CN201783268U

CN201783268U - 一体化焊烟净化器

Info

Publication number: CN201783268U
Application number: CN2009202649406U
Authority: CN
Inventors: 林卫波
Original assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Current assignee: DONGGUAN VILLO CLEANING EQUIPMENT CO.,LTD.
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2019-12-22

Abstract

本实用新型公开了一种一体化焊烟净化器，包括一壳体，壳体内设有纤维过滤除尘单元及等离子体除臭单元，过滤除尘单元包括设在壳体上部的脉冲喷吹管，与脉冲喷吹管相连接的压缩气包，脉冲喷吹管的下方间隔设有纤维滤筒，纤维滤筒的下方设有灰斗；纤维滤筒与进气管相连接；等离子体除臭单元包括壳体顶部的绝缘子，连接在绝缘子下端的悬挂框架，在绝缘子中穿设有螺杆，螺杆与高频电源连接，悬挂框架上间隔设有若干个高压极板，高压极板之间设有接地极板，接地极板嵌入壳体两侧的卡槽内，高压极板夹在两块石英板中，在高压极板的下方设有出气口，出气口与离心风机相连接。本净化器结构简单、除臭效率高、阻力小、运行费用低。

Description

一体化焊烟净化器

技术领域

本实用新型涉及空气净化装置，尤其是涉及一种用于焊接烟尘的纤维过滤除尘与等离子体除臭一体化焊烟净化器。

背景技术

产生焊烟的焊接方法主要是手弧焊接和气体保护焊接。在手弧焊接中，钛钙型酸性焊条和低氢型碱性焊条所产生烟尘的主要成分是Fe₃O₄、MnO₂、SiO₂和Fe₂O₃，还有一定量的其他化学成分，如MgO、CaO、TiO₂、Na₂O、CaF₂、NaF等。在气体保护焊接中排出的有害气体和物质主要有：NO_X、CO、O₃、氟化物和卤化物等。不锈钢焊接烟尘中含有大量的铬和镍、三价铬、六价铬。焊接过程产生的粉尘和臭味既污染环境，又危害人体健康，因此，研发既能除尘又能除臭的焊烟净化器具有重要实用意义。

传统处理焊烟中臭气的方法有：物理法(掩蔽法和稀释扩散法)、燃烧法(热力燃烧法和催化燃烧法)、吸附法、氧化法(臭氧氧化法、催化氧化法和过氧化氢法等)、洗涤法(也称吸收法)，这些方法分别存在着净化不彻底、净化气体种类单一、工艺控制难度大、能耗高和可能会造成二次污染等缺点。

目前，较新的烟气除臭方法有生物法、光催化氧化法和低温等离子体法(邹克华，严义刚，刘咏，王保伟，宁晓宇，许根慧.低温等离子体治理恶臭气体研究进展.化工环保，2008年，28(2)：127-131)。其中，生物法设备简单、能耗低、产生二次污染的可能性小，是目前国内外恶臭污染治理的主流方法，但是该方法需要培养可将臭气成分氧化分解的菌种，且处理过程缓慢、占地面积大。光催化氧化法需要的催化剂价格昂贵，并且受量子效率限制，难以处理大流量高浓度的废气。相对来说，低温等离子体法具有处理恶臭气体效率高、能耗低、成本低、处理时间短和产物二次污染少等优点。

等离子体是由大量的正负带电粒子和中性粒子组成的。其主要特征是：(1)从微观角度看，带电粒子有正负之分，且所有的负粒子的电荷总量与所有的正粒子的电荷总量相等，且又能在宏观尺度上呈中性；(2)带电粒子之间不存在库仑力，是一种优良的导电流体；(3)带电粒子之间无净磁力；(4)电离气体具有一定的热效应。

目前，在等离子技术领域中广泛采用的是“低温等离子体技术”。而低温等离子主要是由气体气体放电产生的。主要有以下几种形式：(1)辉光放电；(2)电晕放电；(3)介质阻挡放电；(4)射频放电；(5)微波放电。对于气态污染物的治理，一般都是在常压(100kPa左右)下进行，而能在常压下产生低温等离子体的有效方法主要是电晕放电和介质阻挡放电两种形式。

介质阻挡放电(DBD)是将绝缘介质插入放电空间的一种气体放电，介质可以覆盖在电极上，也可以悬挂在放电空间里。当在放电电极间施加一定频率(50kHz至几兆赫兹)的高频电压时，电极间的气体就会被击穿产生介质阻挡气体放电。

介质层对阻挡放电有两个主要作用，一是限制放电中带电粒子的运动，使微放电成为一个个短促的脉冲；二是让微放电均匀分布在整个面状电极之间，防止火花放电。

低温等离子体化学反应过程中能量的传递过程如下：

(1)电场+电子→高能电子；

(2)高能电子+分子(或原子)→活性基团(受激原子、受激基团或游离基团)；

(3)活性基团+分子(或原子)→生成物十热；

(4)活性基团+活性基团→生成物+热。

从以上过程可以看出，电子先从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去，那些获得能量的分子或原子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团。然后这些活性基团与分子或原子、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热。另外，高能电子也能被卤素和氧气等电子亲和力较强的物质俘获，成为负离子。这类负离子具有很好的化学活性，在化学反应中起着重要的作用。

用于焊接烟尘的纤维过滤除尘与等离子体除臭一体化空气净化器，主要是通过等离子体来去除焊烟中的臭性气体及杀菌，从而达到净化空气的作用。其基本原理是在外加电场的作用下，介质放电产生的大量携能电子轰击污染物分子，使其电离、解离和激发，然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质或使有毒有害物质转变成无毒无害或低毒低害的物质，从而使污染物得以降解去除。采用DBD方法脱除恶臭气体是可行的，该方法具有能耗低，操作简单，投资小等优点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单紧凑、除臭效率高、阻力小、运行费用低的纤维过滤除尘与等离子除臭一体化焊烟净化器。

为实现上述任务，本实用新型的技术方案如下：一种一体化焊烟净化器，包括一壳体，所述壳体内设有一纤维过滤除尘单元及等离子体除臭单元，所述过滤除尘单元包括设置在壳体上部的脉冲喷吹管，与脉冲喷吹管相连接的压缩气包，脉冲喷吹管的下方间隔设有若干个纤维滤筒，纤维滤筒的下方设有灰斗，所述纤维滤筒与进气管相连接；所述等离子体除臭单元包括设置所述壳体顶部的绝缘子，连接在绝缘子下端的悬挂框架，在绝缘子中穿设有螺杆，螺杆与高频电源电连接，悬挂框架上间隔设有若干个高压极板，高压极板之间设有接地极板，接地极板嵌入壳体两侧的卡槽内，所述高压极板夹在两块石英板中，在所述高压极板的下方设有出气口，出气口与离心风机相连接。

高压极板、接地极板、石英板相互平行安装。接地极板嵌入壳体两测的卡槽内。高压极板夹在两块石英板中。高压极板上端与悬挂框架铆接。悬挂框架通过绝缘子与净化器壳体绝缘。绝缘子螺杆通过高压电缆与高频电源联结。

焊烟中所要处理的臭气主要是NO_X、CO和氟化物。通过高压放电，获得低温等离子体，即产生大量的高能电子，高能电子与气体分子(原子)发生非弹性碰撞，将能量转化为基态分子(原子)的内能，发生激发、离解、电离等一系列反应，使气体处于活化状态。当电子能量较低时，产生的活性自由基活化后的污染物分子经过等离子体定向链化学反应后被脱除；当电子的能量大于恶臭气体分子化学键键能时，分子发生断裂而分解，同时高能电子激励产生·O，·OH，·N等自由基，由于·O，·OH具有很强的氧化性，最终可将恶臭气体氧化脱除。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有如下优点：

1.采用纤维过滤方法除尘，具有除尘效率高、过滤性能好；

2.采用低温等离子体方法除臭，具有除臭效率高、价格低、运行费用低的特点；

3.将纤维过滤除尘单元和阻挡放电等离子体除臭单元安装在同一壳体内，使本焊烟净化器结构简单紧凑。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视图。

具体实施方式

参照图1、图2所示，图1是本实用新型的纤维过滤装置和等离子体发生器的结构示意图。焊烟净化器的除尘单元由压缩气包1、脉冲喷吹管2、灰斗14、纤维滤筒15、进气管16组成。当离心风机启动后，含尘气流从净化器的左侧进气管16吸入净化器，流向纤维滤筒15；此时，气体透过纤维滤筒15，而被纤维滤筒15过滤的粉尘颗粒沉积在纤维滤筒15的外表面。当沉积在纤维滤筒15外表面的粉尘达到一定厚度时，脉冲喷吹管2对每个纤维滤筒15喷射脉冲气流，纤维滤筒15在脉冲气流的作用下产生振动，使粉尘脱离纤维滤筒15外表面，粉尘在重力作用下落入灰斗14。

如图1所示，焊烟净化器的除臭单元由绝缘子4、悬挂框架5、螺杆6、高频电源7、高压极板8、接地极板9、卡槽10、石英板11、出气口12、离心风机13组成。经除尘后的烟气从焊烟净化器的顶部由上至下进入等离子体除臭单元。最后，净化气体从出气口12排出。

除臭单元采用介质阻挡放电(DBD)等离子体法。介质阻挡放电的优点是：让微放电均匀分布在整个面状电极之间，防止火花放电。将2块高纯度石英玻璃板11覆盖黏合在金属高压极板8电极的两侧。其优点是：在工艺上，解决了石英玻璃板的固定问题；在布置上，使结构更加紧骤；在原理上，由于石英玻璃板紧贴极板，在石英玻璃板11和金属高压极板8之间无空气层，所以，在较低的电压下能产生密度较高的等离子体。高压极板8上端与悬挂框架5铆接。悬挂框架5的固定螺杆6和壳体3之间的绝缘采用绝缘子4(聚四氟乙烯或陶瓷瓶)，绝缘子4从壳体3顶部穿出。螺杆6通过高压电缆与高频电源8相连。

如图1和图2所示，高压极板8、接地极板9、石英板11相互平行安装。接地极板9嵌入壳体3前后两测的卡槽10内。为避免或降低边缘放电效应，接地极板9的高度小于石英玻璃板11的高度，接地极板9的宽度大于石英玻璃板11的宽度。

为降低成本和节能，高频电源8的输出电压小于5kV。在此电压下，要产生较好的介质阻挡放电效果，接地极板9与石英玻璃板11的间距为10～30mm。

在功能和净化顺序上，本焊烟净化器属于过滤除尘与等离子体除臭串联形式。在结构上，本焊烟净化器是将纤维过滤除尘单元和阻挡放电等离子体除臭单元安装在同一壳体内的一体化结构。

参照图2所示，在本实施例中，设有三根脉冲喷吹管2，在其下方均布有9个按阵列分布的纤维滤筒15。

Claims

1.一种一体化焊烟净化器，包括一壳体(3)，其特征在于，所述壳体(3)内设有一纤维过滤除尘单元及等离子体除臭单元，所述过滤除尘单元包括设置在壳体上部的脉冲喷吹管(2)，与脉冲喷吹管(2)相连接的压缩气包(1)，脉冲喷吹管(2)的下方间隔设有若干个纤维滤筒(15)，纤维滤筒(15)的下方设有灰斗(14)，所述纤维滤筒(15)与进气管(16)相连接；所述等离子体除臭单元包括设置所述壳体顶部的绝缘子(4)，连接在绝缘子(4)下端的悬挂框架(5)，在绝缘子(4)中穿设有螺杆(6)，螺杆(6)与高频电源(7)电连接，悬挂框架(5)上间隔设有若干个高压极板(8)，高压极板(8)之间设有接地极板(9)，接地极板(9)嵌入壳体(3)两侧的卡槽(10)内，所述高压极板(8)夹在两块石英板(11)中，在所述高压极板(9)的下方设有出气口(12)，出气口(12)与离心风机(13)相连接。

2.根据权利要求1所述的焊烟净化器，其特征在于，所述纤维过滤除尘单元和阻挡放电等离子体除臭单元安装在壳体(3)内，构成具有串联形式的过滤除尘等离子体结构。

3.根据权利要求1所述的焊烟净化器，其特征在于，所述高压极板(8)上端与悬挂框架(5)铆接，绝缘子(4)从壳体(3)顶部穿出，悬挂框架(5)和壳体(3)之间绝缘；绝缘子(4)与悬挂框架(5)通过螺杆(6)联结；螺杆(6)通过高压电缆与高频电源(7)联接。

4.根据权利要求1所述的焊烟净化器，其特征在于，所述高压极板(8)、接地极板(9)、石英板(11)相互平行安装，接地极板(9)嵌入壳体(3)两侧的卡槽(10)内，壳体(3)接地，接地极板(9)的高度小于石英玻璃板(11)的高度，接地极板(9)的宽度大于石英玻璃板(11)的宽度。

5.根据权利要求1所述的焊烟净化器，其特征在于，在所述壳体(3)的上部间隔设有三根脉冲喷吹管(2)，在脉冲喷吹管(2)的下方间隔设有9个按阵列方式分布的纤维滤筒(15)。