專利名稱：用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于能源環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其提供一種用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件。
背景技術(shù)：
等離子體煙氣污染物同時(shí)脫除技術(shù)是目前煙氣綜合治理技術(shù)之一，它利用氣體放電產(chǎn)生具有高度反應(yīng)活性的粒子與污染物分子發(fā)生反應(yīng)，從而分解處理各種污染物。目前運(yùn)用較多的等離子體煙氣治理技術(shù)包括電子束法、脈沖電暈法和直流電暈法。電子束法產(chǎn)生高能電子的過程中會(huì)破壞煙氣中主要?dú)怏w分子的化學(xué)鍵，導(dǎo)致煙氣中含量最高的N2和CO2被分解或電離，浪費(fèi)了能量，并且存在所采用的電子槍價(jià)格昂貴、電子槍及靶窗的壽命短、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地面積大、X射線的屏蔽與防護(hù)等問題。脈沖電暈法能耗雖然只有電子束法的50%左右，但其仍然是對(duì)煙氣直接放電，浪費(fèi)了大量能量，另外脈沖電暈技術(shù)還存在制造大功率脈沖電源技術(shù)復(fù)雜、成本高、火花開關(guān)壽命短、需定期更換等不足之處。此外，由于采用電子束法或脈沖電暈法在實(shí)際應(yīng)用過程中往往需要加入氨氣作為吸收劑，氨氣不能完全反應(yīng)，會(huì)造成氨氣泄露，氨氣排放入大氣會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生污染。直流電暈放電技術(shù)是在克服了電子束法和脈沖電暈技術(shù)不足的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，直流電暈放電是在直流高壓作用下，利用電極間電場(chǎng)分布不均勻性而產(chǎn)生的一種放電形式。放電裝置通常采用一種管狀放電電極，電極母管的一端封閉，在母管上設(shè)有多個(gè)噴嘴，噴嘴能夠噴射電極氣同時(shí)作為放電尖端對(duì)電極板進(jìn)行放電，這種電極的優(yōu)點(diǎn)是添加的氣體在噴嘴附近的電暈區(qū)內(nèi)進(jìn)行分解，同時(shí)噴嘴口氣體的流動(dòng)能使電暈放電相對(duì)穩(wěn)定。但是這種電極的加工，尤其是噴嘴的焊接等非常困難，大量工程應(yīng)用更有很大的難度，同時(shí)由于噴嘴附近放電區(qū)域最大，但電極氣在噴嘴附近形成的扇形面區(qū)域最小，導(dǎo)致該放電裝置電暈放電區(qū)域不能覆蓋氣體噴射區(qū)域，存在大量能量和電極氣浪費(fèi)現(xiàn)象，且大尺度的噴嘴作為放電尖端本身就導(dǎo)致放電能耗大，電能利用率較低，增加了污染物脫除的成本。為了減少電能的浪費(fèi)，另一種分離式放電裝置采用電極氣和放電裝置分離，放電電極為齒形電極板，齒形電極作為放電尖端對(duì)電極板放電，放電電極兩側(cè)對(duì)稱布置兩個(gè)電極氣噴管，兩電極氣噴管緊貼電極板，在噴管上縱向設(shè)有兩排電極氣噴嘴，兩噴嘴之間的夾角為130 140°，噴嘴和放電尖端對(duì)齊，即每個(gè)噴嘴對(duì)準(zhǔn)一個(gè)放電尖端，這樣噴嘴對(duì)著放電尖端從側(cè)面噴射電極氣，從而達(dá)到放電區(qū)域和電極氣區(qū)域大部分的重合，但這種布置方式仍存在電極氣浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)噴管上噴嘴加工和安裝過程中均需嚴(yán)格控制角度，大大增加了噴嘴的加工和安裝難度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件，其能克服直流電暈放電技術(shù)氧化處理煙氣中的多種污染物時(shí)直流電暈放電電極不足的缺陷。[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件，包括相互平行設(shè)置的2個(gè)管式噴嘴和I個(gè)齒形電極，2個(gè)管式噴嘴對(duì)稱的位于齒形電極的兩側(cè)。作為本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件的改進(jìn):管式噴嘴包括噴管，噴管的一端為開口端、另一端為密封端，在噴管上設(shè)有一排與噴管的軸心線相平行的噴孔；噴孔之間的間距η相等；齒形電極包括等寬等厚且相互連接的電極柄和電極基體，在電極基體的2側(cè)面分別設(shè)置間距相等且與噴管上的噴孔相一一對(duì)應(yīng)的齒形尖端，噴管的軸心與噴孔(4)直徑端部的交點(diǎn)所得的延長線覆蓋整個(gè)齒形尖端(如圖9所示)。上述結(jié)構(gòu)能使煙氣處理過程中齒形尖端對(duì)噴管進(jìn)行直流電暈放電時(shí)，噴孔噴出的電極氣呈扇形擴(kuò)散到齒形尖端的頂尖附近形成電極氣區(qū)域，齒形尖端的放電區(qū)域在頂尖附近最大，對(duì)沖放電過程中電極氣區(qū)域能夠包含此放電區(qū)域，從而達(dá)到兩區(qū)域有效的重合，最終實(shí)現(xiàn)降低電能耗的同時(shí)還能夠有效的利用電極氣。作為本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件的進(jìn)
一步改進(jìn):噴管的內(nèi)徑(直徑)為5 15mm,噴管的管壁厚為2 3mm,噴孔的間距η為15 40mm,電極柄的寬度為b為l(T20mm，電極柄的厚度為2 8mm，相鄰的齒形尖端的頂尖之間的距離N為15 40mm,齒形尖端的齒高h(yuǎn)為3 6mm。作為本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件的進(jìn)
一步改進(jìn):噴孔為以下任意一種孔:焦距為2 4mm且離心率為0.5 0.9的橢圓形孔,如圖4 (a)所示；直徑為2 4mm的圓形孔，如圖4 (b)所示；長度為3 6mm且寬度為2 3mm的長方形孔，如圖4 (c)所示。作為本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件的進(jìn)
一步改進(jìn):齒形尖端為以下任意一種:雙齒面形、右齒面形和左齒面形；雙齒面形為等腰三角形，如圖6 (a)所示；右齒面形為直角邊在右側(cè)的直角三角形，如圖6 (b)所示；左齒面形為直角邊在左側(cè)的直角三角形，如圖6 (C)所示。作為本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件的進(jìn)一步改進(jìn):噴管、電極柄、電極基體和齒形尖端均由不銹鋼制成。作為本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件的進(jìn)
一步改進(jìn):齒形尖端的頂尖與噴管的軸心線之間的間距L為l(T50mm。本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件實(shí)際使用時(shí)被放置于常規(guī)的反應(yīng)器內(nèi)，從而使2個(gè)管式噴嘴分別正對(duì)反應(yīng)器的上下內(nèi)壁。在反應(yīng)器的出口處再設(shè)置常規(guī)的吸收系統(tǒng)。本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件(以下簡稱直流電暈放電組件)在反應(yīng)器內(nèi)的設(shè)置方式為(視反應(yīng)器的大小而定，設(shè)置一套亦可):沿著煙氣流動(dòng)的水平方向設(shè)置至少2套的直流電暈放電組件(如圖8所示)；一般而言:相鄰的直流電暈放電組件之間的水平間距S7w為5(T80mm ;8卩，這2個(gè)直流電暈放電組件的中心線之間的水平間距S7w為5(T80mm ；沿?zé)煔饬鲃?dòng)的垂直方向在上述每套直流電暈放電組件上再設(shè)置至少一套的直流電暈放電組件(如圖7所示)；一般而言:相鄰的直流電暈放電組件之間的垂直間距Sei為6(Tl20mm ;S卩，這2個(gè)直流電暈放電組件的中心線之間的垂直間距S垂直為6(Tl20mm。在本實(shí)用新型中，齒形尖端的三角形頂部處(即頂尖)的放電量最大，S卩，在該三角形頂部放電量最大，放電區(qū)域也最大，且隨著距離的增加放電區(qū)域縮小。在本實(shí)用新型中，噴管本身可以作為一側(cè)電極。在本實(shí)用新型中，可具體采用以下結(jié)構(gòu):兩個(gè)管式噴嘴上的噴孔正對(duì)齒形電極兩側(cè)的齒形尖端，噴孔的間距與齒形尖端的間距保持一致，每排噴孔的孔數(shù)與每側(cè)齒形尖端的齒形個(gè)數(shù)相一致。電極氣通過管式噴嘴由噴孔噴出，與齒形尖端形成對(duì)沖，在齒形電極的電極柄和管式噴嘴的噴管加上高壓電源，齒形尖端進(jìn)行電暈放電，放電區(qū)域與電極氣噴射區(qū)域?qū)_重合，形成等離子體放電區(qū)域，煙氣流過等離子體放電區(qū)域時(shí)，煙氣中的NOx和SO2在等離子體和電極氣作用下氧化成NO2和SO3，后經(jīng)吸收系統(tǒng)吸收，從而達(dá)到高效脫除NOx和SO2的效果。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:I)、管式噴嘴和齒形電極結(jié)構(gòu)形式簡單，加工及生產(chǎn)方便，有利于大批量的工業(yè)應(yīng)用；2)、管式噴嘴和齒形電極的安裝布置簡單易操作，同時(shí)能夠有效的保證所需布置形式；3)、氣體噴射區(qū)域與電暈放電區(qū)域重合，充分利用電能和電極氣，能耗省，電暈效果好，污染物去除效率高；4)、在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置本實(shí)用新型的直流電暈放電組件從而形成直流放電氧化系統(tǒng)，再配合吸收系統(tǒng)使用，可以實(shí)現(xiàn)多種污染物的協(xié)調(diào)脫除。綜上所述，本實(shí)用新型提出了采用管式噴嘴和齒形電極分離式的對(duì)沖放電裝置，管式噴嘴在齒形電極的兩側(cè)對(duì)稱布置，管式噴嘴的每排噴孔正對(duì)齒形電極的兩側(cè)的齒形尖端，噴孔的間距與齒形尖端的間距保持一致，由齒形尖端進(jìn)行電暈放電，電極氣經(jīng)管式噴嘴通過噴孔對(duì)著齒形尖端噴出，從而使氣體噴射區(qū)域與高能量的電暈放電區(qū)域相重合，充分利用發(fā)電能量。另外，現(xiàn)有靜電除塵器電極以鋸齒線、麻花線和星形線等作為放電尖端進(jìn)行放電，與本實(shí)用新型電極放電機(jī)理一致，均為放電尖端放電，因此為減少改造成本可以直接采用現(xiàn)有的靜電除塵器的電極，配以本實(shí)用新型的管式噴嘴組成(需滿足本實(shí)用新型的各項(xiàng)工藝參數(shù))，加工生產(chǎn)簡單，適合于工程應(yīng)用，實(shí)際應(yīng)用過程中直流放電氧化系統(tǒng)對(duì)煙氣中污染物進(jìn)行氧化后，由吸收系統(tǒng)吸收，從而達(dá)到直流電暈放電氧化與濕法吸收協(xié)調(diào)脫除多種污染物的效果。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0039]

圖1是本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件的實(shí)際使用狀態(tài)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中的管式噴嘴I旋轉(zhuǎn)后的示意圖；圖4是圖3中的噴孔4的3種不同孔形的示意圖；圖5是圖2中的齒形電極2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5中的齒形尖端7的3種不同齒形的示意圖；圖7是2套本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件沿著煙氣流動(dòng)的垂直方向設(shè)置時(shí)的示意圖；圖8是2套本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件沿著煙氣流動(dòng)的水平方向設(shè)置時(shí)的示意圖(為了圖面清晰，其中一套在圖中作了省略化處理)；圖9是本實(shí)用新型的電極氣射流示意圖；圖10是一套本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件被放置于反應(yīng)器內(nèi)的示意圖；圖11是作為現(xiàn)有技術(shù)的電極噴嘴一體式直流電暈放電試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是作為現(xiàn)有技術(shù)的電極噴嘴分離式側(cè)噴直流電暈放電試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是圖12中的電極噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1、一種用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件，包括相互平行(為上下方向的平行)設(shè)置的2個(gè)管式噴嘴I和I個(gè)齒形電極2 ；2個(gè)管式噴嘴I對(duì)稱的位于齒形電極2的上下兩側(cè)。煙氣從管式噴嘴I和齒形電極2之間的間隙通過。管式噴嘴I包括噴管3和噴孔4，噴管3的一端為開口端(作為氣體進(jìn)口)、另一端為密封端5，在噴管3的一側(cè)等距離布置一排噴孔4 (該排噴孔4平行于噴管3的軸心線)，噴管3為管狀結(jié)構(gòu)，噴管3的內(nèi)徑(直徑)為5 15mm,噴管3的管壁厚2 3mm,噴管3的材料為不銹鋼，噴孔4的間距η為15 40mm，噴管3本身可以作為一個(gè)電極。齒形電極2 (呈板形結(jié)構(gòu))包括等寬等厚且相互連接的電極柄6和電極基體8，在電極基體8的上下2側(cè)面分別設(shè)置一排齒形尖端7，該齒形尖端7的間距相等且與噴管3上的噴孔4相一一對(duì)應(yīng)。整個(gè)齒形電極2 (包括電極柄6、電極基體8和齒形尖端7)由不銹鋼制成。電極柄6的厚度為2、mm,電極柄6的寬度b為l(T20mm,齒形尖端7的頂尖之間的間距N為15 40mm,齒形尖端7的齒高h(yuǎn)為3飛mm。噴管3的軸心與噴孔4直徑端部的交點(diǎn)所得的延長線應(yīng)該能覆蓋整個(gè)齒形尖端7 (如圖9所示)，從而使煙氣處理過程中齒形尖端7對(duì)管式噴嘴I進(jìn)行直流電暈放電時(shí)，噴孔4噴出的電極氣呈扇形擴(kuò)散到齒形尖端7的頂尖附近形成電極氣區(qū)域，齒形尖端7的放電區(qū)域在頂尖附近最大，對(duì)沖放電過程中電極氣區(qū)域能夠包含放電區(qū)域，達(dá)到兩區(qū)域有效的重合，從而實(shí)現(xiàn)降低電能耗的同時(shí)還能夠有效的利用電極氣。[0055]噴孔4的孔形為橢圓形、圓形和長方形中的任意一種，其中橢圓形的焦距為2 4mm,離心率為0.5^0.9 ;圓形的直徑為2 4mm ;長方形的長度為3 6mm,寬度為2 3mm。齒形尖端7的齒形為雙齒面形、左齒面形和右齒面形中的任一種；雙齒面形為等腰三角形，如圖6 (a)所示；右齒面形為直角邊在右側(cè)的直角三角形，如圖6 (b)所示；左齒面形為直角邊在左側(cè)的直角三角形，如圖6 (c)所示。齒形尖端7的齒高h(yuǎn)為:T6mm。齒形尖端 的頂尖與噴管3的軸心線之間的間距L為l(T50mm。實(shí)際使用時(shí)，如圖1所示，在常規(guī)的反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件(使2個(gè)管式噴嘴分別正對(duì)反應(yīng)器的上下內(nèi)壁)，從而形成直流放電氧化系統(tǒng)100，在直流放電氧化系統(tǒng)100之后(即反應(yīng)器的出口處)再設(shè)置常規(guī)的吸收系統(tǒng)200。吸收系統(tǒng)200例如可采用已經(jīng)在《中國電極工程學(xué)報(bào)》公開發(fā)表的《濕法煙氣脫硫噴淋塔內(nèi)流場(chǎng)的優(yōu)化》中告知的吸收系統(tǒng)。本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件(以下簡稱直流電暈放電組件)在反應(yīng)器內(nèi)的設(shè)置方式為(視反應(yīng)器的大小而定，設(shè)置一套亦可，一般需>4套):沿著煙氣流動(dòng) 的水平方向設(shè)置至少2套的直流電暈放電組件(如圖8所示)；一般而言:相鄰的直流電暈放電組件之間的水平間距S7w為5(T80mm ;8卩，這2個(gè)直流電暈放電組件的中心線之間的水平間距S7w為50~80mm ；沿?zé)煔饬鲃?dòng)的垂直方向在上述每套直流電暈放電組件上再設(shè)置至少一套的直流電暈放電組件(如圖7所示)；一般而言:相鄰的直流電暈放電組件之間的垂直間距Sei為6(Tl20mm ;S卩，這2個(gè)直流電暈放電組件的中心線之間的垂直間距S垂直為6(Tl20mm。實(shí)際使用時(shí)，電極氣通過管式噴嘴I由噴孔4噴出，與齒形尖端7形成對(duì)沖，在電極柄6和噴管3加上高壓電源，齒形尖端7進(jìn)行電暈放電，放電區(qū)域與電極氣噴射區(qū)域?qū)_重合，形成等離子體放電區(qū)域，煙氣流過等離子體放電區(qū)域時(shí)，煙氣中的NOj^P SO2在等離子體和電極氣作用下氧化成NO2和SO3,后經(jīng)吸收系統(tǒng)吸收,從而達(dá)到高效脫除NOx和SO2的效果O實(shí)驗(yàn)I為便于在實(shí)驗(yàn)中觀察到電暈放電現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)中使用了內(nèi)部尺寸分別為120_(長)X 100 mm(寬)X IOOmm(高)的反應(yīng)器，反應(yīng)器的材料為樹脂玻璃。反應(yīng)器內(nèi)僅設(shè)置I套本實(shí)用新型的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件。布置方式如圖10所示。噴管3的內(nèi)徑(直徑)為15mm,噴管3的管壁厚為2mm,噴管3的管長度為120mm,噴管3上成排布置7個(gè)噴孔4，首個(gè)噴孔4的中心距離“入口”為25mm，相鄰兩噴孔4的間距為15mm,噴孔4為焦距3mm且離心率為0.7的橢圓形孔。齒形電極2的總長度為120mm (B卩電極柄6和電極基體8的長度之和為120mm)，電極柄6和電極基體8的厚度均為2mm，電極柄6的寬度b為IOmm (S卩，電極基體8的寬度也為10mm)，在電極基體8的上下2側(cè)面分別設(shè)置一排齒形尖端7，齒形尖端7的間距相等且與噴管3上的噴孔4相一一對(duì)應(yīng)，因此首個(gè)齒形尖端7的頂尖距離電極柄6端側(cè)的距離為25mm,齒形尖端7的頂尖之間的間距N為15mm,齒形尖端7的齒高h(yuǎn)為5mm。齒形尖端7的齒形為右齒面形。[0066]齒形電極2布置在反應(yīng)器中間，齒形尖端7與反應(yīng)器的上下壁面垂直布置，且齒形尖端7與煙氣流動(dòng)方向垂直，2個(gè)管式噴嘴I分別緊貼反應(yīng)器的上下內(nèi)壁，噴孔4正對(duì)著齒形尖端7，此時(shí)，齒形尖端7的頂尖與噴管3的軸心線之間的間距L為30.5_。管式噴嘴I的入口側(cè)(即噴管3的開口端)接負(fù)高壓，作為陰極，電極柄6接地，作為陽極，高壓直流電源的額定電壓為IO5V,放電電流通過直接串聯(lián)在接地端的數(shù)字電流計(jì)測(cè)量，實(shí)驗(yàn)溫度為50°c ;模擬煙氣中氧氣為10%、NOx初始濃度為200ppm，SO2初始濃度為500ppm,其余氣體為氮?dú)猓鄬?duì)濕度為20% ;模擬煙氣流量為10L/min ；電極氣由29.2%的02、0.2%的NH3，其余氣體為N2，相對(duì)濕度為30% ;電極氣流量為0.5L/min ;電極氣由管式噴嘴I噴入后經(jīng)噴孔4噴出。按布置，煙氣入口方向和電極氣入口方向相互垂直的。最終從噴孔4中噴出的電極氣，隨著煙氣一起被排出。實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)器的出口 NO濃度為30ppm，S02濃度為150ppm，NO的轉(zhuǎn)化率為85%，SO2的轉(zhuǎn)化率為70%，能量利用率維持在25 30gN°.(kWh)—1(每kWh電能轉(zhuǎn)化NO量)。另外，NO和SO2的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可以通過后面的常規(guī)的吸收系統(tǒng)200進(jìn)行吸收脫除。對(duì)比實(shí)驗(yàn)1-1 (按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行設(shè)置)為使實(shí)驗(yàn)更具對(duì)比性，此實(shí)驗(yàn)中使用了內(nèi)部尺寸分別為120mm(長)XlOOmm(寬)X IOOmm(高)的反應(yīng)器，反應(yīng)器的材料為樹脂玻璃，反應(yīng)器內(nèi)部相對(duì)著兩側(cè)面的中間各粘一塊45mmX45mm的不銹鋼板，作為上下電極板。如圖11所示。管狀放電電極由不銹鋼母管和對(duì)稱布置在其上的不銹鋼噴嘴組成，母管內(nèi)徑為15mm,管壁厚為2mm,管長度為120mm,母管上對(duì)稱布置兩排各7個(gè)噴嘴,噴嘴內(nèi)徑為3mm,噴嘴高度為5mm，首個(gè)噴嘴距離母管端為25mm，同一排相鄰兩噴嘴間距為15mm。反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置I套管狀放電電極，布置方式如圖11所示(噴嘴垂直于上下電極板)。反應(yīng)器內(nèi)部的不銹鋼板接負(fù)高壓，作為陰極，管狀放電電極母管端側(cè)接地，作為陽極，噴嘴與反應(yīng)器內(nèi)部不銹鋼板垂直布置，高壓直流電源的額定電壓為IO5V,放電電流通過直接串聯(lián)在接地端的數(shù)字電流計(jì)測(cè)量，實(shí)驗(yàn)溫度為50°c，模擬煙氣中平衡氣體為氮?dú)?、氧氣?0%、N0X初始濃度為200ppm，SO2初始濃度為500ppm，其余氣體為氮?dú)?；相?duì)濕度為20% ；模擬煙氣流量為10L/min ；電極氣為29.2%的02、0.2%的NH3,其余氣體為N2,相對(duì)濕度為30%，電極氣流量為0.5L/min,電極氣由管狀放電電極母管通入，由噴嘴噴出。實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)器出口 NO濃度為84ppm，SO2濃度為300ppm，NO的轉(zhuǎn)化率為58%，SO2的轉(zhuǎn)化率為40%,能量利用率維持在15 17 gN0.(kWh)—1 (每kWh電能轉(zhuǎn)化NO量)。同理，NO和SO2的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可以通過后面的常規(guī)的吸收系統(tǒng)200進(jìn)行吸收脫除。對(duì)比實(shí)驗(yàn)1-2 (按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行設(shè)置)為了進(jìn)一步比較，實(shí)驗(yàn)中使用了內(nèi)部尺寸分別為120mm(長)XlOO mm(寬)XIOOmm(高)的反應(yīng)器，反應(yīng)器的材料為樹脂玻璃，反應(yīng)器內(nèi)部對(duì)應(yīng)兩側(cè)面中間各粘一塊45mmX45mm的不銹鋼板作為上下電極板，如圖12和13所示。電極氣噴嘴內(nèi)徑為15mm,管壁厚為2mm,管長度為120mm,電極氣噴管上布置兩排各7個(gè)噴嘴，同一排相鄰兩噴孔的間距為15mm，兩排噴嘴之間的夾角為135° (如圖13所示)，首個(gè)噴嘴距離電極氣噴管一端為25mm，由于夾角很難控制，加工過程中時(shí)間和經(jīng)濟(jì)投入相對(duì)較高。[0078]齒形電極板長為120mm,厚度為2mm,電極柄寬度為IOmm,電極基體兩側(cè)對(duì)稱分布7對(duì)齒形尖端，同一側(cè)兩齒形尖端間距為15mm，首個(gè)齒形尖端距離電極柄端側(cè)為25mm，齒形尖端的齒高為5_，齒形為右側(cè)的直角三角形。齒形電極板兩側(cè)對(duì)稱布置兩個(gè)電極氣噴管，兩電極氣噴管緊貼電極板，噴嘴和放電尖端對(duì)齊，即每個(gè)噴嘴對(duì)準(zhǔn)一個(gè)放電尖端，這樣噴嘴對(duì)著放電尖端從側(cè)面噴射電極氣，齒形電極板與反應(yīng)器內(nèi)部不銹鋼板垂直布置，同時(shí)與煙氣流動(dòng)方向垂直。反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置I套放電組件，布置方式如圖12和13所示(放電尖端垂直于上下電極板)。反應(yīng)器內(nèi)部的不銹鋼板接負(fù)高壓，作為陰極，齒形電極板接地，作為陽極，高壓直流電源的額定電壓為IO5V,放電電流通過直接串聯(lián)在接地端的數(shù)字電流計(jì)測(cè)量，實(shí)驗(yàn)溫度為50° C ;模擬煙氣中氧氣為10%、N0X初始濃度為200ppm，S02初始濃度為500ppm，其余氣體為氮?dú)?，相?duì)濕度為20% ;模擬煙氣流量為10L/min ；電極氣由29.2%的02、0.2%的NH3,其余氣體為N2，相對(duì)濕度為30% ;電極氣流量為0.5L/min ;電極氣由管式噴嘴噴入后經(jīng)噴孔噴出。實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)器出口 NO濃度為50ppm，S02濃度為200ppm，N0的轉(zhuǎn)化率為75%，SO2的轉(zhuǎn)化率為60%，能量利用率維持在22 25gN°.(kWhr1(每kWh電能轉(zhuǎn)化NO量)。同理，NO和SO2的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可以通過后面的常規(guī)的吸收系統(tǒng)200進(jìn)行吸收脫除實(shí)驗(yàn)2將實(shí)驗(yàn)I中的參數(shù)作如下更改:噴管3的內(nèi)徑(直徑)為10mm，噴管3的管壁厚為2mm，噴管3的管長度為120mm，噴管3上成排布置5個(gè)噴孔4，首個(gè)噴孔4的中心距離“入口”為25mm，相鄰兩噴孔4的間距為20mm,噴孔4為直徑4mm的圓形孔。齒形電極2的總長度為120mm (B卩電極柄6和電極基體8的長度之和為120mm)，電極柄6和電極基體8的厚度均為2mm，電極柄6的寬度b為20mm (S卩，電極基體8的寬度也為20mm)，在電極基體8的上下2側(cè)面分別設(shè)置一排齒形尖端7，齒形尖端7的間距相等且與噴管3上的噴孔4相一一對(duì)應(yīng)，因此首個(gè)齒形尖端7的頂尖距離電極柄6端側(cè)的距離為25mm,齒形尖端7的頂尖之間的間距N為20mm,齒形尖端7的齒高h(yuǎn)為3mm。齒形尖端7的齒形為左齒面形。此時(shí)，齒形尖端7的頂尖與噴管3的軸心線之間的間距L為30mm。其余同實(shí)驗(yàn)I。反應(yīng)器出口 NO濃度為32ppm，SO2濃度為155ppm，NO的轉(zhuǎn)化率為84%，S02的轉(zhuǎn)化率為69%，能量利用率維持在25 30 gN0.(kWh)-1 (每kWh電能轉(zhuǎn)化NO量)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)2-1將對(duì)比實(shí)驗(yàn)1-1中的尺寸參數(shù)數(shù)據(jù)，等同于實(shí)驗(yàn)2的尺寸參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行替代，此時(shí)，噴嘴高度為3mm ;其余同對(duì)比實(shí)驗(yàn)1-1。反應(yīng)器出口 NO濃度為88ppm，SO2濃度為320ppm，NO的轉(zhuǎn)化率為56%，SO2的轉(zhuǎn)化率為36%，能量利用率維持在16 22 gN0.(kWh)-1 (每kWh電能轉(zhuǎn)化NO量)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)2-2將對(duì)比實(shí)驗(yàn)1-2中的尺寸參數(shù)數(shù)據(jù)，等同于實(shí)驗(yàn)2的尺寸參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行替代，且兩排噴嘴之間的夾角為140°，其余同對(duì)比實(shí)驗(yàn)1-2。由于夾角很難控制，加工過程中時(shí)間和經(jīng)濟(jì)投入相對(duì)較高。[0093]反應(yīng)器出口 NO濃度為58ppm，S02濃度為240ppm，NO的轉(zhuǎn)化率為71%，SO2的轉(zhuǎn)化率為52%，能量利用率維持在22 25gN°.(kWh)—1 (每kWh電能轉(zhuǎn)化NO量)。實(shí)驗(yàn)3將實(shí)驗(yàn)I中的參數(shù)作如下更改:實(shí)驗(yàn)中使用了內(nèi)部尺寸分別為120mm(長)X120mm(寬)X IOOmm(高)的反應(yīng)器。噴管3的內(nèi)徑(直徑)為5mm,噴管3的管壁厚為2mm,噴管3的管長度為120mm,噴管3上成排布置4個(gè)噴孔4，首個(gè)噴孔4的中心距離“入口”為30mm，相鄰兩噴孔4的間距為28mm,噴孔4為直徑2mm圓形孔。齒形電極2的總長度為120mm (B卩電極柄6和電極基體8的長度之和為120mm)，電極柄6和電極基體8的厚度均為2mm，電極柄6的寬度b為15mm (S卩，電極基體8的寬度也為15mm)，在電極基體8的上下2側(cè)面分別設(shè)置一排齒形尖端7，齒形尖端7的間距相等且與噴管3上的噴孔4相一一對(duì)應(yīng)，因此首個(gè)齒形尖端7的頂尖距離電極柄6端側(cè)的距離為30mm,齒形尖端7的頂尖之間的間距N為28mm,齒形尖端7的齒高h(yuǎn)為4mm。齒形尖端7的齒形為等腰三角形。此時(shí)，齒形尖端7的頂尖與噴管3的軸心線之間的間距L為34mm。反應(yīng)器出口 NO濃度為40ppm，SO2濃度為170ppm，NO的轉(zhuǎn)化率為80%，SO2的轉(zhuǎn)化率為66%，能量利用率維持在26 31 gN0.(kWh)-1 (每kWh電能轉(zhuǎn)化NO量)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)3-1將對(duì)比實(shí)驗(yàn)1-1中的尺寸參數(shù)數(shù)據(jù)，等同于實(shí)驗(yàn)3的尺寸參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行替代，此時(shí)，噴嘴高度為4mm;其余同對(duì)比實(shí)驗(yàn)1-1。反應(yīng)器出口 NO濃度為lOOppm，SO2濃度為360ppm，NO的轉(zhuǎn)化率為50%，SO2的轉(zhuǎn)化率為28%，能量利用率維持在14 18 gN0.(kWh)—1 (每kWh電能轉(zhuǎn)化NO量)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)3-2將對(duì)比實(shí)驗(yàn)1-2中的尺寸參數(shù)數(shù)據(jù)，等同于實(shí)驗(yàn)3的尺寸參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行替代，且兩排噴嘴之間的夾角為130°，其余同對(duì)比實(shí)驗(yàn)1-2。由于夾角很難控制，加工過程中時(shí)間和經(jīng)濟(jì)投入相對(duì)較高。反應(yīng)器出口 NO濃度為60ppm，SO2濃度為260ppm，NO的轉(zhuǎn)化率為70%，SO2的轉(zhuǎn)化率為48%，能量利用率維持在23 26gN°.(kWh)-1 (每kWh電能轉(zhuǎn)化NO量)。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的若干個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件，其特征是:包括相互平行設(shè)置的2個(gè)管式噴嘴(I)和I個(gè)齒形電極(2 )，所述2個(gè)管式噴嘴(I)對(duì)稱的位于齒形電極(2)的兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件，其特征是: 所述管式噴嘴(I)包括噴管(3)，所述噴管(3)的一端為開口端、另一端為密封端(5)，在噴管(3)上設(shè)有一排與噴管(3)的軸心線相平行的噴孔(4);所述噴孔(4)之間的間距η相等； 所述齒形電極(2)包括等寬等厚且相互連接的電極柄(6)和電極基體(8)，在所述電極基體(8)的2側(cè)面分別設(shè)置間距相等且與噴管(3)上的噴孔(4)相一一對(duì)應(yīng)的齒形尖端(7)，噴管(3)的軸心與噴孔(4)直徑端部的交點(diǎn)所得的延長線覆蓋整個(gè)齒形尖端(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件，其特征是: 所述噴管(3)的內(nèi)徑為5 15mm，噴管(3)的管壁厚為2 3mm，噴孔(4)的間距η為15 40mm,電極柄(6)的寬度為b為l(T20mm,電極柄(6)的厚度為2、mm,相鄰的齒形尖端(7)的頂尖之間的距離N為15 40mm,齒形尖端(7)的齒高h(yuǎn)為3 6mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件，其特征是: 所述噴孔(4)為以 下任意一種孔: 焦距為2 4mm且離心率為0.5^0.9的橢圓形孔； 直徑為2 4mm的圓形孔； 長度為3 6mm且寬度為2 3mm的長方形孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件，其特征是: 所述齒形尖端(7)為以下任意一種:雙齒面形、右齒面形和左齒面形； 所述雙齒面形為等腰三角形，右齒面形為直角邊在右側(cè)的直角三角形，左齒面形為直角邊在左側(cè)的直角三角形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件，其特征是: 所述齒形尖端(7)的頂尖與噴管(3)的軸心線之間的間距L為l(T50mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于煙氣治理的電極噴嘴分離式對(duì)沖直流電暈放電組件，包括相互平行設(shè)置的2個(gè)管式噴嘴(1)和1個(gè)齒形電極(2)，2個(gè)管式噴嘴(1)對(duì)稱的位于齒形電極(2)的兩側(cè)。管式噴嘴(1)包括噴管(3)，噴管(3)的一端為開口端、另一端為密封端(5)，在噴管(3)上設(shè)有一排與噴管(3)的軸心線相平行的噴孔(4)；噴孔(4)之間的間距n相等；齒形電極(2)包括等寬等厚且相互連接的電極柄(6)和電極基體(8)，在電極基體(8)的2側(cè)面分別設(shè)置間距相等且與噴管(3)上的噴孔(4)相一一對(duì)應(yīng)的齒形尖端(7)，噴管(3)的軸心與噴孔(4)直徑端部的交點(diǎn)所得的延長線覆蓋整個(gè)齒形尖端(7)。
文檔編號(hào)H05H1/26GK203017965SQ201220414878
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者吳祖良, 孫春華, 孫培德, 金孝祥, 方敏 申請(qǐng)人:浙江富春江環(huán)保熱電股份有限公司, 浙江工商大學(xué)