CN211635948U - 一种防爆微波无极紫外废气处理设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防爆微波无极紫外废气处理设备，涉及环境保护技术领域。该防爆微波无极紫外废气处理设备包括：微波源、反应腔、进气口、出气口、紫外灯、灯架、第一过滤腔和第二过滤腔，微波源设置在反应腔侧壁，进气口和出气口分别设置在与微波源相连接的反应腔侧壁，紫外灯和灯架设置在反应腔内部，第一过滤腔和第二过滤腔分别设置在进气口和出气口处。本实用新型减小了设备发生爆炸的可能性。

Description

一种防爆微波无极紫外废气处理设备及系统

技术领域

本实用新型涉及环境保护技术领域，具体而言，涉及一种防爆微波无极紫外废气处理设备及系统。

背景技术

二氧化硫和氮氧化物是世界工厂的大气污染物之一，是形成酸雨、形成光化学烟雾和影响生态环境的一个主要原因。随着我国电力工业的发展，二氧化硫和氮氧化物的排放量逐年增加，引起了国际及国内的高度重视，控制两者排放已成为节能减排的重点。

目前用于我国燃烧电厂锅炉、工业锅炉和其他工业窑炉的经济可靠的废气处理设备中，由于反应腔内气体浓度大或者由于微波源功率不均匀，容易造成设备爆炸。因此亟需提供一种能够减小设备发生爆炸可能性的废气处理设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种防爆微波无极紫外废气处理设备，以减小设备发生爆炸可能性。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种防爆微波无极紫外废气处理设备，包括：微波源、反应腔、进气口、出气口、紫外灯、灯架、第一过滤腔和第二过滤腔，微波源设置在反应腔侧壁，进气口和出气口分别设置在与微波源相连接的反应腔侧壁，紫外灯和灯架设置在反应腔内部，第一过滤腔和第二过滤腔分别设置在进气口和出气口处。

优选地，微波源包括：油冷高压电源、磁控管、波导和微波喇叭，波导和微波喇叭固定连接，磁控管通过波导和微波喇叭与反应腔相通。

优选地，灯架为渔网状灯架，紫外灯设置在渔网状灯架的网孔内。

优选地，灯架为聚四氟板材灯架。

优选地，反应腔内壁设置有有机涂层。

优选地，反应腔为圆柱体反应腔。

优选地，微波喇叭和反应腔侧壁之间设置有真空密封结构。

优选地，进气口和出气口与反应腔侧壁之间设置有金属网。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种防爆微波无极紫外废气处理系统，包括第一方面所述的防爆微波无极紫外废气处理设备。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种防爆微波无极紫外废气处理设备，包括：微波源、反应腔、进气口、出气口、紫外灯、灯架、第一过滤腔和第二过滤腔，微波源设置在反应腔侧壁，进气口和出气口分别设置在与微波源相连接的反应腔侧壁，紫外灯和灯架设置在反应腔内部，第一过滤腔和第二过滤腔分别设置在进气口和出气口处。本实用新型减小了设备发生爆炸的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型一实施例提供的防爆微波无极紫外废气处理设备示意图；

图2为本实用新型又一实施例提供的防爆微波无极紫外废气处理设备示意图。

图中：1-微波源、2-反应腔、3-进气口、4-出气口、5-紫外灯、6-灯架、7-第一过滤腔、8-第二过滤腔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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。

在本实用新型的描述中，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，或者是该实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型一实施例提供的防爆微波无极紫外废气处理设备示意图，图2为本实用新型又一实施例提供的防爆微波无极紫外废气处理设备示意图。以下将结合图1至图2，对本实用新型实施例所提供的防爆微波无极紫外废气处理设备进行详细说明。

图1为本实用新型一实施例提供的防爆微波无极紫外废气处理设备示意图，如图1所示，该防爆微波无极紫外废气处理设备包括：包括：微波源1、反应腔2、进气口3、出气口4、紫外灯5、灯架6、第一过滤腔和第二过滤腔8，微波源1设置在反应腔2侧壁，进气口3和出气口4分别设置在与微波源1相连接的反应腔2侧壁，紫外灯5和灯架6设置在反应腔2内部，第一过滤腔7第二过滤腔8分别设置在进气口3和出气口4处。

其中，微波源1包括MW-LEP（高效微波等离子灯（Microwave-Light EmittingPlasma）技术，MW-LEP技术可以对污染物进行净化。

MW-LEP技术就是在微波场中，将微波能转化为气体分子的内能，使之激发、电离以产生等离子体，激发无极紫外灯5管发射紫外光；光子和等离子体在直接裂解污染物成分的同时，还激发空气产生臭氧、羟基等活性基团，再加上微波的催化协同作用，从而彻底分解气体中的污染成分。

MW-LEP技术主要通过下列三种反应机制进行污染物的撕裂、氧化去除：

直接撕裂：微波无极灯发出的光子能量和等离子体携带的强大能量直接作用于污染物分子，撕裂污染物分子；

间接反应：紫外辐射光子作用于反应介质中的氧气和水蒸气，生成臭氧、氧二离子、氢氧离子等高能自由基，进而使目标污染物被氧化去除；微波和紫外激发的等离子体与污染物分子碰撞、反应；

微波催化协同作用：微波可使流动相中的分子能量增加，提高反应速率。

另外，微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电波。

特定波段（185纳米）的紫外线可以使得空气中的氧分子产生游离态的氧，即活性氧。因游离氧所携正负电子不平衡，所以需要与氧分子结合，进而产生臭氧。臭氧在微波的驱动下，运动速度加快，能快速得与废气结合，产生反应；另一部分，微波能直接打断有机废气的长链，形成二氧化碳、水、氧气等小分子物质。

需要说明的是，波长在200nm以下的真空紫外辐射能光解氧气生成氧自由基，氧自由基可以与氧气结合产生臭氧，臭氧的强氧化能力可以将二氧化硫和一氧化氮氧化。除此以外，臭氧获得复合离子光子的能量后，能极为迅速地分解，在湿度环境下产生氧化能力更强的羟基自由基。羟基自由基的氧化能力极强，使得反应可以在几秒内完成。

灯架6可以用于放置及安装紫外灯5，将紫外灯5悬挂在反应腔2内。

反应腔2为发生反应的腔体，反应腔2可以采用5毫米及以上的不锈钢板，可以满足一般的隔爆要求。

第一过滤腔7为设置在进气口3处的腔体，在废气进入反应腔2之前，对废气进行过滤，减少了因为废气浓度过大造成的爆炸事件的发生。

第二过滤腔8为设置在出气口4处的腔体，处理后的气体可以通过第二过滤腔8之后，再排入空气中。

需要说明的是，防爆微波无极紫外废气处理设备为接地设备，而且设备安装采用防爆电缆、插头、插座、连接器及接线盒等。

本实施例中，一种防爆微波无极紫外废气处理设备，包括：微波源1、反应腔2、进气口3、出气口4、紫外灯5、灯架6、第一过滤腔7和第二过滤腔8，微波源1设置在反应腔2侧壁，进气口3和出气口4分别设置在与微波源1相连接的反应腔2侧壁，紫外灯5和灯架6设置在反应腔2内部，第一过滤腔7和第二过滤腔8分别设置在进气口3和出气口4处。本实用新型减小了设备发生爆炸的可能性。

优选地，如图2所示，为了进一步防爆，微波源1包括：油冷高压电源、磁控管、波导和微波喇叭，波导和微波喇叭固定连接，磁控管通过波导和微波喇叭与反应腔2相通。

其中，油冷可以根据制冷系统原理，低温低压的液态冷媒在蒸发器里面与周围水进行热交换蒸发器吸收油的热量，蒸发成低温低压的气态，蒸发过程中冷媒温度不变，低温低压气态的冷媒进入到压缩机，经压缩机压缩，被压缩成高温高压的气态，然后进入冷凝器，在冷凝器里与室内的介质进行热交换，高温高压的气态的部份热量被介质吸收，介质温度升高，冷媒放热变成高温高压液态，冷凝器过程温度不变，然后进入膨胀阀进行节流，节流是迅速降温的过程，冷媒变成低温低压的液态，此过程后的冷媒再进入到蒸发器进行换热蒸发，从而实现制冷系统的整个过程。

本实用新型中设备的微波源1使用油冷高压电源，可以有效减少了高压电源出现温度过高的现象，进一步减少了设备发生爆炸现象的发生。

磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。实质上是一个置于恒定磁场中的二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。同时，磁控管是一种消耗品，容易老化和消磁。

磁控管由一密封真空管组成，管内有一柱形中心阴极(电子源)，置于一柱形阳极里，电子被静电场吸引流至阳极。沿真空管轴的一稳定磁场使电子偏离其径向路程，绕阴极旋转，产生微波频率的振荡。

波导是用来定向引导电磁波的结构，指用来传输无线电波的空心金属管。波导主要用作微波频率的传输线，用来将微波发送器和接收机与它们的天线连接起来。

通过波导，磁控管产生的微波可以传输进反应腔2内。

波导可以为输能窗。

因为微波真空设备易在高场强区域产生高频击穿现象，而加热器的输能窗区域往往是真空系统内能量集中区域，因此，要选择合适的馈能方式和适当的馈口口径降低输能窗处的电场强度，以降低高频打火的风险。考虑到圆形是最适合真空系统的形状，因此，微波高温真空馈口也考虑采用圆形锥形喇叭天线馈能。

另外，微波真空高温炉输能窗材料损耗因子小，透波特性良好，具有良好的机械性能，耐高温，且在高温环境下介质特性不易发生变化，所选择的输能窗材料不仅要经受住压力，还要具备良好的抗断裂强度、表面要易于清洁、良好的导热性、稳定的机械性能和良好的气密性。目前适应于微波高温真空设备的输能窗材料有石英玻璃、陶瓷、氮化硅材料等，氮化硅的导热性、抗断裂性和机械稳定性更优，是目前发现的最适合应用在微波高温真空馈能系统中的输能窗材料。

波导和微波喇叭可以通过焊接固定连接，磁控管通过波导和微波喇叭与反应腔2相通。

微波喇叭可以均匀微波，使得通过波导和微波喇叭输送至反应腔2内的微波功率更加均匀，减小了由于小范围内功率过大造成爆炸现象的发生。

微波喇叭可以由陶瓷或氮化硅构成。

另外，磁控管接头、丝线接头及两者连接处可以选用防爆插座或灌注树脂。

优选地，为了固定紫外灯5，灯架6为渔网状灯架6，紫外灯5设置在渔网状灯架6的网孔内。

渔网状的灯架6可以在固定截面内设置更多的紫外灯5，也可以使得紫外灯5的分布更加均匀。

优选地，纺织金属灯架6的尖端在微波下发生爆炸，灯架6为聚四氟板材灯架6。

另外，需要说明的是，灯架6可以由任一不吸收微波的材料制成，比如，灯架6还可以为陶瓷灯架6或者石墨灯架6等。

优选地，为了有效减少反应腔2内壁发生尖端爆炸现象，反应腔2内壁设置有有机涂层。

其中，有机涂层可以为聚四氟涂层等不吸收微波的涂层。

优选地，为了更加减少反应腔2内部发生爆炸现象，反应腔2为圆柱体反应腔2。

圆柱体反应腔2可以最大限度减少反应腔2内部的尖端，尖端减少，反应腔2内部由于尖端放电造成的爆炸现象的可能想减小，进一步减小了设备发生爆炸现象的可能性。

另外，反应腔2还可以为多变体反应腔2，侧边之间的夹角大于90度的多变体。

优选地，微波喇叭和反应腔2侧壁之间设置有真空密封结构。

微波喇叭与反应腔2之间设置石英陶瓷筒隔挡粉尘气体，防止微波喇叭污染，同时，通过合理的微波喇叭设置，防止微波喇叭部位场强集中造成真空系统高频放电。

微波喇叭真空密封结构处还要考虑微波对密封圈的影响，常规真空炉中常用的橡胶圈、硅胶圈在高温系统的密闭法兰处还要增加冷却措施，避免温度过高造成密封圈烧毁。因为，橡皮圈在微波法兰密封时不能屏蔽微波，因此密封圈的尺寸精度要求很高，如果公差控制不严谨就会在法兰连接处存在间隙，造成打火烧毁橡皮圈，因此，在微波高温真空系统中更倾向采用无氧铜皮或者银皮设置金属密封圈，对于2450MHz 系统，扼流法兰尺寸相对915 MHz 尺寸较小，因此在 2450 MHz 系统馈口密封处，也可以选择扼流密封法兰进行密封。

优选地，为了减少了微波对人体的伤害，进气口3和出气口4与反应腔2侧壁之间设置有金属网。

金属网可以阻隔微波泄露，减少了微波对人体的伤害。另外，在进气口3、出气口4、煤粉入口和煤粉出口处都存在拐角，拐角在微波的作用下，可能会产生微波放电，容易发生危险事故。所以，金属网可以减少事故的发生。

另外，本实用新型实施例还提供了一种防爆微波无极紫外废气处理系统，包括第一方面所述的防爆微波无极紫外废气处理设备。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种防爆微波无极紫外废气处理系统，上面所述的防爆微波无极紫外废气处理设备。其中，一种防爆微波无极紫外废气处理设备，包括：微波源1、反应腔2、进气口3、出气口4、紫外灯5、灯架6、第一过滤腔7和第二过滤腔8，微波源1设置在反应腔2侧壁，进气口3和出气口4分别设置在与微波源1相连接的反应腔2侧壁，紫外灯5和灯架6设置在反应腔2内部，第一过滤腔7和第二过滤腔8分别设置在进气口3和出气口4处。本实用新型减小了设备发生爆炸的可能性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防爆微波无极紫外废气处理设备，其特征在于，包括：微波源、反应腔、进气口、出气口、紫外灯、灯架、第一过滤腔和第二过滤腔，所述微波源设置在反应腔侧壁，所述进气口和所述出气口分别设置在与所述微波源相连接的反应腔侧壁，所述紫外灯和所述灯架设置在所述反应腔内部，所述第一过滤腔和所述第二过滤腔分别设置在所述进气口和所述出气口处。

2.如权利要求1所述的防爆微波无极紫外废气处理设备，其特征在于，所述微波源包括：油冷高压电源、磁控管、波导和微波喇叭，所述波导和所述微波喇叭固定连接，所述磁控管通过所述波导和所述微波喇叭与反应腔相通。

3.如权利要求1所述的防爆微波无极紫外废气处理设备，其特征在于，所述灯架为渔网状灯架，所述紫外灯设置在所述渔网状灯架的网孔内。

4.如权利要求1所述的防爆微波无极紫外废气处理设备，其特征在于，所述灯架为聚四氟板材灯架。

5.如权利要求1所述的防爆微波无极紫外废气处理设备，其特征在于，所述反应腔内壁设置有有机涂层。

6.如权利要求1所述的防爆微波无极紫外废气处理设备，其特征在于，所述反应腔为圆柱体反应腔。

7.如权利要求1所述的防爆微波无极紫外废气处理设备，其特征在于，微波喇叭和反应腔侧壁之间设置有真空密封结构。

8.如权利要求1所述的防爆微波无极紫外废气处理设备，其特征在于，所述进气口和所述出气口与所述反应腔侧壁之间设置有金属网。

9.一种防爆微波无极紫外废气处理系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的防爆微波无极紫外废气处理设备。

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