CN1260748C - 用气体激光和电子束照射来净化有害气体的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于通过用电子束照射气体来降低气体中有害成分的装置。该装置包括：一个电压发生装置，用于产生高频高压信号；和一个反应装置，与电压发生装置相连以接收高频高压信号，反应装置包括一个电子束电极，沿其表面有多个开孔，和对应于每个开孔的多个发射单元，发射单元面对相应的开孔，以在其间产生电子束，发射单元和开孔之间的区域确定了一个气体通过的反应区。

Description

用气体激光和电子束照射来净化 有害气体的方法和装置
本申请是申请日为1998年12月11日，申请号为98125266.4的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于净化动力机械、工业设备、燃烧炉等产生的废气的方法和装置，更具体地说涉及通过用气体激光和电子束照射，分解废气中包含的有害成分，从而降低该成分的方法和装置。
背景技术
韩国未决专利申请No.96-21112提出了一种传统的通过用电子束照射来处理废气的方法和装置。根据这种方法和装置，将氨加入主要包含氧化硫(SOx)或氧化氮(NOx)的废气中，接着通过电子束的照射，氧化硫和氧化氮转变成硫酸铵和硝酸铵，从而将有害成分，如SOx和NOx从排放气中消除。在这种用氨气来消除有害成分的方法中，氨气容易在上述成分的不完全反应下随排放气一起排出。而且，这种方法和装置还有需要一个独立的装置以混合氨与废气以及电子束对废气照射不均匀等。
美国专利No.4,915,916提出了一种不用氨通过用电子束照射来处理废气的方法和装置。根据这种方法和装置，将一部分要处理的废气用电子束照射，以形成活性离子，如[O]和OH-，将具有活性离子的废气分散并混合到剩余废气中，通过活性离子的运动将废气中的NOx和SOx转变成雾状或微尘状。然后用一吸尘器收集这种雾或尘。然而这种方法和装置的问题在于消除有害成分的效率很低，由于电子束照射区与反应区分开因而装置尺寸较大。
上述传统的使用电子束处理有害气体的方法和装置的缺点使得电子束照射区不能覆盖整个废气通路，并且电子束的密度较低导致消除有害成分的速度和效率都很低。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于净化有害气体的方法和装置，它的尺寸小，效率高，确定了一个区域既用于气体激光和电子束照射，也用于排放气的反应，而无需独立的中间材料如氨。
本发明的另一个目的是提供一种用于净化有害气体的方法和装置，它通过在整个有害气体通路进行高密度气体激光和电子束照射而达到高处理效率和高速度。
本发明的另一目的是提供一种用于产生高频高压信号的方法和装置，该高频高压信号能产生与上述目的一致的气体激光和电子束。
根据本发明的一个方面，提供了一种通过用电子束照射气体降低有害成分的装置，该装置包括一个用于产生高频高压信号的电压发生装置，和一个连接到该电压发生装置以接收高频高压信号的反应装置，反应装置包括一个沿其表面有多个开孔的电子束磁极，和对应每个开孔的多个发射单元，发射单元面对相应开孔，用于在其间产生电子束，发射单元和开孔之间确定了一个气体通过的反应区。
在本发明的一个优选实施例中，电子束电极为环形，开孔形成于电子束电极的环形壁上，排放单元是层叠的，每个单元都有一个电极尖端指向相应开孔。
在本发明该优选实施例中，电子束电极为环形，开孔是细长的，置于相对于电子束电极的径向轴线一预定角度的位置上，排放单元是层叠式的，与相应的细长开孔对准，每个单元都有一电极尖端指向相应的细长开孔。
优选地，层叠的发射单元的每个对应每个开孔的发射单元都径向偏离其相邻发射单元一个预定的5°～20°范围内的角度。
根据优选实施例，一个动力供应装置连接到电压发生器和发生装置上以向电子束电极供应高频高压信号，动力供应装置包括一个固定到电子束电极上的中央框架，一个固定到多个发射单元上并环绕中央框架的壳体，和一个将中央框架连接到壳体上的连接元件。该连接元件包括一个固定到电子束电极上的中央轴，一对横向固定在中央轴两端的加强轴，多个附着于加强轴两端且其外表面固定于壳体的绝缘体端子，和一个能量输入端子，以绝缘状态附着于壳体的外表面并以导电状态连接到中央轴上，用于从电压发生装置向电子束电极供应高频高压信号。
优选地，本发明的用于净化有害气体的装置还包含一个压缩空气供应装置，用于向反应区供应压缩空气。
本发明的另一方面，提供了通过用电子束照射废气来降低其中的有害成份的有害气体净化方法，该方法包括如下步骤：将交流电源电压转变成一个高直流电压、一个振荡高频高压信号、和一个高频高压环状波形信号；将该高直流电压、振荡高频高压信号和高频高压环状波形信号合并以产生一个最终的高频高压信号；通过将最终信号施加于电子束磁极和发射单元，产生一个电子束；对通过由电子束磁极和发射单元间区域确定的反应区的废气发射电子束。
附图说明
通过参考附图，描述优选实施例，本发明的上述目的，其它特征及优点会更为明显，其中：
图1是一透视图，示出了本发明的一实施例的有害气体净化装置的外部结构。
图2是一透视图，示出了本发明一实施例的反应单元的一部分。
图3是本发明一实施例的电子束发射单元的透视图。
图4a是本发明一实施例的层叠状电子束发射单元的俯视图。
图4b是图4a的侧视图。
图5是一透视图，示出了本发明一实施例的电子束电极。
图6是本发明一实施例的高频高电压发生单元的电路图。
图7a和7b是从本发明一实施例的高频高电压发生单元最终输出的高频高电压的波形图。
图8是从本发明一实施例的高频高电压发生单元产生的第一高直流电压的波形图。
图9是从本发明一实施例的高频高电压发生单元产生的第二高频高电压的波形图。
图10是从本发明一实施例的高频高电压发生单元产生的第三高频高电压的波形图。
图11是从本发明另一实施例的高频高电压发生单元输出的高频高电压的波形图。
图12a和12b是从一常规的高频高电压发生单元输出的高频高电压的波形图。
图13是本发明一实例的动力供应设备的透视图。
图14是本发明一实例的动力供应设备的透视图，其一部分壳体被剖开。
图15是本发明一实施例的动力供应终端的透视图。
图16是本发明电子束发射单元的电极和电子束电极反应孔的透视图。
图17是一部分剖视图，示出了本发明的固定于动力供应设备的上端和下端的多个层叠的反应单元。
图18是本发明电子束发射单元的等效电路图。
图19是安装有本发明的有害气体净化装置的燃烧炉的透视图。
具体实施方式
下面将参考附图介绍本发明优选实施例的有害气体净化装置。
本发明的有害气体净化装置包括一个高频高压发生单元(见图6)，用于产生一连续的高频高压信号，以使用工业交流电源产生气体激光和电子束；一反应单元(见图1至5)，用于产生并向有害气体放射气体激光和电子束，以引起有害气体的化学反应；和一动力供应设备(见图13至15)，用于从高频高压发生单元向反应单元供应能量并用于在结构上支撑反应单元。
现在将参考图1至5说明本发明的有害气体净化装置的反应单元的结构。
图1是本发明的一反应器10的透视图。参考图1，反应器10包括一动力供应设备200，和固定在动力供应设备200的上部和下部的三个反应单元100。反应器10也可以包括动力供应设备200，和至少一个固定于动力供应设备的上部或下部的反应单元100。
图2示出了图1的一反应单元100的内部结构。参考图2，反应单元100包含一电子束发射单元组件，其中层叠了多个电子束发射单元110，和一个电子束电极120，置于电子束发射单元组件的内部空间。
图3是本发明的一个电子束发射单元的透视图。参考图3，电子束发射单元110为一多孔盘，它有一圆形外周边113和一内周边，沿其内周边顺序形成有多个三角形电极或尖端111。电子束发射单元110还有紧固孔115，与外周边113隔有一定空间，用于用一紧固件如螺栓来固定层叠的电子束发射单元。
本发明的电子束发射单元的层叠结构示于图4a和4b。参考图4a，电子束发射单元组件110包括多个交错的电子束发射单元，它们以这样一种方式层叠，使得上部的电子束发射单元的电极111与下部电子束发射单元的相应电极沿发射单元的圆周方向偏离一预定角度或距离，因此，如图4a所示，上部电极和下部电极部分地相互交叠。电子束发射单元组件还包括一垫圈150，用于将层叠的电子束发射单元相互隔开。当电子束发射单元110与垫圈115装配在一起时，发射单元110的紧固孔115将与垫圈150的孔对准，从而紧固在一起。
图5示出了本发明的反应单元100中电子束电极120。参考图5，凸缘123形成于电子束电极120的柱形壁121的顶部和底部，紧固孔127形成于每个凸缘123上，以将多个电子束电极120紧固在一起。反应孔或槽125形成于电子束电极120的柱形壁121上，以面对电子束发射单元110的电极。反应孔125最好以一预定角度纵向延伸并扭转，以相应地面对层叠的电子束发射单元的螺旋形电极。正如后面将详细描述的那样，出于对形成高密度的气体激光和电子束有利的考虑，反应孔125的角度最好定在10°～15°之间。层叠的电子束发射单元的数目、各电子束发射单元的电极的数目、和相邻电子束发射单元的电极间的角度可确定来与反应孔125的角度相一致。
图6是高频高压发生单元300的电路图，用于产生适用于本发明的方法和装置的高频高压信号，它适用于电子束电极120和电子束发射单元110之间。图7a和7b是波形图，示出了图6的高频高压发生单元的高频高压输出OUT。该高频高压输出OUT是通过将示于图8至10的第一至第三输出波形OUT1，OUT2和OUT3加在一起得到的。
参考图6，高频高压发生单元300包括三个连接到一变压器T的初级端的输入部分。第一输入部分310接收一第一商业用交流(AC)输入电压VIN1，包括一个电容C1，一个电阻RF1，和一个线圈L1，用作一个振荡电路。该振荡电路还用于抑制噪音，并使得可从连接到变压器T的次级端的线圈L4上获得一稳定的输出。
第二输入部分320接收一第二商业用交流(AC)输入电压VIN2，包括一个触发二极管T1(如一齐纳二极管类型)，一电容器C2，和一线圈L2，用作一个振荡电路。该触发二极管T1是一种双向触发二极管，它通过仅使高于一预定水平的输入电压VIN2通过来控制振荡周期，因此第二输出电压OUT2具有如图9所示的周期性尖峰型波形。
最好，使用具有输入电压的2.5至3倍的耐电压的聚酯电容作为第一和第二输入部分中的电容C1和C2，以获得较好的耐受电压/电容特性。电容C 1和C2应维持电容在1μF以下，由一绝缘外壳罩住，并用环氧树脂铸模。电阻RF1确定电容C1的充/放电时间常数，它可以是一个可变电阻，以与整个高频高压发生单元相匹配。最好，使用具有小范围温度变化的陶瓷电阻作为电阻RF1，电阻RF1的电阻值可定在1KΩ以下。
第三输入振荡段330接收一第三工业用交流输入电压VIN3，包括相互耦连的电容C4和C5，从而确定了第三输入电压VIN3的一公共模式G1；一个开关三极管Q1；一个连接到开关三极管Q1的集电极的线圈L3；一个连接在三极管Q1的发射极和地间的电阻RC；和通过一个电容C3连接到三极管Q1基极的电阻RF2和RF3。电阻RF2确定电容C3的充/放电时间常数，它可以是一个可变电阻，以与高频高压发生单元相匹配。最好使用具有小范围温度变化的陶瓷电阻作为电阻RF2，它的电阻值可确定在1kΩ以下。电阻RF3决定了三极管Q1的放大倍数，电阻Rc用于保护三极管Q1，电容是一耦合电容。
第三输入部分330中的三极管Q1，例如为一NPN型双极型晶体管，当通过电阻RF3施加于三体管Q1的电压超过其偏置电压时会导通，以产生一振荡信号。最好三极管Q1的温度特性在-40℃至80℃范围内，并提供有散热装置。三极管Q1的操作温度和维护温度特性适合于图1的高频高压发生单元300的使用环境。本领域技术人员知道，每次三极管导通和断开时，它会产生一个振荡信号，在三极管Q1的集电极产生的信号看起来类似于OUT3的波形，但在幅度上低一些。三极管Q1是具有低损耗的高速开关三极管。中性点(节点)或公共节点G1相应于图10所示的第三电压输出波形的“O”V的水平。最好，电容C4和C5属于陶瓷型，其耐受电压大于3000V，电容为1000～2000PF或小一些。
在所示的实施例中，第一至第三输入部分310，320和330的输入电压VIN1至VIN3最好是100～200V的单相交流电压，并可使用一双相限幅器可变地供应。为防止由电压变化和输入电压的频率偏移而引起的特性畸变，可变电容(即，Varicon)可用作电容C1，C2和C3以调整到一个期望的输入频率。
各输入部分的线圈L1，L2和L3构成了变压器T的初级绕组，线圈L4，L5和L6构成了变压器T的次级绕组，且连接到各自的输出端子上。这里要注意的是，构成变压器T的次级绕组的线圈L4，L5和L6的每个端子都应接地。线圈L1至L6的耐受电压都应足够高以承受使用3000V电压10分钟造成的损害。绕线圈时，应注意确保绝缘涂层不被损坏。初级绕组线圈L1，L2和L3使用一级绝缘线圈缠绕，以防磨损和老化。次级绕组线圈L4，L5和L6也使用一级绝缘线圈缠绕。由于线圈L6主要用于产生一高峰值电压的目的而不是产生电流，因此线圈L6的直径比线圈L4的小一些，线圈L6的匝数最好是线圈L4和L5的5倍，以防止高输出电压OUT1和OUT2的反流。并且，可使用分段线轴将线圈绕于其上，线轴的每段的匝数应为300或更少，以保证线圈的可靠性。如果线轴每段的匝数超过300，由于绕制的线圈层间的泄漏损失，线圈的电势差大大增加，引起线圈的磨损或损坏。并且，如果系统中产生一强脉冲，变压器T会由于该脉冲或环波噪声而降低品质或损坏。
最好，变压器T应通过填充热固性环氧树脂被绝缘。如果用常温凝固树脂替代热固性环氧树脂，由于包含在树脂中的凝固剂的原因，变压器的磁场会削弱。这样的磁场渗漏不会影响系统的操作电压，但是会降低净化指定有害成分的效率。为了解决磁场渗漏的问题，变压器的生产应以这样一种方式，即50％的绝缘填充材料是在填入后热凝固的，其中的气泡被除去，接着将剩下的50％的填充材料填入并绝缘铸模。
硅钢板或镍铬钢板可用作变压器T的铁芯。铁芯通过浸渗的方法涂有绝缘漆，以阻止灰尘和水分的渗透。铁芯的厚度最好为0.8mm，由具有良好的散热系数和初始磁化率的材料制成。
而且，如果铁芯发热，变压器T有不规则电流源的问题。为解决这个问题，可将一散热装置(未示出)缚于铁芯上，并将一冷却水管与散热装置接触安装，从而冷却铁芯，稳定变压器T的脉冲电流。铜管有利于脉冲电流的稳定，而非磁性或绝缘管不利于导热性和脉冲电流的稳定。
次级绕组线圈L4上连接着第一输出部分340，它包括例如一三级滤波电路HD1和HC1，HD2和HC2，HD3和HC3，该滤波电路包括高电压整流二极管HD1，HD2，HD3和电容HC1，HC2和HC3。线圈L4中感应的交流电压通过滤波电路整流和滤波，相应地，如图8所示的一直流电压作为第一输出电压OUT1输出。这里，二级管HD1至HD3是具有其输出电压的约120％的耐受电压特性的高压整流二极管。电容HC1至HC3的耐受电压约为10KV或更高，它们的电容值确定为HC1＜HC2＜HC3。特别地，考虑到电容HC3的安全性，希望电容HC3在10-15KV范围内使用。
第一输出部分340的输出电压OUT1是一个高整流直流电压，它的波形如图8所示，它的峰值VPD在10-12KV范围内。通过增加电容HC3的耐受电压，可得到更为稳定的直流电压输出。
连接到次级绕组线圈L5上的是第二输出部分350，它包括两个滤波电路HD4，HD5，HC4和HD6，HC5，和一匹配线圈Lm，用于阻抗匹配。二极管HD4至HD6是高压整流二极管，具有其输出电压的120％的耐受电压特性。二极管HD4和HD5提高了流过的电流，以防止电流的反流。最好电容HC4和HC5具有相同的耐受电压和相同的电容值。否则，通过电容器的泄漏电流增加。
如图9所示，第二输出部分350的输出电压OUT2由一预定电压水平形成一周期性尖峰波DC偏移。该尖峰波的次级电流是由二极管HD4和HD5决定。周期性尖峰是由于触发二极管T1所造成的。
直接从线圈L6输出的输出电压OUT3形成示于图10的环形波。该环形波的峰值为Vp，峰值后为一振荡波。在环形波中，峰值Vp是很重要的，而振荡波可忽略。峰值Vp在本实施例中确定在10～20KV范围内，是反应装置的一个重要参数，在反应装置中，气体激光是由电极通过产生并加速电子束而产生的。峰值应与反应装置中的介电常数相一致。
上述的三个输出电压OUT1至OUT3是通过一个电阻Rx和一个电容Cx匹配，产生一最终输出电压OUT。最终输出电压为一高压、高频信号，被提供给系统作为动力。电阻Rx是用来防止反应装置100和高频高压发生装置300间的过载，希望电阻Rx的电阻值在500～700MΩ。如果电阻Rx的阻值大于700MΩ，由于静电现象的绝故，会伤害操作者和损坏测量设备。
图6的高频高压发生装置300的输出电压OUT的波形以不同的时标示于图7a和7b。图7a示出了基于以微秒(μsec)(10-6秒)为单位的时标的输出电压OUT，图7b示出了基于以毫秒(10-3秒)为单位的时标的输出电压OUT。为了用常规的电子束动力供应设备的输出电压来比较输出电压OUT，将常规输出电压的波形分别使用以微秒和毫秒为单位的时标示于图12a和12b。根据对两个输出电压波形的比较，可见传统的输出电压是一振荡波形，它从负电压变到其约为OV水平的峰值，而本发明的输出电压OUT是一周期性尖峰(脉冲)波，如图7所示，它由一直流电平VPD提升或DC偏移。
而且，如图11所示，由电平VPD DC偏移的输出电压可通过将第一输出电压OUT1加到第三输出电压OUT3上得到。可能这样的输出电压有点不稳定和衰弱，不能得到连续的电子束，这样能够产生电子/激光束的最终输出电压OUT是通过将第二输出电压OUT2加到图11中的DC偏移电压上来获得的。
正如本领域技术人员所知道的那样，装置300可制作得非常紧密而且费用并不高。
如上由高频高压发生装置300产生的最终输出电压OUT通过动力供应装置200供应给反应装置100。动力供应装置200用于连接反应装置100中的电子束发射单元组件和电子束电极。单元200也向反应装置100提供高频率和高电压。
下面，参考图13至15说明动力供应装置200的结构。
图13是本发明的动力供应装置的透视图。参考图13，动力供应装置200包括一中央框架210，它固定于反应装置100的电子束电极120上；一个壳体220，它固定于电子束发射单元组件上并环绕中央框架210；和一轴接元件230，用于使中央框架210同壳体220以绝缘态配合，并与中央框架210电接触，以高频高压发生装置300向中央框架210提供高频高压信号。
图14示出了动力供应装置的结构，其壳体部分剖开。参考图14，中央框架210有一柱形壁211，该柱形壁211的直径与电子束电极120的直径相同，柱形壁211的顶部和底部形成有凸缘213。凸缘213上形成有紧固孔215，用于将凸缘213固定到电子束电极的凸缘123上。壳体220为一盒形，其上、下表面都是打开的，并有凸缘223形成于其顶部和底部。一盖子(未示出)通过紧固孔225固定于凸缘223上。该盖子被固定于电子束发射单元110上，以便中央框架210和电子束电极120穿过它，使有害气体通过。而且，壳体的两侧形成有向外延伸的柱形部件227，柱形部件227的两侧形成有向外延伸的绝缘体端子固定部件229。
连接元件230包括一个以导电状态固定于中央框架210上的中央轴231，垂直固定于中央轴231的两端的加强轴232，多个绝缘体端子233，其中央部分附着于加强轴232的末端，其圆周部分固定于壳体220的柱形部件227上；和一个能量输入端子240，它以绝缘状态附着壳体220的于柱形部件227上，并以导电状态连接到中央轴231上，用于以高频高压发生装置向电子束电极120供应电流。
如图15所示，能量输入端子240包括一个附着于壳体220的柱形部件227末端的圆形基座241，和一个绝缘管245，用于绝缘从基座241和高频高压发生装置300拉的导线(未示出)。能量输入端子240还包括一个排气口243，用于向反应装置100提供压缩空气。从排气口供应的空气通过基座241和绝缘管245之间的缝隙247提供给反应装置100。
下面将说明由有害气体净化装置实现的有害气体净化操作。
有害气体净化操作可分为三个工序：第一个工序是由高频高压发生装置产生高频高压信号，第二个工序是通过向反应装置提供产生的高频和高电压来产生气体激光和电子束，第三个工序是通过产生的气体激光和电子束降低废气中的有害成分。
参考图6，100～200V，50～60Hz的单相交流电压输入到第一至第三输入部分310，320和330，作为它们的输入信号VIN1至VIN3，分别引起第一至第三输入部分310、320和330振荡。
从第一至第三输入部分310，320和330来的振荡脉冲由变压器T分别提升为高电压。在变压器T的次级绕组线圈L4中感应的高电压由第一输出部分340整流和滤波，这样图8所示的高直流电压作为第一输出电压OUT1从第一输出部分340输出。在次级绕组线圈L5中感应的高电压通过第二输出部分350处理，第二输出部分350包括两个滤波电路HD4，HD5，HC4和HD6，HC5以及阻抗匹配线圈Lm，这样图9所示的周期性尖峰波电压从第二输出部分350输出，作为第二输出电压OUT2。图10所示的环形波电压作为第三输出电压OUT3直接从次级绕组线圈L6输出。这三个输出电压OUT1至OUT3由电阻Rx和电容Cx匹配，从而得到示于图7a和7b的最终输出电压OUT。
图6的高频高压发生装置的输出电压OUT是一个高频高电压，它的周期很短，约为10ns，如图7a和7b所示，其峰电压水平至少为1KV，最好为10KV或更高。这一高频高电压的能量通过动力供应装置200供应给反应装置100的电子束磁极120。
因此，在电子束电极120和电子束发射单元110的电极111之间形成一个电场，电子束从电子束发射单元111的电极向电子束电极120的反应孔125发射。此时，如图7a所示，由于提供了脉冲，因此始终维持着一个约为10KV或更高的直流静电势，在电子束产生的同时还产生了相干激光束。而且，如图16所示，由于电子束电极120的反应孔125的扭转结构，产生的光束的宽度被扩展，与电子束发射单元110的电极的层叠结构相一致，而这又引起新的相干激光束被延伸并从入射波发射出来。
图18是图2的反应装置的等效电路的示意图。参考图18，由于在反应装置中，电子束发射单元的电极111和电子束电极被认为构成一个电容，反应装置可表示为图18的等效电路。特别是反应装置是由多个相互并行连接的电容器组成，这样在反应装置的操作中会产生大量噪音。这种噪音随着排放气向外放出。然而，如图1所示，由于反应装置100连接到连接器140和排气通路130上，因此在排放气重复地膨胀和收缩，通过反应装置100、连接器140和排气通路130的同时，整个装置可作为声音吸收器以降低噪音。
参考图4a，从顶部向下看反应装置，可想象出多个电子束从各电极向反应孔发射，这样气体激光和电子束以数千个网眼的网络形式发射到电极和电子束电极间的反应区域。在反应区中央部位，出现白波效应，沿图4a的反时针方向吹起了强烈的离子风和强烈的衍射风。
当含有有害成分如NOx，SOx，HC等的废气流入上面所形成的反应区时，有害成分被高密度电子束分解，这样通过有害成分的氧化/还原反应消除有害成分。
例如，已证实在反应区流入NOx的情况下，实验中由放射的电子束产生了N2和O2。同时，还针对该装置相对于柴油机的排放气的净化能力做了另一个实验，该气体包含了大量的NOx和HC。在这个实验中，可看出与NOx消除有关的氧化基主要是O，HO2和OH，同时臭氧(O3)对NOx的氧化也起作用。详细地说，O3用反应装置中的O2的分解产生的[O]离子促使产生的有害气成分中的NOx的消除。大部分最终的无害成分没有排放到空气中，而是由薄薄地沉积于电子束发射单元111和电子束电极上的碳组分吸收。SOx由 分解反应分解并消除。
由N2分解而产生的原子氮(N)也通过反应 促使NOx的消除。
认识到由于N与OH，HO2和O2反应生产NO，因此将压缩空气流入反应区以有效去除NOx是有利的。特别是，在废气之外流入压缩空气，压缩空气中所含水分会分解( )，从而有利于反应的进行。压缩空气通过图15所示的能量输入端子240的压缩空气输入口243流入反应装置100。
最好本发明的有害气体净化装置包括一高频高压发生装置，一个动力供应装置，和多个依次固定于动力供应装置的顶部和底部的反应装置。图17示出了这样一个装置，其中动力供应装置200置于中央，三个反应装置100被固定于动力供应装置的顶部和底部。
参考图17，废气从“A”位置吸入从“B”位置排出。废气通过反应区，每个反应区都形成于电子束发射单元110和电子束电极120之间，以放射电子束，这样废气中的有害成分被消除。此时，尽管从“A”位置到“B”位置的废气流动非常快，当通过该装置时，其中所有的废气都通过电子束发生了反应。这是因为反应装置中的气体激光和电子束的密度很高，且反应装置100是圆形的，导致气体激光和电子束在排气通路的整个区域放射。并且，由于气体激光和电子束是以极短的波长放射的，所以尽管废气是以极高的速度通过反应区域，废气中的有害成分不可避免地暴露于气体激光和电子束中发生反应。
本发明的有害气体净化装置可安装在一个小型排放系统上，如汽车。而且，如图19所示，几个并行连接在一起的装置可安装在燃烧炉上以提高效率和处理废气的容量。
该用于净化有害气体的方法和装置可用于各种场合。例如，可用于处理燃烧炉，工业设备，各种动力机械等产生的废气。它还可用作生活空间，工业区，地下空间(如隧道)等的空气清洁器。它还可用作空气清洁器和除臭机。另外，由于它的产生臭氧的功能，它可用作消毒器或巴氏灭菌器，同时可用于医疗，氧生产装置，食品卫生设备等。而且，对任何熟悉本工艺的人来说，显然该装置可用于各个领域，如用于中央加热/冷却设备的净化器，废水处理厂，用于再生的废水处理厂，VOC处理装置，人工降雨设备，用于厨房作业的各种装置等。
我们进行了一次预测本发明的该方法和装置对有害气体的降低性能的实验，其结果示于下面的表1。在实验中，100V，400mA的交流电源供应给有害气体净化装置的动力供应装置200。
                          表1
  分析项   流入浓度   排放浓度   减少率(％)
  烟   20％   3％   85
  CO   5000ppm   1500ppm   70
  HC   5000ppm   1500ppm   70
  NOx   3000ppm   1200ppm   60
  SOx   3000ppm   1200ppm   60
  PM(粒子物质)   0.5mg/m2   0.15mg/m2   70
而且，由一个生物实验间接证实，一种未确定的材料，比如二氧化物，它对活的东西非常有害，并包含在废气中，它的化学组分或结构还未精确地证实，在本发明的有害气体净化装置中，它是否被分解或还原。
首先，由垃圾或废轮胎燃烧产生的气体被收集并溶解在蒸馏水中以得到它的浓缩溶液。100cc的该浓缩溶液被倒入一个容积为10升的有鱼的鱼盆中，几分钟内所有的鱼都死了。同时将燃烧产生的气体经本发明的装置处理，处理后的气体被收集并溶解，以获得其浓缩液。将该浓缩液倒入鱼盆中，可证实盆中的所有的鱼仍旧活着并生长，而没有死亡。
根据对有害气体还原率的直接测量，以及上述的非直接的生物测试可认识到本发明的有害气体净化装置对废气中的有害成分的还原具有优越的效果。
如上所述，由于本发明的有害气体净化装置在一盒状设备中产生高密度气体激光和电子束，易于运输和安装，因此可以较低价格安装在汽车上。而且通过将多个反应装置串接在一起可很容易地提高其净化效率。同时几个本发明的装置并行连接可轻易地用于大容量排放机器或燃烧炉。
这里参考优选实施例对本发明进行了描述并说明，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明精神和范畴的情况下还可在形式和细节方面进行各种改变。

Claims (8)

1.一个用于产生高频高压信号的电压发生器，该高频高压信号用于产生电子束，该电压发生器包括：
一个增压变压器，它有用于接收一交流电压的第一、第二和第三初级线圈，和分别与第一、第二和第三初级线圈相对应的第一、第二和第三次级线圈，三个次级线圈每个的一端接地；
一第一输入振荡电路，与所述第三初级线圈耦连，用于产生一输入振荡信号，所述第一输入振荡电路包括：
一对串行连接在交流电源电压两极间的电容，这对电容的公共节点接地；
一对串行连接在交流电源电压的一极和地间的电阻，从而确定了其间的一个公共节点；
一个连接在所述第三初级线圈和地间的三极管；和
一个连接在所述三极管的一个控制输入和这对电阻的公共节点之间的电容；
一第二输入振荡电路，它包括在所述第一初级线圈的两端之间串行连接的一个电容和一个电阻；
一第三输入振荡电路，它包括与第二初级线圈并联的一个电容和与它们串联的一个触发二极管；
一第一输出部分，与所述第一次级线圈耦连，用于产生一个至少有1KV直流电压的输出信号，其中所述第一输出部分包含多个串行连接的滤波电路，每个滤波电路包括一个高压整流二极管和一个高压电容，用于对所述第一次级线圈的输出电压进行整流和滤波，置于所述第一输出部分的输出端子附近的所述高压电容的电容大于离所述第一输出部分的输出端子较远的高压电容的电容；和
一第二输出部分，与所述第二次级线圈耦连，用于产生一个脉冲信号，其峰间脉冲宽度大于所述输入振荡信号，其中所述第二输出部分包括：
一第一滤波电路，它包括两个并行连接的二极管以及与其连接的电容；
一个与所述第一滤波电路连接的阻抗匹配线圈；和
一第二滤波电路，它连接到所述阻抗匹配线圈上，包括一个二极管和一个电容，
所述第一输出部分的输出、第二输出部分的输出、和第三次级线圈的输出相互耦连以产生高频高电压信号。
2.如权利要求1所述的电压发生器，其中所述第二输入振荡电路的电容包括一个聚酯电容，其耐受电压至少为交流电源电压的两倍，该聚酯电容由一绝缘壳体屏蔽并用环氧树脂铸模。
3.如权利要求1所述的电压发生器，其中所述第二输入振荡电路的电容器的电容小于1μF。
4.如权利要求1所述的电压发生器，其中所述第一输入振荡电路的电阻是一个陶瓷可变电阻，确定了与其相连的电容器的充/放电时间常数。
5.如权利要求1所述的电压发生器，其中第三输入振荡电路的与第二初级线圈并联的电容的耐受电压至少是交流电源电压的两倍。
6.如权利要求1所述的电压发生器，其中所述增压变压器包括一个分段线轴，其上绕有线圈，线轴每段的匝数为300或更少。
7.如权利要求1所述的电压发生器，其中所述第三次级线圈的直径小于其它两个次级线圈，其匝数大于其它两个次级线圈。
8.如权利要求1所述的电压发生器，还包括一个附属于增压变压器的冷却装置，以防止所述增压变压器过热。
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