CN202933785U - 一种异距非对称布置方式的双极性放电装置通道 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，包括至少一个正极性放电通道和至少一个负极性放电通道。正极性放电通道和负极性放电通道的宽度不同，正极性放电通道与负极性放电通道在装置中非对称布置。本实用新型装置中气体在通过装置时，利用双极性高压电极对气体进行处理。由于该装置中正、负极性放电通道的宽度不同，且正、负极性放电通道在装置中非对称布置，节省空间的同时，降低运行成本，提高放电效率。

Description

一种异距非对称布置方式的双极性放电装置通道

技术领域

本实用新型涉及废气净化领域，尤其涉及一种带有异距非对称布置的双极性放电装置通道。

背景技术

预荷电凝并装置主要用于对细颗粒凝并增粗，提高后续除尘效率。它包括预荷电和凝并两部分。预荷电方式有单极性和双极性两类，双极性荷电能够使粉尘带有相反极性的电荷，提高凝并效率。目前美国Indigo公司发明的预荷电凝并装置，在双极性荷电后，粉尘通过导流柱凝并。该技术能够将PM2.5去除率提高至80％，对100nm的粉尘效率可提高10倍。

双极性预荷电凝并装置常为多通道，如Indigo公司等诸多现有技术中，不同极性通道宽度均为等距。等距通道易于生产、安装，但由于正、负极性放电的电压、注入功率和能量密度区别，不同极性通道所需的异极距亦不同。因此，应研制异极性通道宽度不同，且组合方式不同的布置方式，从而分别对正、负极性放电参数进行调节，降低运行成本、节省场地和提高效率等。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，该通道能够提高双极性放电的效率，克服现有技术产品成本高、占地大、效率低的缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案为：一种异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，包括至少一个正极性放电通道和至少一个负极性放电通道，所述正极性放电通道和负极性放电通道的宽度不同，正极性放电通道与负极性放电通道在装置中非对称布置。

在双极性放电装置通道中，正、负极性放电通道分别向处理对象正、负高压放电，由于正、负极性放电的电压、注入功率和能量密度的差别，不必将正负极性放电通道等距设置，可根据实际需要进行非等距、非对称设置，这样既方便对正、负极性放电参数进行调节，同时也降低运行成本、提高装置效率。

作为优选，所述的非对称布置包括周期重复式布置或间隔式布置。

所述的周期重复式布置为m个负极性放电通道与n个正极性放电通道在装置中交替布置，其中m、n为任意自然数。

所述的间隔式布置为1个负极性放电通道与1个正极性放电通道在装置中交替布置。

与现有技术相比，以上布置方式能够降低装置占地面积。同时，可以调节不同极性通道中的放电电压和电流，从而改变其放电功率、注入能量密度，避免过多能量注入从而增加能耗等运行成本的问题。

以双极性预荷电凝并装置为例，传统布置方式为正负极性放电通道等距、间隔交替布置。对线板式双极性荷电凝并装置分别单独测试正电晕和负电晕荷电情况。由于正极性和负极性放电荷电过程的区别，使其处理烟气中颗粒物带有相同数量的电荷，所需的放电电压不同。当正、负极性放电通道中，同极距均为75mm时，正极性与负极性预荷电电压匹配(以下简称电压匹配)为+4.4kV和-13kV时，预荷电后的颗粒物带电量为0；当电压匹配为+3.8kV和-13kV时，预荷电后的颗粒物带负电；当电压匹配为+5.0kV和-13kV时，预荷电后的颗粒物带正电。该特例表明，正极性放电通道所需电压为+4.4kV/5μA，负极性放电通道所需电压为-13kV/105μA，正、负通道的功率为22W和1kW。

本实用新型专利的间隔式布置方式中，可以将正、负通道同极距定为45mm和75mm，则此时为了实现与原布置方式相同的荷电效果，应保持相同的电场强度，即正极性放电通道电压可以降为+2.2kV，电流约为2μA，则正通道注入功率进一步降低，至少可以节省20％的能耗。同时，由于正通道间距降低一半，整个装置占地面积可以减少1/4。

同样，本实用新型专利的周期重复式布置也可用于该装置中，如1个负极性放电通道与2个正极性放电通道在装置中交替布置。正、负极性放电通道同极距分别为45mm和75mm，可将正、负极性放电通道电压定为+2.2kV和-13kV，此时正极性放电通道中气速可以提高为负极性放电通道2倍，以保证相同的荷电效果。此时，处理效率可以提高1/2以上，而放电装置的占地面积则保持不变。

综上所述，与传统双极性放电装置相比，本实用新型专利的布置方式可以降低装置占地面积、降低放电装置能耗、提高能量效率。

正负极性放电通道的样式可根据实际需要进行选择，例如正负极性放电通道可以为线板式、线筒式或板板式。当采用线板式时，所述的放电通道为相邻两排极板之间的空间，所述的通道宽度为接地极板之间的距离；当采用线筒式时，所述的放电通道为接地筒所围成的空间，所述的通道宽度为接地筒内径；当采用板板式时，所述的放电通道为相邻两排同极性极板之间的空间，所述的通道宽度为接地极板之间的距离。

由于高压放电注入功率密度与放电通道间距呈负相关，即放电通道间距越大，注入功率密度越低，从而降低放电效率。因此，在双极性放电过程中，由于对正负放电所需电压不同，可以通过改变放电间距来调整放电功率。从而在保证放电效果的同时，提高功率密度，降低设备占地，提高总体运行效率。

因此，作为优选，所述的正极性放电通道的宽度为10～1000mm。进一步优选，所述的负极性放电通道的宽度大于正极性放电通道的宽度，负极性放电通道的宽度为10～1000mm，且一般优选，负极性放电通道的宽度为正极性放电通道宽度的两倍，负极性放电通道的宽度为400mm，正极性放电通道的宽度为200mm。

放电通道的形状无严格要求，以较好的容纳放电电极为宜，优选所述的放电通道径向截面为矩形、正方形或圆形。

所有的正极性放电通道内部安装至少一个正极性放电电极，所有的负极性放电通道内部安装至少一个负极性放电电极，所述正、负极性放电电极分别与高压电源的输出高压端和输出低压端相连。

所述的高压电源为正或负极性的单极性高压电源，正或负极性放电电极中的一个同高压电源的输出端连接，另一个电极接地。

所述的高压电源为正负极性共有的双极性高压电源，正负极性放电电极分别同双极性高压电源的两个输出端相连。

进一步优选，所述的单极性高压电源的电源结构采用高频高压直流电源或高压脉冲电源，所述的双极性高压电源的电源结构采用半波整流双极性电源、单相全波整流双极性电源、三相全波整流双极性电源。

本实用新型装置中处理对象在通过双极性放电装置时，利用双极性放电电极对其进行高压放电。由于该装置中正、负极性放电通道的宽度不同，且正、负极性放电通道在装置中非对称布置，节省空间的同时，降低了运行成本并提高了放电效率。

附图说明

图1a为本实用新型双极性放电装置中放电通道的线板式结构示意图；

图1b为本实用新型双极性放电装置中放电通道的板板式结构示意图；

图2a为本实用新型双极性放电装置中放电通道的周期重复式布置方式；

图2b为本实用新型双极性放电装置中放电通道的间隔式布置方式；

图3a为本实用新型线板式双极性放电装置结构示意图；

图3b为本实用新型板板式双极性放电装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本实用新型的限定。

如图1a所示，为本实用新型双极性放电装置2中放电通道的线板式结构，包括放电电极线3、接地极板4。放电电极线3位于放电装置2中部。待处理气体自装置入口1进入，在放电通道5中被放电处理后，自装置出口7排出或进入其他装置。通道宽度6为同一放电通道5中相邻二接地极板4之间的距离。

具体地，所述的放电极线3可以为圆形线、针刺线、角钢芒刺线、锯齿线、星形线、扭麻花星形线、R-S线或平板中的任意一种。

具体地，所述的接地极板4可以为鱼鳞形、波纹形、棒帏形、Z形、小C形，大C形中的任意一种。

如图1b所示，为本实用新型双极性放电装置8中放电通道的板板式结构，包括放电电极板9、接地极板4。待处理气体自装置入口1进入，在放电通道5中被放电处理后，自装置出口7排出或进入其他装置。通道宽度6为同一放电通道5中相邻二接地极板4之间的距离。

如图2a所示，为本实用新型周期放电通道布置方式。m个负极性放电通道10与n个正极性放电通道11在放电装置2中交替布置，其中m、n可以为任意自然数。当m＝n＝1时，将其称作间隔式放电通道布置方式。负极性放电通道10的与正极性放电通道11的通道宽度不同。

一般地，m可以选为1，n可以选为2，即在烟道2中，一个负极性放电通道10与二个正极性放电通道11交替布置。

如图2b所示，为本实用新型间隔式放电通道布置方式。一个负极性放电通道10与一个正极性放电通道11交替布置。

需要说明的是，在实际应用中，放电通道可以采取异距非对称的布置方式。即将负极性放电通道10与正极性放电通道11以任意排列方式的布置安装在放电装置中，且不同极性的通道宽度不同。

如图3a所示，为本实用新型线板式放电装置结构示意图。线板式放电装置17包括不同极性的放电通道，二个接地极板12与一个负极性放电电极13构成一个负极性放电通道10，二个接地极板12与一个正极性放电电极14构成一个正极性放电通道11。图例中放电装置采取周期放电通道布置方式，一个负极性放电通道10与二个正极性放电通道11交替布置。待处理气体从装置入口1进入，经过放电通道处理后，从装置出口7排出。

如图3b所示，为本实用新型板板式放电装置结构示意图。板板式放电装置18包括不同极性的放电通道，二个接地极板12与一个负极性放电电极15构成一个负极性放电通道10，二个接地极板12与一个正极性放电电极16构成一个正极性放电通道11。图例中放电装置采取间隔放电通道布置方式，一个负极性放电通道10与一个正极性放电通道11交替布置。待处理气体从装置入口1进入，经过放电通道处理后，从装置出口7排出。

特别地，针对利用双极性预荷电凝并的放电装置，由于正极性放电和负极性放电荷电过程的区别，使其处理烟气中颗粒物带有相同数量的电荷，所需的放电电压不同。例如，在试验用的测试平台中，当正负极性放电通道中，同极距均为75mm时，正极性与负极性预荷电电压匹配(以下简称电压匹配)为+4.4kV和-13kV时，预荷电后的颗粒物带电量为0；当电压匹配为+3.8kV和-13kV时，预荷电后的颗粒物带负电；当电压匹配为+5.0kV和-13kV时，预荷电后的颗粒物带正电。

同时，高压放电注入功率密度与电极间距呈负相关，即电极间距越大，注入功率密度越低，从而降低放电效率。以上结果表明，在双极性放电过程中，由于对正负放电所需电压不同，可以通过改变放电间距来调整放电功率。从而在保证放电效果的同时，提高功率密度，降低设备占地，提高总体运行效率。

本实用新型负极性放电通道10的通道宽度可以为10～1000mm，一般选为400mm。正极性放电通道11的通道宽度可以为10～1000mm，一般选为200mm。一般地，负极性放电通道10的通道宽度应大于正极性放电通道11的通道宽度，一般前者宽度多为后者的2倍。

应用例1：

某电厂使用干式放电装置对烟气中的颗粒物进行预荷电凝并，同时氧化低价态氮氧化物。该烟道中正负极性放电通道采用本实用新型的线板式周期放电通道布置方式。

放电通道入口前烟气量为1.78×10⁵Nm³/h(湿基)，烟气温度140℃。烟气中颗粒物浓度50mg/Nm³，氮氧化物浓度250mg/Nm³。负极性放电通道的通道宽度为400mm，正极性放电通道的通道宽度为200mm。电极线采取放电极B8线，接地电极采取沉淀极C220极板。采取三相直流电源供电，电压100kV，电流2.0A。

运行结果表明，此种放电通道布置方式能够降低细颗粒物浓度。粒径为0.04μm和0.8μm的颗粒个数浓度减少比例可达60％，颗粒物的分级收集效率显著提高，在最佳运行情况下可以达到98％。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，包括至少一个正极性放电通道和至少一个负极性放电通道，其特征在于，所述正极性放电通道和负极性放电通道的宽度不同，正极性放电通道与负极性放电通道在装置中非对称布置。

2.根据权利要求1所述的异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，其特征在于，所述的非对称布置包括周期重复式布置或间隔式布置。

3.根据权利要求1所述的异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，其特征在于，所述的正极性放电通道的宽度为10～1000mm。

4.根据权利要求3所述的异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，其特征在于，所述的负极性放电通道的宽度大于正极性放电通道的宽度，所述的负极性放电通道的宽度为10～1000mm。

5.根据权利要求4所述的异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，其特征在于，所述的负极性放电通道的宽度为正极性放电通道的宽度的两倍。

6.根据权利要求1所述的异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，其特征在于，所有的正极性放电通道内部安装至少一个正极性放电电极，所有的负极性放电通道内部安装至少一个负极性放电电极；所述正、负极性放电电极分别与高压电源的输出高压端和输出低压端相连。

7.根据权利要求6所述的异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，其特征在于，所述的高压电源为正或负极性的单极性高压电源，正或负极性放电电极中的一个同高压电源的输出端连接，另一个电极接地。

8.根据权利要求7所述的异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，其特征在于，所述的单极性高压电源的电源结构采用高频高压直流电源或高压脉冲电源。

9.根据权利要求6所述的异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，其特征在于，所述的高压电源为正负极性共有的双极性高压电源，正负极性放电电极分别同双极性高压电源的两个输出端相连。

10.根据权利要求9所述的异距非对称布置方式的双极性放电装置通道，其特征在于，所述的双极性高压电源的电源结构采用半波整流双极性电源、单相全波整流双极性电源、三相全波整流双极性电源。

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