺寸时,可以进一步将当前浓度与预设参考浓度进行匹配,以及将当前尺寸与预设参考尺寸进行匹配,以此得到第一匹配结果和第二匹配结果,从而确定出与第一匹配结果和第二匹配结果均对应的目标处理策略。具体的匹配过程如前述实施例所述,此处不再赘述。
步骤S103、根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作。
在实际处理过程中,步骤S103的具体实现过程可以包括以下子步骤:
步骤S1031、当确定出包括增加负压功率的目标处理策略时,控制增加等离子体放电区中负压电源的电压,得到第一目标调整后信息。
具体的,控制器确定出包括增加负压功率的目标处理策略时,可以认为进入增强型等离子体废气处理设备内的废气中的有机废气分子未被处理达标且会产生二次污染,不符合排放标准,此时控制器可以增加增强型等离子体废气处理设备内等离子体放电区中负压电源的电压,负压电源的电压增加时等离子体放电区中金属网阴极和金属板阳极之间的间距也会增加,从而使得废气中的有机废气分子全部被断键处理,以此实现将进入增强型等离子体废气处理设备内的废气中的有机废气分子高效处理至达标且符合空气排放标准。
其中,第一目标调整后信息可以包括等离子体放电区中负压电源的电压被增加后的第一调整后电压。
步骤S1032、在所述第一目标调整后信息的作用下,控制进行针对进入增强型等离子体废气处理设备内废气的目标处理操作。
具体的,控制器可以控制等离子体放电区在第一目标调整后信息的作用下,对废气中的有机废气分子全部进行断键处理,以便于废气中的有机废气分子被处理至达标且符合空气排放标准。其中,目标处理操作可以包括有机废气分子的断键处理操作。
在实际处理过程中,步骤S103还可以通过以下过程实现:
步骤S21、当确定出包括增加电凝并功率的目标处理策略时,控制增加交流电场处理区中交流电源的功率,得到第二目标调整后信息。
具体的,控制器确定出包括增加电凝并功率的目标处理策略时,可以认为进入增强型等离子体废气处理设备内的废气中还存在颗粒物、粉尘、细微颗粒物和/或细微粉尘等,也即废气未被处理达标且会产生二次污染,此时控制器可以增加增强型等离子体废气处理设备内交流电场处理区中交流电源的交流电压,以此实现将进入增强型等离子体废气处理设备内的废气中的有机物杂质全部被电凝并为大尺寸有机物杂质的目的,以易于后续除尘处理。
其中,第二目标调整后信息可以包括交流电场处理区中交流电源的交流电压被增加后的第二调整后交流电压。
步骤S22、在所述第二目标调整后信息的作用下,控制进行针对进入增强型等离子体废气处理设备内废气的目标处理操作。
具体的,控制器可以控制交流电场处理区在第二目标调整后信息的作用下,对废气中的颗粒物、粉尘、细微颗粒物和/或细微粉尘等有机物杂质进行电凝并处理,以便于废气中的所有有机物杂质都能被电凝并且细微颗粒物和/或细微粉尘等不会随气流排出。其中,目标处理操作可以包括有机物杂质的电凝并处理。
在实际处理过程中,步骤S103还可以包括:当确定出包括执行除尘处理的目标处理策略时,控制所述当前气体由所述出气口进入湿法除尘单元进行湿法除尘处理操作。
具体的,控制器确定出包括执行除尘处理的目标处理策略时,可以认为进入增强型等离子体废气处理设备内的废气中的颗粒物、粉尘、细微颗粒物和/或细微粉尘等有机物杂质均已被电凝并为大尺寸有机物杂质,此时可以控制大尺寸有机物杂质进入除尘单元进行湿法除尘处理操作,以便于对废气中的有机物杂质进行吸附处理后收集或后续利用。
在实际处理过程中,当控制器控制执行完湿法除尘处理后,还可以将产生的干净气体经由出气口排出。其中,干净气体可以包括一氧化氮、二氧化碳、水蒸气等其它符合排放标准且不会产生二次污染的气体。
本发明实施例中,本发明的增强型等离子体废气处理方法应用于增强型等离子体废气处理设备中,所述方法包括:获取出气口处当前气体的目标特征参数;其中,所述目标特征参数包括所述当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或所述当前气体中有机物杂质的当前尺寸;确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略;根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作。也就是说,本发明能够实现根据出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或当前气体中有机物杂质的当前尺寸,实现对废气中的有机废气分子以及颗粒物、粉尘、灰渣等有机物杂质进行快速且高效处理的目的,解决了现有技术废气只能在经过活性炭吸附处理后才能进行等离子体处理,使得等离子体处理废气后容易产生细颗粒粉尘,从而导致等离子体处理废气的效率不高的问题,提高了废气的净化处理效率,并且降低了能耗,从而提高了增强型等离子体废气处理设备的使用寿命。
在另一种可行的实施例中,本发明还提供了一种增强型等离子体废气处理设备,如图2所示,所述设备包括:进气口1、等离子体放电区2、交流电场处理区3、出气口4、等离子体放电电极(图2中未示出)、金属网阴极21、金属板阳极22、负压电源23、交流电极31、交流电源32。
其中,进气口1设置于等离子体放电区2的一端,等离子体放电区2的另一端与交流电场处理区3的一端连接,交流电场处理区3的另一端设置出气口4,等离子体放电电极设置于等离子体放电区2的内部,交流电极31设置于交流电场处理区3的内部。
本发明实施例中,等离子体放电电极的方向可以为进气口1的风道方向,等离子体放电电极的方向可以与交流电极31的方向垂直。
可选的,等离子体放电电极和交流电极3可以为两组电极且依次排列,可防止相互干扰,也即顺着进气口1的风道方向为等离子体放电电极,垂直于等离子体放电电极的方向为交流电极31。示例性的,等离子体放电区2可以为等离子体断键荷电区。
本发明实施例中,等离子体放电区2和交流电场处理区3为一个增强型等离子体废气处理单元时,所述装置可以包括多个增强型等离子体废气处理单元,多个增强型等离子体废气处理单元可以串联设置或者并联设置。
可选的,多个增强型等离子体废气处理单元可以通过串联或者并联的方式形成更大规模的废气处理装置。
本发明实施例中,等离子体放电电极可以包括金属网阴极21和金属板阳极22,并且金属网阴极21和金属板阳极22之间的间距可以为4mm-60cm。
可选的,金属网阴极21可以为带针尖金属网,金属板阳极22可以为多孔金属板,金属网阴极21可以外接负压电源23,金属板阳极22可以接地。
示例性的,多孔金属板的孔径可以小于5mm,负压电源23的电压可以为-4kV~-60kV。并且,通过设置带针尖金属网作为金属网阴极21、设置多孔金属板作为金属板阳极22可以提高废气在等离子体放电区2内的分布均匀性。
可选的,金属网阴极21为带针尖金属网时带针尖金属网上可以包括多个针尖,且每个针尖分别为耐高温金属针。
需要说明的是,在金属网阴极21外接负压电源23且金属网阳极22接地的作用下可产生等离子体,等离子体是高能电子且能量很大,可以对废气进行断键以及荷电处理,比如将废气中的有机废气分子进行断键,且对断键后产生的分子、离子以及废气中的粉尘、颗粒物等有机物杂质进行荷电,从而得到带电原子、带电离子、带电分子等以及带电粉尘、带电颗粒物等。
本发明实施例中,交流电极31的数量可以为多个且多个交流电极31可以设置在交流电场处理区3的内部。
可选的,多个交流电极31可以均匀间隔分布在交流电场处理区3的内部,并且多个交流电极31可以分别与进气口1的风道方向垂直。
示例性的,相邻交流电极31之间的间距可参见北京建筑大学王曦的论文《高压脉冲电场中细颗粒物凝并的实验研究》第17页-第18页的记载。此处不再赘述。
需要说明的是,交流电源32的频率可以超过10Hz,并且交流电源32产生的电场的频率值大于10kHz后,细颗粒物的凝并效果也会显著增加,这是因为处于高频交变电场中,脉冲产生的激荡同时波及到荷电细颗粒物与气体分子,致使两者可以生成共振现象,使得细颗粒物发生富集,细颗粒物的相对富集使得其浓度大大提升,从而增大了细颗粒物之间的碰撞频率,也即经由等离子体放电区2处理后产生的带电分子、带电离子、带电原子等以及带电颗粒物、带电粉尘等进入交流电场处理区3内时都能够在交流电极31外接交流电源32时产生的交流电场作用下相互之间进行电凝并,以此使得废气中的微小粉尘、微小颗粒物等带电后在交流电场中不仅相互之间可以凝并,也能够与较大带电颗粒物、较大带电粉尘等进行凝并,避免了微小粉尘、微小颗粒物等处理不彻底或无法处理导致的随气流排出的弊端,并且由于交流电源32是高频交流电源,因此所产生的交流电场更能大大提高带电分子、带电离子、带电原子等以及带电粉尘、带电颗粒物等之间的碰撞次数以及碰撞频率,使得细微粉尘、细微颗粒等也能够通过电凝并增大尺寸,从而使得后续除尘处理变得更加容易,从而也大大提高了废气处理效率。
可选的,交流电极31的数量为多个时每个交流电极31可以分别为金属板,且相邻交流电极31的极性不同。
可选的,交流电场处理区3可以外接交流电源32,交流电源32的电压可以为110Vac-4000Vac,交流电源32的频率可以为10Hz-300MHz。
需要说明的是,交流电场处理区3外接的交流电源32可以为高频交流电源,交流电极31在高频交流电源的作用下可产生高频交变电场,高频交变电场能够大大加剧带电分子、带电离子、带电离子等以及带电粉尘、带电颗粒物等的运动幅度,使其相互之间的碰撞次数和碰撞频率也大大增加,从而也大大提高了电凝并效果。
本发明实施例中,所述设备包括多个增强型等离子体废气处理单元时,每个增强型等离子体废气处理单元中的金属网阴极21都集中连接至负压电源23,每个交流电场处理区中的交流电极31也都集中连接至交流电源32。
本发明实施例中,在负压电源23的作用下,两个极性不同的电极之间(也即金属网阴极21和金属板阳极22之间)产生放电等离子体。
需要说明的是,在金属网阴极21外接负压电源23、金属板阳极22接地的作用下产生等离子体,等离子体本身是高能电子,对废气中的有机废气分子进行断键的同时对分子、离子、原子等以及粉尘、颗粒物等进行荷电,并让荷电后的带电分子、带电离子、带电原子等以及带电粉尘、带电颗粒物等在高频交流电场作用下快速且剧烈运动,使其相互之间进行电凝并,从而实现将废气处理为无污染气体的目的。其中,废气可以包括VOCs、氮氧化物、硫氧化物、一氧化碳等有机废气分子以及粉尘、颗粒物等有机物杂质。
可选的,可在出气口4处连接湿法除尘单元,以对电凝并处理后形成的大尺寸粉尘、大尺寸颗粒等进行吸附处理,从而得到符合排放标准且不产生二次污染的干净气体。
可选的,出气口4处可以设置风机,风机可以用于向外抽风,并将处理后产生的干净气体经由出气口4排出。
需要说明的是,所述设备还包括传感器和控制器,传感器可以用于检测出气口4处当前气体中有机废气分子的浓度和/或当前气体中有机物杂质的尺寸,控制器可以根据传感器检测的浓度和/或尺寸调整负压电源23的大小和/或交流电源32的大小,以此高效且快速实现废气处理。
本发明实施例中,废气经由进气口1进入等离子体放电区2内,等离子体放电区2内的金属网阴极21外接负压电源23且金属板阳极22接地时产生等离子体,且等离子体会对废气进行断键且荷电处理,产生带电分子、带电离子、带电原子等以及带电粉尘、带电颗粒物等后进入交流电场处理区3内,且带电分子、带电离子、带电原子等以及带电粉尘、带电颗粒物等在交流电极31外接交流电压32的作用下产生的高频交流电场中进行剧烈运动,使其相互之间的碰撞次数和碰撞频率大大增加,从而得到大尺寸有机物杂质,比如大尺寸颗粒物、大尺寸粉尘等,然后将产生的干净气体经由出气口4排出的同时可以对大尺寸有机物杂质进行除尘处理,以此实现对废气的高效且快速处理。其中,干净气体可以包括一氧化氮、二氧化碳、水蒸气等其它符合排放标准且不会产生二次污染的气体。
本发明实施例中公开的,一种增强型等离子体废气处理设备,包括:进气口、等离子体放电区、交流电场处理区、等离子体放电电极、交流电极、出气口以及控制器;其中,所述进气口设置于所述等离子体放电区的一端,所述等离子体放电区的另一端与所述交流电场处理区的一端连接,所述交流电场处理区的另一端设置所述出气口,所述等离子体放电电极设置于所述等离子体放电区的内部,所述交流电极设置于所述交流电场处理区的内部,所述控制器分别与所述等离子体放电区和所述交流电场处理区连接。也就是说,本发明废气先在等离子体放电区内等离子体放电电极的作用下进行断键以及荷电、再在交流电场处理区内交流电极的作用下进行带电分子、带电离子、带电原子等以及带电粉尘、带电颗粒物等之间的电凝并处理,从而将产生的符合排放标准的干净气体经由出气口排出,也可进一步将电凝并后产生的大尺寸颗粒物、大尺寸粉尘等大尺寸有机物杂质进行除尘处理,以此实现对废气进行高效且快速处理的目的,具有结构简单、易操作、成本低、可靠性高、可连续运行的优点,在环保领域具有广泛应用。
如图3所示为本发明实施例中提供的增强型等离子体废气处理装置,如图3所示,该增强型等离子体废气处理装置包括:获取模块301、确定模块302和处理模块303,其中:获取模块301,用于获取出气口处当前气体的目标特征参数;其中,所述目标特征参数包括所述当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或所述当前气体中有机物杂质的当前尺寸;确定模块302,用于确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略;处理模块303,用于根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作。
需要说明的是,本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明,可以参照其它实施例中的描述,此处不再赘述。
本发明中的一种增强型等离子体废气处理装置,包括:获取模块,用于获取出气口处当前气体的目标特征参数;其中,所述目标特征参数包括所述当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或所述当前气体中有机物杂质的当前尺寸;确定模块,用于确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略;处理模块,用于根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作。也就是说,本发明能够实现根据出气口处当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或当前气体中有机物杂质的当前尺寸,实现对废气中的有机废气分子以及颗粒物、粉尘、灰渣等有机物杂质进行快速且高效处理的目的,也避免了微小粉尘、微小颗粒物等处理不彻底或无法处理而导致排出的弊端,解决了现有技术废气在经过活性炭吸附处理和等离子体处理废气后产生细颗粒粉尘而导致的等离子体处理废气的效率不高的问题,提高了废气的净化处理效率,并且降低了能耗,从而提高了增强型等离子体废气处理设备的使用寿命。
图4为本发明另一实施例提供的增强型等离子体废气处理控制装置示意图,该控制装置可以集成于终端设备或者终端设备的芯片,并且该装置包括:存储器401、处理器402。
存储器401用于存储程序,处理器402调用存储器401存储的程序,以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似,这里不再赘述。
优选地,本发明还提供一种计算机可读存储介质,包括程序,该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(英文:processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文:Read-Only Memory,简称:ROM)、随机存取存储器(英文:Random Access Memory,简称:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (10)
1.一种增强型等离子体废气处理方法,其特征在于,所述方法应用于增强型等离子体废气处理设备中,所述方法包括:
获取出气口处当前气体的目标特征参数;其中,所述目标特征参数包括所述当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或所述当前气体中有机物杂质的当前尺寸;
确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略;
根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作。
2.根据权利要求1所述的增强型等离子体废气处理方法,其特征在于,所述目标特征参数包括所述出气口处所述当前气体中有机废气分子的当前浓度时,所述确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略,包括:
将所述当前浓度与预设参考浓度进行匹配,得到第一目标匹配结果;
当所述第一目标匹配结果表征所述当前浓度高于所述预设参考浓度时,确定包括增加负压功率的目标处理策略;
当所述第一目标匹配结果表征所述当前浓度低于所述预设参考浓度时,确定包括将所述当前气体排出的目标处理策略。
3.根据权利要求2所述的增强型等离子体废气处理方法,其特征在于,所述根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作,包括:
当确定出包括增加负压功率的目标处理策略时,控制增加等离子体放电区中负压电源的电压,得到第一目标调整后信息;
在所述第一目标调整后信息的作用下,控制进行针对进入增强型等离子体废气处理设备内废气的目标处理操作。
4.根据权利要求1所述的增强型等离子体废气处理方法,其特征在于,所述目标特征参数包括所述出气口处所述当前气体中有机物杂质的当前尺寸时,所述确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略,包括:
将所述当前尺寸与预设参考尺寸进行匹配,得到第二目标匹配结果;
当所述第二目标匹配结果表征所述当前尺寸低于所述预设参考尺寸时,确定包括增加电凝并功率的目标处理策略;
当所述第二目标匹配结果表征所述当前尺寸高于所述预设参考尺寸时,确定包括执行除尘处理的目标处理策略。
5.根据权利要求4所述的增强型等离子体废气处理方法,其特征在于,所述根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作,包括:
当确定出包括增加电凝并功率的目标处理策略时,控制增加交流电场处理区中交流电源的功率,得到第二目标调整后信息;
在所述第二目标调整后信息的作用下,控制进行针对进入增强型等离子体废气处理设备内废气的目标处理操作。
6.根据权利要求4所述的增强型等离子体废气处理方法,其特征在于,所述根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作,包括:
当确定出包括执行除尘处理的目标处理策略时,控制所述当前气体由所述出气口进入湿法除尘单元进行湿法除尘处理操作。
7.根据权利要求6所述的增强型等离子体废气处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
将经过湿法除尘处理后的目标气体排出。
8.一种增强型等离子体废气处理设备,其特征在于,所述设备包括:进气口、等离子体放电区、交流电场处理区、等离子体放电电极、交流电极、出气口以及控制器;
其中,所述进气口设置于所述等离子体放电区的一端,所述等离子体放电区的另一端与所述交流电场处理区的一端连接,所述交流电场处理区的另一端设置所述出气口,所述等离子体放电电极设置于所述等离子体放电区的内部,所述交流电极设置于所述交流电场处理区的内部,所述控制器分别与所述等离子体放电区和所述交流电场处理区连接。
9.一种增强型等离子体废气处理装置,其特征在于,所述装置包括:获取模块、确定模块和处理模块,其中:
获取模块,用于获取出气口处当前气体的目标特征参数;其中,所述目标特征参数包括所述当前气体中有机废气分子的当前浓度和/或所述当前气体中有机物杂质的当前尺寸;
确定模块,用于确定与所述目标特征参数匹配的目标处理策略;
处理模块,用于根据所述目标处理策略,控制进行目标处理操作。
10.一种增强型等离子体废气处理控制装置,其特征在于,所述控制装置包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令,以使所述控制装置执行所述如权利要求1-7中任一项所述的增强型等离子体废气处理方法。
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