CN204275811U - 一种带催化剂的等离子体脱硝装置 - Google Patents

一种带催化剂的等离子体脱硝装置 Download PDF

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张蕾
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Abstract

本实用新型公开了一种带催化剂的等离子体脱硝装置，包括水平设置且相连的烟气进口、等离子体发生器、等离子体余晖区和气体出口，等离子体发生器包括气体通道、等离子体发生正电极和等离子体发生负电极，等离子体发生正电极包括正极接线柱和正极板，等离子体发生负电极包括负极接线柱和负极板，正极板和负极板均竖直设置在气体通道内，正极接线柱与正极板连接，负极接线柱与负极板连接，气体通道内安装有催化剂填充床，催化剂填充床内固定有等离子体催化剂载体，等离子体余晖区包括余晖区通道，余晖区通道内固定有余晖区催化剂载体。本实用新型增加了等离子体和催化剂与烟气反应时间，提高了脱硝过程中催化剂的催化剂效果，进而提高了脱硝效果。

Description

一种带催化剂的等离子体脱硝装置
技术领域
本实用新型涉及一种等离子体脱硝装置，尤其是涉及一种带催化剂的等离子体脱硝装置。
背景技术
等离子体脱硝是80年代发展起来的空气污染物处理方式，是作为继干法、半干法、湿法等经典脱硝方法之后的一个全新的高科技脱硝方式，它相对于传统方法来说具有其投资少、占地面积小、运行费用低、工艺过程为干式、不会腐蚀设备、没有二次污染等独具的特点，已经成为国际上公认的具有极大市场潜力和良好应用前景的烟气脱硝新方式。
等离子体是一种由高能电子和离子组成的粒子系，脱硝过程主要应用电晕放电等离子体。当尾气通过等离子场时，气体分子(N2、O2、H2O等)就被高能电子电离，形成各种自由基和活性粒子，这些活性粒子进而与NOx分子反应，生成易于分离的物质，达到脱除的目的。当将催化剂置入等离子场时，等离子体就会和催化剂产生强相互作用，高能粒子轰击催化剂表面，催化剂颗粒被极化并在表面形成场强加强区；另外，由于催化剂载体对NOx有一定的吸附能力，在其表面形成NOx的富集区，这样就会在等离子场和催化作用下迅速发生不同的化学反应，利于NOx的脱除。
现有带催化剂的等离子体脱硝装置主要存在以下缺点：(1)气流方向与电场方向垂直，气流流速过大会使等离子体不能留在具有较高催化的区域内，气流过低不能使气体与等离子体充分反应，去除效率低；(2)气体经等离子体发生区后，直接进入气体出气口，浪费一部分的等离子体，未得到充分利用；(3)未将催化剂载体固定，使得催化效果发生不均匀，脱硝效率降低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其结构简单、设计合理、使用操作方便且使用效果好，能有效增加等离子体和催化剂与烟气反应时间，提高了脱硝过程中催化剂的催化剂效果，进而提高了脱硝效率和脱硝程度。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：包括水平设置且依次连通的烟气进口、等离子体发生器、等离子体余晖区和气体出口，所述等离子体发生器包括气体通道、等离子体发生正电极和等离子体发生负电极，所述等离子体发生正电极包括正极接线柱和正极板，所述等离子体发生负电极包括负极接线柱和负极板，所述正极板和负极板均竖直设置在气体通道内，所述正极板设置在靠近烟气进口处，所述负极板设置在靠近等离子体余晖区处，所述正极接线柱的一端竖直伸入气体通道内且与正极板的顶部连接，所述负极接线柱的一端竖直伸入气体通道且与负极板的顶部连接，所述气体通道内安装有催化剂填充床，所述催化剂填充床位于正极板与负极板之间，所述催化剂填充床内固定有等离子体催化剂载体，所述气体通道的一端与烟气进口连接，所述等离子体余晖区包括余晖区通道，所述余晖区通道与气体通道的另一端连接，所述余晖区通道内固定有余晖区催化剂载体。
上述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述烟气进口的形状为漏斗状，所述烟气进口的大端与气体通道连接。
上述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述正极板的内侧固定有金属针，所述金属针的数量为多根，多根金属针均匀布设。
上述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述负极板上开有通孔，所述通孔的数量为多个，多个通孔均匀布设。
上述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述余晖区通道的形状为锥形，所述余晖区通道的大端与气体通道连接，所述余晖区通道的小端与气体出口连接。
上述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述催化剂填充床为空心管，所述催化剂填充床水平设置。
上述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述等离子体催化剂载体的数量为多个，多个所述等离子体催化剂载体均匀布设，所述等离子体催化剂载体的形状为球形。
上述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述等离子体催化剂载体和余晖区催化剂载体均为多孔陶瓷载体。
上述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述气体通道和余晖区通道均为石英管。
上述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述正极板和负极板均为金属板。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型结构简单、设计合理、使用操作方便且使用效果好。
2、本实用新型由于烟气进口的形状为漏斗状，所以气体进入等离子体发生器后流速减慢，保证了等离子体与烟气的接触时间，提高了脱硝效率。
3、本实用新型增加了等离子体余晖区，利用寿命长的等离子体和催化剂与气体进一步作用，提高了脱硝效率。
4、本实用新型电场方向与气体流动方向一致，增加了等离子体与气体的接触面积，从而提高了脱硝效率。
5、本实用新型正极板为实心板，气体从周围进入催化剂填充床中，先缓后急又缓，使得充分与等离子体反应，在催化剂下又提高脱硝效率，负极板上开有通孔，使得未反应的长寿命的等离子体进入等离子体余晖区进行反应。
6、本实用新型等离子体催化剂载体固定在催化剂填充床内，使得催化效果均匀，脱硝效率高。
下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型气体通道、等离子体发生正电极和金属针的位置关系示意图。
图3为本实用新型气体通道和等离子体发生负电极的位置关系示意图。
附图标记说明:
1—烟气进口；           2-1—正极接线柱；    2-2—正极板；
3—金属针；             4—催化剂填充床；    5—等离子体催化剂载体；
6-1—负极接线柱；       6-2—负极板；        7—余晖区通道；
7-1—余晖区催化剂载体； 8—气体出口；         9—气体通道；
10—通孔。
具体实施方式
如图1至图3所示，本实用新型包括水平设置且依次连通的烟气进口1、等离子体发生器、等离子体余晖区和气体出口8，所述等离子体发生器包括气体通道9、等离子体发生正电极和等离子体发生负电极，所述等离子体发生正电极包括正极接线柱2-1和正极板2-2，所述等离子体发生负电极包括负极接线柱6-1和负极板6-2，所述正极板2-2和负极板6-2均竖直设置在气体通道9内，所述正极板2-2设置在靠近烟气进口1处，所述负极板6-2设置在靠近等离子体余晖区处，所述正极接线柱2-1的一端竖直伸入气体通道9内且与正极板2-2的顶部连接，所述负极接线柱6-1的一端竖直伸入气体通道9且与负极板6-2的顶部连接，所述气体通道9内安装有催化剂填充床4，所述催化剂填充床4位于正极板2-2与负极板6-2之间，所述催化剂填充床4内固定有等离子体催化剂载体5，所述气体通道9的一端与烟气进口1连接，所述等离子体余晖区包括余晖区通道7，所述余晖区通道7与气体通道9的另一端连接，所述余晖区通道7内固定有余晖区催化剂载体7-1。
如图1所示，所述烟气进口1的形状为漏斗状，利于进入的烟气流速下降使大粉尘颗粒下落，增加烟气进口中的气体相互搅动；所述烟气进口1的大端与气体通道9连接。
如图1和图2所示，所述正极板2-2的内侧固定有金属针3，增加了放电机率，降低了电源能耗；所述金属针3的数量为多根，多根金属针3均匀布设。
如图3所示，所述负极板6-2上开有通孔10，增加了气体的流通性，所述通孔10的数量为多个，多个通孔10均匀布设。
如图1所示，所述余晖区通道7的形状为锥形，所述余晖区通道7的大端与气体通道9连接，所述余晖区通道7的小端与气体出口8连接。
如图1所示，所述催化剂填充床4为空心管，所述催化剂填充床4水平设置。
如图1所示，所述等离子体催化剂载体5的数量为多个，多个所述等离子体催化剂载体5均匀布设，所述等离子体催化剂载体5的形状为球形，比表面积大，利于安装在其上的等离子体催化剂作用。
本实施例中，所述等离子体催化剂载体5和余晖区催化剂载体7-1均为多孔陶瓷载体。
本实施例中，所述气体通道9和余晖区通道7均为石英管，耐高温性能好。
本实施例中，所述正极板2-2和负极板6-2均为金属板。
本实用新型的工作原理为：使用时，在等离子体催化剂载体5内填充等离子体催化剂(如Fe2O3)，在余晖区催化剂载体7-1内填充余晖区催化剂(如CuO)。烟气从烟气进口1进入等离子体发生器，由于烟气进口1为漏斗状，所以烟气流速会急剧下降，此时烟气进口1中的气体会相互搅动，由于气体流速急剧下降，所以烟气中的一些大颗粒会落下来，起到一定的除尘作用。烟气进口1的气体会通过气体通道9与正极板2-2之间的空隙进入催化剂填充床4，增加了气体的流速，充分与气体通道9内的等离子体在催化剂的作用下反应。通了高压的电极击穿空气，产生尖端放电，产生具有高能量的等离子体，这些等离子体在气体进入时与气体进行混合在催化剂的作用下进行氧化气体中的NOx，因气体通道9的流通面积比烟气进口1的流通要小很多，此时气体的流速急剧增加，对在催化剂填充床4中的气体进行搅动，使得气体与等离子体充分接触，这些气体在催化剂载体4中与催化剂结合并发生反应，催化剂载体4具有一定的结构强度。通过催化剂填充床4的气体携带有长寿命的等离子体，等离子体经负极板6-2进入等离子体余晖区，进入等离子体余晖区的气体在余晖区催化剂和等离子体的相互协同作用下进行反应，提高了脱硝效率。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：包括水平设置且依次连通的烟气进口(1)、等离子体发生器、等离子体余晖区和气体出口(8)，所述等离子体发生器包括气体通道(9)、等离子体发生正电极和等离子体发生负电极，所述等离子体发生正电极包括正极接线柱(2-1)和正极板(2-2)，所述等离子体发生负电极包括负极接线柱(6-1)和负极板(6-2)，所述正极板(2-2)和负极板(6-2)均竖直设置在气体通道(9)内，所述正极板(2-2)设置在靠近烟气进口(1)处，所述负极板(6-2)设置在靠近等离子体余晖区处，所述正极接线柱(2-1)的一端竖直伸入气体通道(9)内且与正极板(2-2)的顶部连接，所述负极接线柱(6-1)的一端竖直伸入气体通道(9)且与负极板(6-2)的顶部连接，所述气体通道(9)内安装有催化剂填充床(4)，所述催化剂填充床(4)位于正极板(2-2)与负极板(6-2)之间，所述催化剂填充床(4)内固定有等离子体催化剂载体(5)，所述气体通道(9)的一端与烟气进口(1)连接，所述等离子体余晖区包括余晖区通道(7)，所述余晖区通道(7)与气体通道(9)的另一端连接，所述余晖区通道(7)内固定有余晖区催化剂载体(7-1)。
2.按照权利要求1所述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述烟气进口(1)的形状为漏斗状，所述烟气进口(1)的大端与气体通道(9)连接。
3.按照权利要求1或2所述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述正极板(2-2)的内侧固定有金属针(3)，所述金属针(3)的数量为多根，多根金属针(3)均匀布设。
4.按照权利要求1或2所述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述负极板(6-2)上开有通孔(10)，所述通孔(10)的数量为多个，多个通孔(10)均匀布设。
5.按照权利要求1或2所述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述余晖区通道(7)的形状为锥形，所述余晖区通道(7)的大端与气体通道(9)连接，所述余晖区通道(7)的小端与气体出口(8)连接。
6.按照权利要求1或2所述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述催化剂填充床(4)为空心管，所述催化剂填充床(4)水平设置。
7.按照权利要求1或2所述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述等离子体催化剂载体(5)的数量为多个，多个所述等离子体催化剂载体(5)均匀布设，所述等离子体催化剂载体(5)的形状为球形。
8.按照权利要求1或2所述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述等离子体催化剂载体(5)和余晖区催化剂载体(7-1)均为多孔陶瓷载体。
9.按照权利要求1或2所述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述气体通道(9)和余晖区通道(7)均为石英管。
10.按照权利要求1或2所述的一种带催化剂的等离子体脱硝装置，其特征在于：所述正极板(2-2)和负极板(6-2)均为金属板。
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