脉冲等离子体烟气净化装置的研究

蒋庆龙

浙江佳环电子有限公司 321000

关键词：脉冲等离子体、烟气净化、环境保护、废气处理

摘要：

本文介绍了一种脉冲等离子体烟气净化装置，其结构包括底座、净化筒和净化塔。该装置的核心在于其内部的可控等离子体净化组件，该组件由中空气框和隔开挡板组成，隔开挡板固定连接于净化筒靠近中间的内部。通过脉冲电源组件的电脉冲放电，阴极极板和阳极极板之间产生等离子体，烟气被输送至中空气框中，并根据其污染程度进行反应时间的调节。驱动电机带动贴合转动板进行旋转，每次旋转60°，使烟气始终处于等离子体中，确保每相邻的两个贴合转动板之间的烟气具备充分的反应时间。当净化后的气体从排气孔排出时，其净化效果最佳。

一、引言

随着工业化的快速发展，烟气污染问题日益严重，对环境和人类健康造成了巨大的威胁。因此，烟气净化技术的研究和应用成为了环境保护领域的重要课题。其中，等离子体烟气净化技术作为一种新型的净化技术，具有高效、环保、节能等优点，受到了广泛关注。然而，现有的等离子体烟气净化装置存在净化效果不稳定、能耗高等问题，需要进一步改进和完善。

二、技术背景

同静电除尘器类似，脉冲电晕等离子体电源（PPCP）技术利用了气体电晕放电这一物理现象，脉冲放电在电极间产生等离子体，把中性的分子激发成了自由基，以H2O分子为例，被激发成H*和OH*。这些自由基将SO2变成H2SO4，NOx变成HNO3，单质Hg变成HgO。现有的脉冲等离子体烟气净化装置在使用过程中，烟气净化过程中，烟气穿梭于阳极极板和阴极极板之间，脉冲电源开启后，电极之间产生的等离子体与烟气中的污染气体之间发生反应，从而实现烟气中的污染气体净化，然而，烟气在阳极极板和阴极极板之间的空间穿梭的时间有限，部分烟气污染程度较高，在短期内无法完成高效的反应转换，这将导致穿梭出的烟气在一定程度上净化效果较差，需要对其进行反复的净化，导致烟气净化效率较低，反复的净化提高烟气净化的成本，降低该烟气净化装置的使用价值。

三、装置的结构与设计

1、脉冲等离子体烟气净化装置的构成

本文所述的装置主要包括底座、净化筒和净化塔。其中，净化筒内部设有可控等离子体净化组件，包括中空气框和隔开挡板。隔开挡板固定连接于净化筒靠近中间的内部，中空气框固定连接于隔开挡板的一侧。中空气框外侧开有进孔和排孔，而隔开挡板靠近排孔的位置开有排气孔。此外，净化筒的外侧还开有安装孔，安装孔内部固定连接有进气框，进气框位于中空气框的内部。

2、中空气框与阴极极板、阳极极板的设计

中空气框的内侧环形分布有阴极极板和阳极极板，实现了高效的电场分布。中空气框的靠近外侧中心点处固定连接有电机架，电机架的一侧固定连接有驱动电机一，驱动电机一的输出轴通过联轴器固定连接有转动轴。转动轴的另一端固定连接有转动架，转动架的外侧固定连接有转动环板。转动环板与中空气框相贴合，这种结构设计有利于保证装置的稳定性和使用寿命。

3、对接孔与贴合转动板的设计

转动环板的外侧开有六个对接孔，且每个对接孔的内部均固定连接有贴合转动板。贴合转动板与阴极极板和阳极极板相接触，这种设计进一步提高了电场分布的均匀性和稳定性。通过精确控制对接孔与贴合转动板的配合，可以实现对烟气的均匀处理，提高净化效率。

四、工作原理

1. 优化电极结构：通过增加电极的长度和宽度，扩大阳极极板和阴极极板之间的空间，延长烟气在电极间的停留时间，从而增加等离子体与烟气中污染气体的反应机会。

2. 优化脉冲电源控制方式：通过调整脉冲电源的频率和脉冲宽度，控制等离子体的产生和放电状态，从而更好地适应不同污染程度的烟气。

3. 引入气流控制装置：通过引入气流控制装置，优化烟气的流动状态，使其在电极间更加均匀地分布，进一步提高反应效率和净化效果。

五、实验结果与分析

为了验证本文所述的脉冲等离子体烟气净化装置的净化效果，我们进行了一系列的实验。实验结果表明：与传统的等离子体烟气净化装置相比，本装置具有更高的净化效率和更稳定的性能。在相同的实验条件下，使用本装置可以显著降低烟气中的有害物质含量，提高净化的效果。此外，本装置还具有较低的能耗和较短的净化时间，具有较高的实用价值和应用前景。

本文所述的脉冲等离子体烟气净化装置具有较高的净化效率和稳定性，可以有效降低烟气中的有害物质含量。本文所述装置通过优化等离子体的产生和控制方式，提高了净化的效果和稳定性，为解决烟气污染问题提供了一种有效的技术手段。

与传统净化装置相比，脉冲等离子体烟气净化装置具有高效、均匀、节能、稳定的优势：本装置采用脉冲电源组件，产生高能等离子体，有效提高净化效率。本装置通过中空气框和贴合转动板的设计，使烟气在等离子体中反应更均匀，进一步提高净化效果。本装置采用高效电机驱动，能耗较低，降低运行成本。本装置的贴合转动板设计使烟气反应时间更加充分，保证净化效果的稳定性。

六、展望与建议

同时随着环保意识的不断加强，脉冲等离子体烟气净化装置在工业烟气处理领域的应用前景十分广阔。未来，该装置将在以下方面得到进一步优化和发展：1）提高净化效率：通过优化脉冲电源组件和烟气处理工艺，实现更高净化效率。2）降低能耗：采用更高效的电机和控制系统，降低装置的运行能耗。3）简化结构：简化装置结构，提高装置的可靠性和维护性。4）扩大应用范围：将脉冲等离子体烟气净化技术应用于更多类型的烟气处理，解决更多烟气污染问题。

脉冲等离子体烟气净化装置的研究和应用将对烟气净化技术领域产生重要影响，推动该领域技术的发展。其主要意义体现在以下几点：1）提高净化效果：本文所述的装置显著提高了烟气净化效果，为工业烟气处理提供了新的解决方案。2）降低运行成本：本装置具有较低的能耗和较高的稳定性，降低了烟气净化装置的运行成本。3）环保贡献：本装置的高效净化能力有助于减少烟气污染，保护环境，改善空气质量。4）技术创新：本文所述的装置在结构设计、工作原理等方面具有创新性，为烟气净化技术领域的发展提供了新的研究方向。5）产业应用：本文所述的装置具有广泛的应用前景，有望推动烟气净化产业的技术升级和市场发展。

虽然本文所述的脉冲等离子体烟气净化装置在实验中表现出了优异的性能和应用前景，但仍需在实际应用中进行进一步的验证和完善。在未来的研究中进一步优化装置的结构和参数，提高其净化的效率和质量，并探讨其在不同领域和不同烟气条件下的应用可能性。同时，加强与实际应用的结合，不断完善和推广该技术，为解决烟气污染问题提供更加有效的技术支持。

参考文献

1. 李丽娟. 脉冲电晕等离子体烟气脱硫脱硝技术实验研究[D]. 重庆大学, 2007.

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