專利名稱:一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，包括水平設(shè)置且相連的煙氣進(jìn)口、等離子體發(fā)生器、等離子體余暉區(qū)和氣體出口，等離子體發(fā)生器包括氣體通道、等離子體發(fā)生正電極和等離子體發(fā)生負(fù)電極，等離子體發(fā)生正電極包括正極接線柱和正極板，等離子體發(fā)生負(fù)電極包括負(fù)極接線柱和負(fù)極板，正極板和負(fù)極板均豎直設(shè)置在氣體通道內(nèi)，正極接線柱與正極板連接，負(fù)極接線柱與負(fù)極板連接，氣體通道內(nèi)安裝有催化劑填充床，催化劑填充床內(nèi)固定有等離子體催化劑載體，等離子體余暉區(qū)包括余暉區(qū)通道，余暉區(qū)通道內(nèi)固定有余暉區(qū)催化劑載體。本實用新型增加了等離子體和催化劑與煙氣反應(yīng)時間，提高了脫硝過程中催化劑的催化劑效果，進(jìn)而提高了脫硝效果。
【專利說明】一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種等離子體脫硝裝置，尤其是涉及一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]等離子體脫硝是80年代發(fā)展起來的空氣污染物處理方式，是作為繼干法、半干法、濕法等經(jīng)典脫硝方法之后的一個全新的高科技脫硝方式，它相對于傳統(tǒng)方法來說具有其投資少、占地面積小、運行費用低、工藝過程為干式、不會腐蝕設(shè)備、沒有二次污染等獨具的特點，已經(jīng)成為國際上公認(rèn)的具有極大市場潛力和良好應(yīng)用前景的煙氣脫硝新方式。
[0003]等離子體是一種由高能電子和離子組成的粒子系，脫硝過程主要應(yīng)用電暈放電等離子體。當(dāng)尾氣通過等離子場時，氣體分子(n2、o2、h2o等)就被高能電子電離，形成各種自由基和活性粒子，這些活性粒子進(jìn)而與NOx分子反應(yīng)，生成易于分離的物質(zhì)，達(dá)到脫除的目的。當(dāng)將催化劑置入等離子場時，等離子體就會和催化劑產(chǎn)生強(qiáng)相互作用，高能粒子轟擊催化劑表面，催化劑顆粒被極化并在表面形成場強(qiáng)加強(qiáng)區(qū)；另外，由于催化劑載體對NOx有一定的吸附能力，在其表面形成富集區(qū)，這樣就會在等離子場和催化作用下迅速發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)，利于脫除。
[0004]現(xiàn)有帶催化劑的等離子體脫硝裝置主要存在以下缺點:(I)氣流方向與電場方向垂直，氣流流速過大會使等離子體不能留在具有較高催化的區(qū)域內(nèi)，氣流過低不能使氣體與等離子體充分反應(yīng)，去除效率低；(2)氣體經(jīng)等離子體發(fā)生區(qū)后，直接進(jìn)入氣體出氣口，浪費一部分的等離子體，未得到充分利用；(3)未將催化劑載體固定，使得催化效果發(fā)生不均勻，脫硝效率降低。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、使用操作方便且使用效果好，能有效增加等離子體和催化劑與煙氣反應(yīng)時間，提高了脫硝過程中催化劑的催化劑效果，進(jìn)而提高了脫硝效率和脫硝程度。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:包括水平設(shè)置且依次連通的煙氣進(jìn)口、等離子體發(fā)生器、等離子體余暉區(qū)和氣體出口，所述等離子體發(fā)生器包括氣體通道、等離子體發(fā)生正電極和等離子體發(fā)生負(fù)電極，所述等離子體發(fā)生正電極包括正極接線柱和正極板，所述等離子體發(fā)生負(fù)電極包括負(fù)極接線柱和負(fù)極板，所述正極板和負(fù)極板均豎直設(shè)置在氣體通道內(nèi)，所述正極板設(shè)置在靠近煙氣進(jìn)口處，所述負(fù)極板設(shè)置在靠近等離子體余暉區(qū)處，所述正極接線柱的一端豎直伸入氣體通道內(nèi)且與正極板的頂部連接，所述負(fù)極接線柱的一端豎直伸入氣體通道且與負(fù)極板的頂部連接，所述氣體通道內(nèi)安裝有催化劑填充床，所述催化劑填充床位于正極板與負(fù)極板之間，所述催化劑填充床內(nèi)固定有等離子體催化劑載體，所述氣體通道的一端與煙氣進(jìn)口連接，所述等離子體余暉區(qū)包括余暉區(qū)通道，所述余暉區(qū)通道與氣體通道的另一端連接，所述余暉區(qū)通道內(nèi)固定有余暉區(qū)催化劑載體。
[0007]上述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述煙氣進(jìn)口的形狀為漏斗狀，所述煙氣進(jìn)口的大端與氣體通道連接。
[0008]上述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述正極板的內(nèi)側(cè)固定有金屬針，所述金屬針的數(shù)量為多根，多根金屬針均勻布設(shè)。
[0009]上述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述負(fù)極板上開有通孔，所述通孔的數(shù)量為多個，多個通孔均勻布設(shè)。
[0010]上述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述余暉區(qū)通道的形狀為錐形，所述余暉區(qū)通道的大端與氣體通道連接，所述余暉區(qū)通道的小端與氣體出口連接。
[0011]上述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述催化劑填充床為空心管，所述催化劑填充床水平設(shè)置。
[0012]上述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述等離子體催化劑載體的數(shù)量為多個，多個所述等離子體催化劑載體均勻布設(shè)，所述等離子體催化劑載體的形狀為球形。
[0013]上述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述等離子體催化劑載體和余暉區(qū)催化劑載體均為多孔陶瓷載體。
[0014]上述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述氣體通道和余暉區(qū)通道均為石英管。
[0015]上述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述正極板和負(fù)極板均為金屬板。
[0016]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0017]1、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、使用操作方便且使用效果好。
[0018]2、本實用新型由于煙氣進(jìn)口的形狀為漏斗狀，所以氣體進(jìn)入等離子體發(fā)生器后流速減慢，保證了等離子體與煙氣的接觸時間，提高了脫硝效率。
[0019]3、本實用新型增加了等離子體余暉區(qū)，利用壽命長的等離子體和催化劑與氣體進(jìn)一步作用，提高了脫硝效率。
[0020]4、本實用新型電場方向與氣體流動方向一致，增加了等離子體與氣體的接觸面積，從而提尚了脫硝效率。
[0021]5、本實用新型正極板為實心板，氣體從周圍進(jìn)入催化劑填充床中，先緩后急又緩，使得充分與等離子體反應(yīng)，在催化劑下又提高脫硝效率，負(fù)極板上開有通孔，使得未反應(yīng)的長壽命的等離子體進(jìn)入等離子體余暉區(qū)進(jìn)行反應(yīng)。
[0022]6、本實用新型等離子體催化劑載體固定在催化劑填充床內(nèi)，使得催化效果均勻，脫硝效率高。
[0023]下面通過附圖和實施例，對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【附圖說明】

[0024]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本實用新型氣體通道、等離子體發(fā)生正電極和金屬針的位置關(guān)系示意圖。
[0026]圖3為本實用新型氣體通道和等離子體發(fā)生負(fù)電極的位置關(guān)系示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記說明:
[0028]I一煙氣進(jìn)口 ；2-1—正極接線柱；2-2—正極板；
[0029]3—金屬針；4一催化劑填充床；5—等離子體催化劑載體；
[0030]6-1—負(fù)極接線柱；6-2—負(fù)極板；7—余暉區(qū)通道；
[0031]7-1 —余暉區(qū)催化劑載體；8—氣體出口；9一氣體通道；
[0032]10—通孔。

【具體實施方式】
[0033]如圖1至圖3所示，本實用新型包括水平設(shè)置且依次連通的煙氣進(jìn)口 1、等離子體發(fā)生器、等離子體余暉區(qū)和氣體出口 8，所述等離子體發(fā)生器包括氣體通道9、等離子體發(fā)生正電極和等離子體發(fā)生負(fù)電極，所述等離子體發(fā)生正電極包括正極接線柱2-1和正極板2-2，所述等離子體發(fā)生負(fù)電極包括負(fù)極接線柱6-1和負(fù)極板6-2，所述正極板2-2和負(fù)極板6-2均豎直設(shè)置在氣體通道9內(nèi)，所述正極板2-2設(shè)置在靠近煙氣進(jìn)口 I處，所述負(fù)極板6-2設(shè)置在靠近等離子體余暉區(qū)處，所述正極接線柱2-1的一端豎直伸入氣體通道9內(nèi)且與正極板2-2的頂部連接，所述負(fù)極接線柱6-1的一端豎直伸入氣體通道9且與負(fù)極板6-2的頂部連接，所述氣體通道9內(nèi)安裝有催化劑填充床4，所述催化劑填充床4位于正極板2-2與負(fù)極板6-2之間，所述催化劑填充床4內(nèi)固定有等離子體催化劑載體5，所述氣體通道9的一端與煙氣進(jìn)口 I連接，所述等離子體余暉區(qū)包括余暉區(qū)通道7，所述余暉區(qū)通道7與氣體通道9的另一端連接，所述余暉區(qū)通道7內(nèi)固定有余暉區(qū)催化劑載體7-1。
[0034]如圖1所示，所述煙氣進(jìn)口 I的形狀為漏斗狀，利于進(jìn)入的煙氣流速下降使大粉塵顆粒下落，增加煙氣進(jìn)口中的氣體相互攪動；所述煙氣進(jìn)口 I的大端與氣體通道9連接。
[0035]如圖1和圖2所示，所述正極板2-2的內(nèi)側(cè)固定有金屬針3，增加了放電機(jī)率，降低了電源能耗；所述金屬針3的數(shù)量為多根，多根金屬針3均勻布設(shè)。
[0036]如圖3所示，所述負(fù)極板6-2上開有通孔10，增加了氣體的流通性，所述通孔10的數(shù)量為多個，多個通孔10均勻布設(shè)。
[0037]如圖1所示，所述余暉區(qū)通道7的形狀為錐形，所述余暉區(qū)通道7的大端與氣體通道9連接，所述余暉區(qū)通道7的小端與氣體出口 8連接。
[0038]如圖1所示，所述催化劑填充床4為空心管，所述催化劑填充床4水平設(shè)置。
[0039]如圖1所示，所述等離子體催化劑載體5的數(shù)量為多個，多個所述等離子體催化劑載體5均勻布設(shè)，所述等離子體催化劑載體5的形狀為球形，比表面積大，利于安裝在其上的等離子體催化劑作用。
[0040]本實施例中，所述等離子體催化劑載體5和余暉區(qū)催化劑載體7-1均為多孔陶瓷載體。
[0041]本實施例中，所述氣體通道9和余暉區(qū)通道7均為石英管，耐高溫性能好。
[0042]本實施例中，所述正極板2-2和負(fù)極板6-2均為金屬板。
[0043]本實用新型的工作原理為:使用時，在等離子體催化劑載體5內(nèi)填充等離子體催化劑(如Fe2O3),在余暉區(qū)催化劑載體7-1內(nèi)填充余暉區(qū)催化劑(如CuO)。煙氣從煙氣進(jìn)口 I進(jìn)入等離子體發(fā)生器，由于煙氣進(jìn)口 I為漏斗狀，所以煙氣流速會急劇下降，此時煙氣進(jìn)口 I中的氣體會相互攪動，由于氣體流速急劇下降，所以煙氣中的一些大顆粒會落下來，起到一定的除塵作用。煙氣進(jìn)口 I的氣體會通過氣體通道9與正極板2-2之間的空隙進(jìn)入催化劑填充床4，增加了氣體的流速，充分與氣體通道9內(nèi)的等離子體在催化劑的作用下反應(yīng)。通了高壓的電極擊穿空氣，產(chǎn)生尖端放電，產(chǎn)生具有高能量的等離子體，這些等離子體在氣體進(jìn)入時與氣體進(jìn)行混合在催化劑的作用下進(jìn)行氧化氣體中的N0X，因氣體通道9的流通面積比煙氣進(jìn)口 I的流通要小很多，此時氣體的流速急劇增加，對在催化劑填充床4中的氣體進(jìn)行攪動，使得氣體與等離子體充分接觸，這些氣體在催化劑載體4中與催化劑結(jié)合并發(fā)生反應(yīng)，催化劑載體4具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。通過催化劑填充床4的氣體攜帶有長壽命的等離子體，等離子體經(jīng)負(fù)極板6-2進(jìn)入等離子體余暉區(qū)，進(jìn)入等離子體余暉區(qū)的氣體在余暉區(qū)催化劑和等離子體的相互協(xié)同作用下進(jìn)行反應(yīng)，提高了脫硝效率。
[0044]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:包括水平設(shè)置且依次連通的煙氣進(jìn)口(I)、等離子體發(fā)生器、等離子體余暉區(qū)和氣體出口(8)，所述等離子體發(fā)生器包括氣體通道(9)、等離子體發(fā)生正電極和等離子體發(fā)生負(fù)電極，所述等離子體發(fā)生正電極包括正極接線柱(2-1)和正極板(2-2)，所述等離子體發(fā)生負(fù)電極包括負(fù)極接線柱(6-1)和負(fù)極板(6-2)，所述正極板(2-2)和負(fù)極板(6-2)均豎直設(shè)置在氣體通道(9)內(nèi)，所述正極板(2_2)設(shè)置在靠近煙氣進(jìn)口(I)處，所述負(fù)極板(6-2)設(shè)置在靠近等離子體余暉區(qū)處，所述正極接線柱(2-1)的一端豎直伸入氣體通道(9)內(nèi)且與正極板(2-2)的頂部連接，所述負(fù)極接線柱(6-1)的一端豎直伸入氣體通道(9)且與負(fù)極板(6-2)的頂部連接，所述氣體通道(9)內(nèi)安裝有催化劑填充床(4)，所述催化劑填充床(4)位于正極板(2-2)與負(fù)極板(6-2)之間，所述催化劑填充床(4)內(nèi)固定有等離子體催化劑載體(5)，所述氣體通道(9)的一端與煙氣進(jìn)口(I)連接，所述等離子體余暉區(qū)包括余暉區(qū)通道(7)，所述余暉區(qū)通道(7)與氣體通道(9)的另一端連接，所述余暉區(qū)通道(7)內(nèi)固定有余暉區(qū)催化劑載體(7-1)。2.按照權(quán)利要求1所述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述煙氣進(jìn)口(I)的形狀為漏斗狀，所述煙氣進(jìn)口(I)的大端與氣體通道(9)連接。3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述正極板(2-2)的內(nèi)側(cè)固定有金屬針(3)，所述金屬針(3)的數(shù)量為多根，多根金屬針(3)均勻布設(shè)。4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述負(fù)極板(6-2)上開有通孔(10)，所述通孔(10)的數(shù)量為多個，多個通孔(10)均勻布設(shè)。5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述余暉區(qū)通道(7)的形狀為錐形，所述余暉區(qū)通道(7)的大端與氣體通道(9)連接，所述余暉區(qū)通道(7)的小端與氣體出口(8)連接。6.按照權(quán)利要求1或2所述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述催化劑填充床(4)為空心管，所述催化劑填充床(4)水平設(shè)置。7.按照權(quán)利要求1或2所述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述等離子體催化劑載體(5)的數(shù)量為多個，多個所述等離子體催化劑載體(5)均勻布設(shè)，所述等離子體催化劑載體(5)的形狀為球形。8.按照權(quán)利要求1或2所述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述等離子體催化劑載體(5)和余暉區(qū)催化劑載體(7-1)均為多孔陶瓷載體。9.按照權(quán)利要求1或2所述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述氣體通道(9)和余暉區(qū)通道(7)均為石英管。10.按照權(quán)利要求1或2所述的一種帶催化劑的等離子體脫硝裝置，其特征在于:所述正極板(2-2)和負(fù)極板(6-2)均為金屬板。
【文檔編號】B01D53-86GK204275811SQ201420649220
【發(fā)明者】張蕾, 相余良, 沙響玲, 王瑞, 張念 [申請人]西安科技大學(xué)