TWI584863B

TWI584863B - Gas - liquid - solid separator, gas - liquid separator and its equipment for sulfur removal and denitrification

Info

Publication number: TWI584863B
Application number: TW104110590A
Authority: TW
Inventors: Qian-Ning Hong
Priority date: 2014-04-09
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2017-06-01
Also published as: TW201544162A; WO2015154687A1; CN104971575B; CN104971575A

Description

氣液固分離器、氣液分離器及其電漿除硫脫硝設備

本發明涉及工業廢氣淨化領域，特別涉及一種氣液固分離器、氣液分離器及其電漿除硫脫硝設備。

硫化物與氮氧化物的排放是造成大氣污染及酸雨不斷加劇的主要原因。

據國家統計，燃煤電廠的二氧化硫排放量約占二氧化硫總排放量的50%，因此，對硫化物與氮氧化物排放的控制關係到節能減排目標的實現。

為了脫硫脫硝，工業上依然採用傳統的濕法石灰石一石膏法煙氣脫硫技術(CA-WFGD)和氨選擇性催化還原法(NH₃-SCR)，兩種工藝聯合使用可實現同時脫硫脫硝，但兩個系統簡單疊加造成工藝流程和系統複雜，佔用面積大，投資和運行成本高，難以大規模推廣應用，在濕法煙氣脫硫脫硝的過程中，NO_X中含有90%的以上難溶於水的NO，NO在室溫(25℃)下的亨利常數僅為1.94×10^-8mol/L‧Pa，比SO₂低三個數量級，僅通過調控pH和溫度的方法難以顯著提高NO在液相的溶解度，因此嚴重制約著脫硫脫硝的效率。

為了解決上述技術問題，申請公佈號CN101940871A的中國專利公開了一種基於光化學高級氧化的同時脫硫脫硝系統，請結合圖1予以理解，該脫硫脫硝系統(1)包括燃燒器(11)、靜電除塵器(12)、換熱器(13)、噴淋器(14)、霧化噴嘴(15)、紫外燈(16)、循環泵(17)、自添液塔(18)、分離塔(19)和煙囪(110)。

使用時，通過自添液塔(18)的進氣管(111)輸入H₂O₂溶液，利用紫外燈(16)激發的紫外光激發分解H₂O₂，產生具有強氧化性的羥基自由基(OH^-)，進而氧化脫除煙氣中的NO_X與SO₂，反應產物為可資源化利用的硫酸與硝酸溶液，添加氨水後即可生成農業肥料。

為了保證輻射光功率，上述脫硫脫硝系統(1)需要設置多根紫外燈(16)，一方面會在噴淋器(14)內形成風阻，需要多個循環泵(17)抽送氣體，另一方面存在光電轉換效率和吸收效率低的問題，即電能轉化成光能會有能量的損失，光能在穿透含有大量顆粒物的灰黑煙氣被H₂O₂吸收時，又存在光能衰減和吸收不完全的問題，經過光電轉換損耗和吸收時的光能衰減，電能的實際利用率仍較低，並且難以提高。

此外，在熱電廠燃煤過程中，採用不同種類和品質的煤炭(例如褐煤、煙煤或煤粉)以及不同的燃燒條件(是否過氧氣燃燒和燃燒溫度高低)會產生不同中心粒徑的煙灰顆粒。

因此，對不同粒徑煙灰顆粒的篩選也成為脫硫脫硝領域中面臨的技術難題，經過對現有市場調查，發現市場銷售的氣液分離器不能夠依據熱電廠燃煤狀況篩選不同中心粒徑的煙灰顆粒。

本發明人有鑑於上述習知脫硫脫硝系統之實用困難及有待改善之缺失，盼能提供一突破性之設計，以增進實用效果，乃潛心研思、設計組製，綜集其多年從事相關產品設計產銷之專業技術知識與實務經驗及研思設計所得之成果，終研究出本創作一種氣液固分離器、氣液分離器及其電漿除硫脫硝設備，以提供使用者。

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術的氣液分離器不能夠依據燃煤狀況篩選不同中心粒徑的煙灰顆粒的缺陷，提供一種氣液固分離器、氣液分離器及其電漿除硫脫硝設備，該氣液固分離器能夠依據燃煤狀況篩選不同中心粒徑的煙灰顆粒。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種氣液固分離器，其特點在於，該氣液固分離器包括一個圓筒狀的殼體，一個嵌置於該殼體內的濾芯和一個排水閥，該殼體的側面上設置有一個具有法蘭的進氣口和一個具有法蘭的排氣口，該殼體和該濾芯之間形成有旋流風道，該進氣口的軸線和該排氣口的軸線均偏離該殼體的軸心，該進氣口、該旋流風道和該排氣口依次相互連通，該排水閥設置於該殼體的底面且與該旋流風道相互連通，該濾芯包括三個同軸嵌套的柱狀過濾桶，該些柱狀過濾桶從內至外依次為燒結過濾器、內過濾桶和外過濾桶，該內過濾桶和該外過濾桶上均陣列有多個過濾孔，該些過濾孔能夠在該內過濾桶和該外過濾桶相對旋轉時相互對正或錯開。

較佳地，該進氣口設置於該殼體的下部，該排氣口設置於該殼體的上部，該進氣口上設置有測試該進氣口內流體壓力的第一壓力錶，該排氣口上設置有測試該排氣口內流體壓力的第二壓力錶，該內過濾桶上設置有托板，該內過濾桶通過該托板與該燒結過濾器固定連接。

一種氣液分離器，其特點在於，該氣液分離器包括一個圓筒狀的殼體，一個嵌置於該殼體內的濾芯和一個排水閥，該殼體的側面上設置有一個具有法蘭的進氣口和一個具有法蘭的排氣口，該殼體和該濾芯之間形成有旋流風道，該進氣口的軸線和該排氣口的軸線均偏離該殼體的軸心，該進氣口、該旋流風道和該排氣口依次相互連通，該排水閥設置於該殼體的底面且與該旋流風道相互連通，該濾芯包括兩個同軸嵌套的柱狀過濾桶，該些柱狀過濾桶上均陣列有多個過濾孔，該些過濾孔能夠在相對旋轉時相互對正或錯開。

較佳地，該兩個同軸嵌套的柱狀過濾桶分別為一外過濾桶和一個內過濾桶，該內過濾桶嵌套於該外過濾桶內，該外過濾桶上設置有一個螺旋狀的引流板，該引流板用於引導旋流風道內的氣體螺旋運動。

較佳地，該進氣口和該排氣口均設置於該殼體的上部，該外過濾桶的上部設置有擋流板，該擋流板用於將從該進氣口流入的氣體阻擋向該引流板，以便使得該引流板引導該氣體螺旋撞向該濾芯的底部。

較佳地，該內過濾桶內設置有多個環形固定架和多個旋流器，該些旋流器通過該些環形固定架固定於該內過濾桶內，該些旋流器的旋轉方向與該引流板的引流方向相同。

較佳地，該氣液分離器還包括一個碟形的集液過濾器和一個導液管，該殼體、該集液過濾器、該導液管和該排水閥依次相互連通，該集液過濾器上陣列有多個集液過濾孔，該集液過濾器的碟形腔體用於收集煙灰顆粒。

一種電漿除硫脫硝設備，其特點在於，該電漿除硫脫硝設備包括一個供氨系統、如上所述的氣液固分離器和如上所述的氣液分離器，該電漿除硫脫硝設備還包括一個第一氣固分離器、一個氣液分離器、一個第一介質電漿、一個反應罐和一個第二氣固分離器，該氣液固分離器、該第一氣固分離器、該氣液分離器、該第一介質電漿、該反應罐和該第二氣固分離器依次相互連通，該供氨系統與該反應罐相互連通。

較佳地，該電漿除硫脫硝設備還包括一個納米電漿，該氣液分離器、該納米電漿和該第一介質電漿依次相互連通，納米電漿主要起增強自由基濃度的作用，對於排放指標要求較高的工況，可以使用納米電漿。

較佳地，該第一氣固分離器包括第一進氣管道、第二進氣管道、第一排氣管道、第二排氣管道、一個過濾芯子和一個過濾腔，該過濾芯子設置於該過濾腔內，該第一進氣管道用於通過該過濾芯子將流體通向該第一排氣管道，該第二進氣管道用於通過該過濾芯子將流體通向該第二排氣管道，該第一進氣管道和該第二進氣管道相對設置且能夠保持流體的方向相對。

較佳地，該過濾芯子為折疊狀，該過濾腔內設置有多個固定杆，該些固定杆支撐於該過濾芯子的折疊拐角處，以分隔相鄰兩個折疊層。

較佳地，該第一進氣管道、該第二進氣管道、該第一排氣管道和該第二排氣管道均通過一個漸擴部與該過濾腔相互連通，該第一進氣管道的漸擴部和該第二進氣管道的漸擴部用於均布流體和緩解流速，該第一排氣管道的漸擴部和該第二排氣管道的漸擴部用於彙集過濾後的流體，該過濾芯子的相鄰兩個折疊層的夾角為5°至15°。

較佳地，該第一氣固分離器還包括一個具有旋轉分隔板和閘門開關的煙灰暫存腔，該煙灰暫存腔和該過濾腔之間設置有分隔板，該分隔板與該第一氣固分離器的內壁面之間設置有夾縫，該煙灰暫存腔和該過濾腔通過該夾縫相互連通，該閘門開關用於控制該旋轉分隔板轉動以便釋放該煙灰暫存腔內的煙灰顆粒。

較佳地，該第一氣固分離器還包括一個煙灰輸運車，該煙灰輸運車包括一個箱體和設置於該箱體端部的輪子，該煙灰暫存腔通過一個輸料管道與該箱體相互連通。

較佳地，該第一氣固分離器上設置有具有換熱器的第一控溫設備，該換熱器為表面式換熱器或直接接觸式換熱器。

較佳地，該納米電漿的兩側均設置有恒溫控制系統並且形成夾持該納米電漿的結構，該第一介質電漿的兩側均設置有恒溫控制系統並且形成夾持該第一介質電漿的結構。

較佳地，該些恒溫控制系統均包括一個通風罩，該些通風罩均由一個轉接管、一個漸擴管和一個矩形的轉接頭組成。

較佳地，該些轉接頭均包括一個環形的通氣隙，每一通氣隙包括依次相互連通的一個上通氣環道、一個中通氣環道和一個下通氣環道，該些通氣隙用於循環加熱氣體。

較佳地，該些恒溫控制系統還均包括一個溫度控制箱和一個鼓風機，該下通氣環道的排氣口、該鼓風機、該溫度控制箱和該上通氣環道的進氣口依次相互連通。

較佳地，該溫度控制箱內設置有一個加熱器，該溫度控制箱包括有一個具有保溫層的外殼，該保溫層內設置有溫度感測器。

較佳地，該反應罐包括依次相互連通的第一反應腔、顆粒暫存腔和第二反應腔體，該第一反應腔和該第二反應腔體內均設置有多個導流板，該些導流板用於阻擋流體和改變流向，使得流體均勻混合，該反應罐上還設置有與該顆粒暫存腔相互連通的排料閥。

較佳地，該第一反應腔、該顆粒暫存腔和該第二反應腔體的內壁面覆蓋有聚氨基甲酸酯塗層或聚四氟乙烯塗層。

本發明的積極進步效果在於：本發明的氣液固分離器能夠依據燃煤狀況篩選不同中心粒徑的煙灰顆粒，另外，介質電漿和納米電漿對濕度要求較高，況且燃煤電廠的排煙管路均較長，煙道廢氣在管道內輸送的過程中存在吸濕和結露現象，這種現象在冬季尤為明顯，因此對煙道廢氣的乾燥和除濕尤為必要，本發明的氣液固分離器能夠除濕，防止電漿洩露。

為使貴審查委員能更了解本發明之特徵及其功效，茲配合圖式並詳細說明於后。

(1)‧‧‧脫硫脫硝系統

(10)‧‧‧氨氣源

(11)‧‧‧燃燒器

(12)‧‧‧靜電除塵器

(13)‧‧‧換熱器

(14)‧‧‧噴淋器

(15)‧‧‧霧化噴嘴

(16)‧‧‧紫外燈

(17)‧‧‧循環泵

(18)‧‧‧自添液塔

(19)‧‧‧分離塔

(110)‧‧‧煙囪

(111)‧‧‧進氣管

(2)‧‧‧鍋爐

(20)‧‧‧第二介質電漿

(3)‧‧‧氣液固分離器

(31)‧‧‧桶蓋

(32)‧‧‧緊固螺釘

(33)‧‧‧燒結過濾器

(34)‧‧‧內過濾桶

(35)‧‧‧殼體

(36)‧‧‧外過濾桶

(37)‧‧‧第二壓力錶

(38)‧‧‧排水閥

(351)‧‧‧進氣口

(352)‧‧‧排氣口

(4)‧‧‧第一氣固分離器

(41)‧‧‧過濾芯子

(42)‧‧‧固定杆

(43)‧‧‧過濾腔

(44)‧‧‧折疊層

(45)‧‧‧煙灰暫存腔

(46)‧‧‧旋轉分隔板

(47)‧‧‧閘門開關

(48)‧‧‧輸料管道

(49)‧‧‧煙灰輸運車

(410)‧‧‧第一進氣管道

(420)‧‧‧第一排氣管道

(430)‧‧‧第二進氣管道

(440)‧‧‧第二排氣管道

(450)‧‧‧分隔板

(460)‧‧‧漸擴部

(5)‧‧‧氣液分離器

(51)‧‧‧殼體蓋

(52)‧‧‧內過濾桶

(53)‧‧‧外過濾桶

(54)‧‧‧導液管

(55)‧‧‧殼體

(56)‧‧‧集液過濾器

(57)‧‧‧排水閥

(58)‧‧‧固定支腳

(511)‧‧‧連杆

(520)‧‧‧環形固定架

(531)‧‧‧擋流板

(532)‧‧‧引流板

(551)‧‧‧進氣口

(552)‧‧‧排氣口

(560)‧‧‧碟形腔體

(570)‧‧‧蓄水罐

(6)‧‧‧納米電漿

(60)‧‧‧第二恒溫控制系統

(61)‧‧‧通風罩

(62)‧‧‧鼓風機

(63)‧‧‧溫度控制箱

(611)‧‧‧轉接管

(612)‧‧‧漸擴管

(613)‧‧‧轉接頭

(614)‧‧‧上通氣環道

(615)‧‧‧中通氣環道

(616)‧‧‧下通氣環道

(661)‧‧‧外殼

(65)‧‧‧鼓風機

(66)‧‧‧溫度控制箱

(662)‧‧‧溫度感測器

(663)‧‧‧電阻絲式加熱器

(7)‧‧‧第一介質電漿

(70)‧‧‧恒溫控制系統

(8)‧‧‧反應罐

(81)‧‧‧進氣管口

(82)‧‧‧排氣管口

(83)‧‧‧第一反應腔

(84)‧‧‧第二反應腔體

(85)‧‧‧導流板

(86)‧‧‧圓形通孔

(87)‧‧‧排料閥

(88)‧‧‧顆粒暫存腔

(89)‧‧‧集料盒

(9)‧‧‧第二氣固分離器

(90)‧‧‧煙囪

圖1為現有的脫硫脫硝系統的結構示意圖。

圖2為本發明較佳實施例的氣液固分離器的結構示意圖。

圖3為本發明較佳實施例的氣液分離器的結構示意圖。

圖4為圖3的氣液分離器的濾芯的結構示意圖。

圖5為圖3的氣液分離器的內過濾桶的結構示意圖。

圖6為圖3的氣液分離器的集液過濾和排水閥的結構示意圖。

圖7為本發明較佳實施例的第一氣固分離器的結構示意圖。

圖8為本發明較佳實施例的反應罐的結構示意圖。

圖9為本發明較佳實施例的電漿除硫脫硝設備的結構示意圖。

圖10為圖9的電漿除硫脫硝設備的局部結構示意圖。

圖11為圖10中的電漿除硫脫硝設備的通風罩和溫度控制箱的結構示意圖。

圖12為圖11中的溫度控制箱的結構示意圖。

圖13為圖9的電漿除硫脫硝設備的脫硫脫硝效果圖。

下面舉個較佳實施例，並結合附圖來更清楚完整地說明本發明。

本實施例的氣液固分離器的結構如下：

請結合圖2予以理解，本實施例的氣液固分離器(3)包括一個桶蓋(31)、多個緊固螺釘(32)、一個圓筒狀的殼體(35)，一個嵌置於該殼體(35)內的濾芯和一個排水閥(38)，該殼體(35)的側面上設置有一個具有法蘭的進氣口(351)和一個具有法蘭的排氣口(352)，該殼體(35)和該濾芯之間形成有旋流風道，該進氣口(351)的軸線和該排氣口(352)的軸線均偏離該殼體(35)的軸心，該進氣口(351)、該旋流風道和該排氣口(352)依次相互連通，該排水閥(38)設置於該殼體(35)的底部且與該旋流風道相互連通，該濾芯包括三個同軸嵌套的柱狀過濾桶，該些柱狀過濾桶從內至外依次為燒結過濾器(33)、內過濾桶(34)和外過濾桶(36)，該內過濾桶(34)和該外過濾桶(36)上均陣列有多個過濾孔，該些過濾孔能夠在該內過濾桶(34)和該外過濾桶(36)相對旋轉時相互對正或錯開，以便改變過濾孔的有效面積，進而對不同中心粒徑的液滴精細篩選。

該進氣口(351)可以設置於該殼體(35)的下部，該排氣口(352)設置於該殼體(35)的上部，該進氣口(351)上設置有測試其內部流體壓力的第一壓力錶，該排氣口(352)上設置有測試其內部流體壓力的第二壓力錶(37)，該內過濾桶(34)上設置有托板，該內過濾桶(34)通過該托板與該燒結過濾器(33)固定連接，以便於保持兩者相對靜止，進而相對地旋轉該內過濾桶(34)和該外過濾桶(36)，以使得該內過濾桶(34)上的過濾孔和該外過濾桶(36)上的過濾孔相互對正或錯開。

本實施例的氣液分離器的結構如下：

請結合圖3予以理解，本實施例還提供一種氣液分離器(5)，該氣液分離器(5)包括一個具有連杆(511)的殼體蓋(51)、一個內過濾桶(52)、一個外過濾桶(53)、一個導液管(54)、一個圓筒狀的殼體(55)、一個碟形的集液過濾器(56)、一個排水閥(57)和三個固定支腳(58)，該殼體(55)、該集液過濾器(56)、該導液管(54)和該排水閥(57)依次相互連通。

請結合圖3和圖4予以理解，該內過濾桶(52)和該外過濾桶(53)均為表面陣列有多個過濾孔的柱狀過濾桶，該內過濾桶(52)嵌套於該外過濾桶(53)內並且形成濾芯，該些過濾孔能夠在該內過濾桶(52)和該外過濾桶(53)相對旋轉時相互對正或錯開，以便改變過濾孔的有效面積，進而對不同中心粒徑的液滴精細篩選，採用可調孔隙式分離水氣結構，可以使相對濕度降低30%-60%以上，該外過濾桶(53)上設置有一個螺旋狀的引流板(532)，該引流板(532)用於引導旋流風道內的氣體螺旋運動。

請結合圖3予以理解，該殼體(55)的側面上設置有一個具有法蘭的進氣口(551)和一個具有法蘭的排氣口(552)，該進氣口(551)和該排氣口(552)均設置於該殼體(55)的上部，該殼體(55)和該濾芯之間形成有旋流風道，該進氣口(551)的軸線和該排氣口(552)的軸線均偏離該殼體(55)的軸心，該進氣口(551)、該旋流風道和該排氣口(552)依次相互連通。

該外過濾桶(53)的上部設置有擋流板(531)，該擋流板(531)用於將從該進氣口(551)流入的氣體阻擋向該引流板(532)，以便使得該引流板(532)引導該氣體螺旋撞向該濾芯的底部。

請結合圖5予以理解，該內過濾桶(52)內設置有多個環形固定架(520)和多個旋流器(圖中未示出)，該些旋流器通過該些環形固定架(520)固定於該內過濾桶內，該些旋流器的旋轉方向與該引流板(532)的引流方向相同。

請結合圖6予以理解，該集液過濾器(56)上陣列有多個集液過濾孔，該集液過濾器(56)的碟形腔體(560)用於收集煙灰顆粒，該排水閥(57)的蓄水罐(570)能夠儲存過濾後的廢水。

本實施例的第一氣固分離器的結構如下：

請結合圖7予以理解，本實施例還提供一種第一氣固分離器(4)，該第一氣固分離器(4)包括第一進氣管道(410)、第二進氣管道(430)、第一排氣管道(420)、第二排氣管道(440)、一個過濾芯子(41)和一個過濾腔(43)，該過濾芯子(41)設置於該過濾腔(43)內，該第一進氣管道(410)用於通過該過濾芯子(41)將流體通向該第一排氣管道(420)，該第二進氣管道(430)用於通過該過濾芯子(41)將流體通向該第二排氣管道(440)，該第一進氣管道(410)和該第二進氣管道(430)相對設置且能夠保持流體的流動方向相對。

該過濾芯子(41)為折疊狀，該過濾腔(43)內設置有多個固定杆(42)，該些固定杆(42)支撐於該過濾芯子(41)的折疊拐角處，以分隔相鄰兩個折疊層(44)，製作時，相鄰兩個折疊層(44)之間最好形成5°至15°的夾角。

該第一進氣管道(410)、該第二進氣管道(430)、該第一排氣管道(420)和該第二排氣管道(440)均通過一個漸擴部(460)與該過濾腔(43)相互連通，漸擴部(460)的外輪廓可以為圓臺狀或喇叭狀，該第一進氣管道(410)的漸擴部(460)和該第二進氣管道(430)的漸擴部(460)用於均布流體和緩解流速，該第一排氣管道(420)的漸擴部(460)和該第二排氣管道(440)的漸擴部(460)用於彙集過濾後的流體。

該第一氣固分離器(4)還包括一個具有旋轉分隔板(46)和閘門開關(47)的煙灰暫存腔(45)，該煙灰暫存腔(45)和該過濾腔(43)之間設置有分隔板(450)，該分隔板(450)與該第一氣固分離器(4)的內壁面之間設置有夾縫，該煙灰暫存腔(45)和該過濾腔(43)通過該夾縫相互連通，該閘門開關(47)用於控制該旋轉分隔板(46)轉動以便釋放該煙灰暫存腔(45)內的煙灰顆粒。

該第一氣固分離器(4)還包括一個煙灰輸運車(49)，該煙灰輸運車(49)包括一個箱體和設置於該箱體端部的輪子，該煙灰暫存腔(45)通過一個輸料管道(48)與該箱體相互連通，以便將煙灰顆粒輸送至該煙灰輸運車(49)，避免了直接向塑膠袋灌裝煙灰過程中引起煙灰飛揚，對清潔人員眼腈造成損傷以及對外界環境造成污染，收集的煙灰顆粒可以作為化工原料應用(例如，製作黑色鞋油或橡膠輪胎)。

另外，該第一氣固分離器(4)上設置有具有換熱器(13)的第一控溫設備，該換熱器(13)為表面式換熱器或直接接觸式換熱器，以便降低煙道廢氣的溫度。

本實施例的反應罐的結構如下：

請結合圖8予以理解，本實施例還提供一種反應罐(8)，該反應罐(8)包括依次相互連通的進氣管口(81)、第一反應腔(83)、顆粒暫存腔(88)和第二反應腔體(84)和排氣管口(82)，具體上可以在第一反應腔(83)和第二反應腔體(84)的下分隔板上開設圓形通孔(86)，該第一反應腔(83)和該第二反應腔體(84)內均設置有多個導流板(85)，該些導流板(85)用於阻擋流體和改變流向，使得流體均勻混合，該反應罐(8)上還設置有與該顆粒暫存腔(88)相互連通的排料閥(87)，該反應罐(8)還包括一個集料盒(89)，該集料盒(89)用於收集該排料閥(87)排出的化肥顆粒。

該第一反應腔(83)、該顆粒暫存腔(88)和該第二反應腔體(84)的內壁面均塗覆有聚氨基甲酸酯(簡稱聚氨酯，polyurethane)塗層或聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)塗層，研發人員發現反應腔的內壁面塗覆聚氨酯或聚四氟乙烯後，合成的化肥顆粒不會與反應腔的內壁面吸附或粘連，並且容易結晶形成0.2-5毫米粒徑的化肥顆粒，大顆粒的化肥顆粒會自動掉落到顆粒暫存腔(88)，方便收集，較小顆粒硫酸銨與硝酸銨可以使用第二氣固分離器(9)予以分離收集。

本實施例的電漿除硫脫硝設備的結構如下：

請結合圖9予以理解，本實施例的電漿除硫脫硝設備包括一個供氨系統、如上所述的氣液固分離器(3)、如上所述的第一氣固分離器(4)、如上所述的氣液分離器(5)以及如上所述的反應罐(8)，該電漿除硫脫硝設備還包括一個納米電漿(6)、一個第一介質電漿(7)、一個第二氣固分離器(9)和一個煙囪(90)，該氣液固分離器(3)、該第一氣固分離器(4)、該氣液分離器(5)，該納米電漿(6)、該第一介質電漿(7)、該反應罐(8)、該第二氣固分離器(9)和該煙囪(90)依次相互連通，該供氨系統與該反應罐(8)相互連通，以便向該反應罐(8)內通入氨氣，圖9僅示意性地給出了燃煤電廠鍋爐(2)，實際上的鍋爐(2)體積較為龐大，圖10給出了第一氣固分離器(4)與氣液固分離器(3)和氣液分離器(5)的管道連接結構。

請再次結合圖9予以理解，具體上，該供氨系統包括一個氨氣源(10)和第二介質電漿(20)，該氨氣源(10)可以為氨氣瓶或合成氨氣的裝置，該第二介質電漿(20)用於使得氨氣分子吸附電荷，並且將吸附有電荷的氨氣分子供應至該反應罐(8)內。

該納米電漿(6)的兩側均設置有恒溫控制系統(70)並且形成夾持該納米電漿(6)的結構，該第一介質電漿(7)的兩側均設置有恒溫控制系統(70)並且形成夾持該第一介質電漿(7)的結構，夾層結構在龐大的電漿系統中的採用，使得升溫速度加快並且控溫更加精確，便於將反應溫度維持在65℃至70℃範圍內，提高了電離效率。

上述四個恒溫控制系統(70)結構相同，故僅以第二恒溫控制系統(60)為例講解，請結合圖11予以理解，實際製作時，第二恒溫控制系統(60)包括一個通風罩(61)、一個鼓風機(62)和一個溫度控制箱(63)。

該通風罩(61)由一個轉接管(611)、一個漸擴管(612)和一個矩形的轉接頭(613)組成，該轉接頭(613)均包括一個環形的通氣隙，通氣隙包括依次相互連通的一個上通氣環道(614)、一個中通氣環道(615)和一個下通氣環道(616)，該通氣隙用於循環加熱氣體。該下通氣環道(616)的進氣口、該鼓風機(62)、該溫度控制箱(63)和該上通氣環道(614)的排氣口依次相互連通。

請結合圖12予以理解，該溫度控制箱(66)包括有一個具有保溫層的外殼(661)，該外殼(661)內設置有一個電阻絲式加熱器(663)，該保溫層內設置有溫度感測器(662)，該鼓風機(65)用於向該外殼(661)的內腔體抽送氣體。

本實施例的氣液固分離器和電漿除硫脫硝設備的工作原理如下：

請結合圖9予以理解，使用時，鍋爐(2)廢氣依次流經該氣液固分離器(3)、該第一氣固分離器(4)、該氣液分離器(5)，該納米電漿(6)、該第一介質電漿(7)、該反應罐(8)、該第二氣固分離器(9)和該煙囪(90)而排放至外界環境。

在該氣液固分離器(3)內，對鍋爐(2)廢氣中的水分和煙灰顆粒進行初次過濾，表1給出了氣液固分離器(3)對不同粒徑顆粒的捕獲效率。

由上表1的數據可知：該氣液固分離器(3)對粒徑為10微米以上的灰塵顆粒靜電除塵效果明顯。

在該第一氣固分離器(4)內，對鍋爐(2)廢氣中的水分和煙灰顆粒進行再次過濾，該第一氣固分離器(4)(亦稱為不銹鋼網過濾器)採用2.5微米的不銹鋼過濾網作為濾芯，取得了較高的分離效果，不誘鋼網過濾器經設計可以每天反覆沖洗，不怕熱，每半年保養一次，節能省電，徹底解決PM2.5不達標問題，表2給出了第一氣固分離器(4)對不同粒徑顆粒的捕獲效率。

由上表2的數據可知：該第一氣固分離器(4)對粒徑為2.5微米以上的灰塵顆粒靜電除塵效果明顯。

工業實施結果表明，依據該氣液固分離器(3)和該第一氣固分離器(4)對不同粒徑灰塵顆粒的處理優勢，通過級聯該氣液固分離器(3)和該第一氣固分離器(4)，粒徑大於10um的顆粒分離率幾乎達到100%，粒徑大於2.5um的顆粒分離率達到80%以上，雙重過濾處理方式能夠將煙灰顆粒的含量控制在PM2.5的排放標準(低於0.075毫克/立方米)範圍內。

因此，經過氣液固分離器(3)和第一氣固分離器(4)雙重除塵處理後的廢氣體，在粉塵含量方面，完全能夠滿足蘇州旺德科技有限公司生產的納米電漿(6)和第一介質電漿(7)對相對濕度(RH)不能高於65%的要求，因此不會對電漿造成損壞。

另外，該第一氣固分離器(4)中換熱器(13)還能夠將鍋爐(2)廢氣(100℃至200℃)降溫至45℃至80℃，以避免氣體溫度過高會對該納米電漿(6)和該第一介質電漿(7)造成損傷，以及影響除硫脫硝的效率(除硫、脫硝熱化學反應對溫度要求嚴格)。

在該氣液分離器(5)內，請同時結合圖3予以理解，含有水汽的鍋爐(2)廢氣依次通過該進氣口(551)、該旋流風道後、該內過濾桶(52)的腔體後，由該排氣口(552)排出，由於該進氣口(551)的軸線偏離該殼體(55)的軸心，因此鍋爐(2)廢氣會在該旋流風道內形成渦流，水汽凝結成水珠並在離心力的作用下甩向該殼體(55)的內壁面，在打開排水閥(57)後可以將積水放掉，乾燥的鍋爐(2)廢氣透過該濾芯，並經該排氣口(552)排出。

該擋流板(531)起到反射流體的作用，將從該進氣口流入的氣體阻擋向該引流板(532)，以便使得該引流板(532)引導該氣體螺旋運動並撞向該濾芯的底部。雖然進氣口(551)和排氣口(552)均設置於該殼體(55)的上部，然而經過擋流板(531)和引流板(532)的協同作用後，鍋爐(2)廢氣能夠在濾芯的軸向上得到均布，因此濾芯的過濾功能得以有效地使用。

使用引流板(532)螺旋導流的另一個好處是，氣流不僅受到徑向的離心力，而且還受到軸向的引導力，使得水汽快速凝結成水珠並斜向下均勻地甩向殼體(55)的內壁面，避免了僅僅甩向殼體(55)的內壁面的上部，而導致受衝擊力不均的問題(噪音過大)。

依據熱電廠燃煤狀況的不同，可以相對地旋轉該內過濾桶(52)和該外過濾桶(53)，以便改變過濾孔的有效面積，進而對不同中心粒徑的液滴精細篩選，實驗發現，在熱電廠使用褐煤時，可以將濾孔的有效半徑設置在10微米至15微米，在旋流速度大於25米/秒的條件下，可以去除廢氣中85%以上的水分，旋流速度的提升可以使用該內過濾桶(52) 內的旋流器，並且要確保該些旋流器的旋轉方向與該引流板(532)的引流方向相同。

請結合圖6予以理解，碟形的集液過濾器(56)上陣列的集液過濾孔能夠彙集積液，並將煙灰顆粒收集於碟形腔體(560)內，避免了直接將鍋爐(2)積液排放至外界環境引發水質污染，由排水閥(57)排放的達標的積水。

請結合圖11予以理解，在該通風罩(61)內，混合氣體通過轉接管(611)甩向漸擴管(612)，以便實現氣體均布，該些通氣隙用於循環加熱氣體，通過下通氣環道(616)、中通氣環道(615)和上通氣環道(614)的依次加熱，可以將混合氣體的溫度維持在65℃至70℃。該鼓風機(62)用於給加熱氣體提供循環動力，以便於維持加熱氣體的旋轉，該電阻絲式加熱器(663)用於電加熱循環氣體，以便將加熱氣體的溫度維持在70℃。本實施例給出了電阻絲式加熱器(663)，實際生產時，還可以採用氣體換熱器或水加熱器。

請結合圖9予以理解，在該納米電漿(6)和該第一介質電漿(7)內，脫硫和脫硝過程的主要化學反應為：H₂O+e→H⁺+OH^- O₂+e→2O^- O₂+O^-→O₃ O+H₂O→OH^-+OH^- H+O₂→HO₂ ^3-

經過納米電漿(6)和第一介質電漿(7)的高壓放電反應，產生大量的的O^-、O₃、OH^-、HO₂ ^3-自由基。

SO₂+O^-→SO₃ SO₃+H₂O→H₂SO₄ SO₂+OH^-→HSO₃ ^- HSO₃ ^-+OH^-→H₂SO₄

同理，還會產生硝酸，請結合圖9予以理解，該氨氣源(10)和該第二介質電漿(20)能夠將吸附有電荷的氨氣分子供應至該反應罐(8)內，該氨氣源(10)的排氣管道上設置有流量閥，能夠調節氨氣的注入流量接近化學反應的計量，在該反應罐(8)內發生以下化學反應：H₂SO₄+2NH₃→(NH₄)₂SO₄ HNO₃+NH₃→NH₄NO₃

為了測試NO_X的濃度、SO₂的濃度、鍋爐(2)廢氣流量、電漿電壓對NO_X脫除率、SO₂脫除率和能耗的影響，因此進行了除硫脫硝實驗：

實驗時控制鍋爐(2)廢氣流量為40L/H，改變納米電漿(6)和第一介質電漿(7)的總功率(電壓控制在36KV)，實驗結果如圖13所示，通過實驗可知，NO_X和SO₂的脫除率和能耗並非為線性關係，在煤化工企業內，電功率控制在50W就可以去除90%以上的NO_X和SO₂，此時平均能耗僅為1.25W/L，另外還可以將電漿電壓調高至100KV至150KV以便獲得更好的脫硫脫硝效果。

本實施例的氣液固分離器和電漿除硫脫硝設備具有以下技術效果：

第一、本發明的氣液固分離器(3)能夠依據燃煤狀況篩選不同中心粒徑的煙灰顆粒，具體上，依據熱電廠燃煤狀況的不同，可以相對地旋轉該內過濾桶(34)和該外過濾桶(36)，以便改變過濾孔的有效面積，進而對不同中心粒徑的液滴精細篩選。

第二、旋流風道利用原有流體的動能，旋轉離心水分，旋流風速可以通過第一壓力錶和第二壓力錶(37)測量，由於該進氣口設置於該殼體(35)的下部，該排氣口設置於該殼體(35)的上部，在旋流的過程中，水珠和煙道廢氣在該外過濾桶(36)的中部分離，水珠在重力和離心力的作用下斜向下甩向該殼體(35)的內壁面，並沿著該殼體(35)的內壁面彙聚到該殼體(35)的底部，煙道廢氣旋流上升並且依次透過該外過濾桶(36)、該內過濾桶(34)和該燒結過濾器(33)，該外過濾桶(36)和該內過濾桶(34)形成的過濾孔，能夠對液滴精細篩選，該燒結過濾器(33)能夠吸附煙道廢氣中的煙灰顆粒，實現對煙灰顆粒的粗過濾。

第三、能夠正反輪換過濾煙灰顆粒，請結合圖7予以理解，在第一時間，打開該第一進氣管道(410)和該第一排氣管道(420)上的閥門，關閉該第二進氣管道(430)和該第二排氣管道(440)上的閥門，使得煙道廢氣沿著第一方向吹向該過濾芯子(41)，在第二時間，關閉該第一進氣管道(410)和該第一排氣管道(420)上的閥門，打開該第二進氣管道(430)和該第二排氣管道(440)上的閥門，使得煙道廢氣沿著第二方向吹向該過濾芯子(41)，正反輪換過濾煙灰顆粒的優點在於，沿著第一方向吹向並且嵌入該過濾芯子(41)的折疊拐角處的煙灰顆粒，在第二方向的風力作用下，被吹出且重新過濾，經過正反方向交互輪回過濾，避免了煙灰顆粒嵌入折疊拐角形成結垢的問題。

第四、過濾效果優異且能夠自動檢測，請繼續結合圖7予以理解，鑒於該過濾芯子(41)的相鄰兩個折疊層(44)的夾角為5°至15°，煙道廢氣能夠有效地吹向相鄰兩個折疊層(44)之間的夾縫，並且具有垂直於折疊層(44)的分力，便於煙灰顆粒的分離，過濾後的煙灰顆粒落入煙灰暫存腔(45)，由於煙灰暫存腔(45)分為兩個並列的煙灰暫存區域，在正反輪換過濾煙灰顆粒的工況下，兩個煙灰暫存區域的煤灰量基本保持相等，若存在煤灰量相差較大的情況，則可以判斷煤灰過濾通道出現故障。

第五、混合均勻且合成反應充分，該些導流板(85)能夠阻擋流體和改變流向，使得流體均勻混合，另外還延長了氣體路徑，以便於合成反應充分進行，化肥顆粒合成後會沿著傾斜設置的導流板(85)滾落並掉入該顆粒暫存腔(88)，在使用聚氨基甲酸酯塗層或聚四氟乙烯塗層後發現，化肥顆粒不會吸附或粘連於反應腔體和反應罐(8)的內壁面。

第六、升溫速度快且控溫精確，該納米電漿(6)的兩側和該第一介質電漿(7)的兩側均設置有恒溫控制系統(70)，恒溫控制系統(70)設置於兩側，納米電漿(6)和第一介質電漿(7)夾設于中間，形成夾層結構，升溫速度快且控溫精確，便於將反應溫度維持在65℃至70℃的範圍。

第七、該電漿除硫脫硝設備不僅能源利用效率高而且除硫脫硝效率強，鑒於該納米電漿(6)電壓和該第一介質電漿(7)能夠產生10KV-200KV的高壓電，電漿內部的高壓電極能夠瞬間將油煙廢氣中的分子電離成游離狀態的離子，因而能源利用效率高而且除硫脫硝效率強，電漿內部的觸媒塗層能夠引導該些游離狀態的離子發生化學反應，因此沒有臭氧產生，另外，能耗僅為其他除硫脫硝設備的幾十分之一至百分之一。

第八、該電漿除硫脫硝設備採用模組化堆疊設計，具有體積較小、結構緊湊和擴展能力強的優點，例如，多個第一介質電漿(7)能夠橫向堆疊成第一介質電漿單元，多個第一介質電漿單元橫向堆疊成第一介質電漿模組，多個第一介質電漿模組縱向堆疊成電漿除硫脫硝設備，因此具有體積較小、結構緊湊和擴展能力強的優點。

第九、多層絕緣且防止漏電，每一第一介質電漿(7)的外表面採用聚氯乙烯材料進行絕緣，在第一介質電漿(7)橫向堆疊成第一介質電漿單元後，每一第一介質電漿單元的外表面採用聚氯乙烯材料進行絕緣，在第一介質電漿單元橫向堆疊成第一介質電漿模組後，每一第一介質電漿模組的外表面採用聚氯乙烯材料進行絕緣，因此多層絕緣，能夠防止電漿外漏，達到省電和安全的目的。

雖然以上描述了本發明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護範圍是由所附申請專利範圍限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護範圍。