本裝置屬于工業廢氣污染物處理技術領域，具體涉及一種煙氣污染物脫除裝置。

背景技術：

傳統的煙氣污染物處理方法是針對每一種污染物設置一個獨立的處理裝置，這種處理方式流程長、設備數量多而復雜，由此導致處理系統的投資和運行費用高、占地面積大。因此，開發新型技術，在較短的流程內，利用盡可能少的處理設備，實現多種污染物的聯合脫除是煙氣凈化的努力方向。

低溫等離子體氣體凈化技術，由于工藝簡單、可同時去除多種污染物、占地面積小等優點引起了人們的廣泛關注。但是等離子體反應的復雜性及放電難以控制性，大大限制了等離子凈化技術走向工業化應用的程度。

技術實現要素：

基于此，本發明的目的在于提供一種煙氣污染物脫除裝置，以解決現有煙氣處理裝置中的污染物脫除效率低、投資和運行費用高、占地面積大的問題；同時，本發明結合智能控制模塊，是煙氣污染物脫除系統智能化技術的實現。

所述煙氣污染物脫除裝置包括濕式靜電模塊、等離子體反應模塊、鼓泡吸收塔和智能控制模塊。

所述濕式靜電模塊對煙氣污染物進行一級處理，實現煙氣污染物中粉塵顆粒物的濕式吸附脫除；

所述等離子體反應模塊對煙氣污染物進行二級處理，實現煙氣污染物中揮發性有機物的氧化脫除；單質汞、二氧化硫和氮氧化物的深度氧化；

所述鼓泡吸收塔對煙氣污染物進行三級處理，對進行二級處理后的煙氣污染物吸收脫除；

所述智能控制模塊用于實現煙氣污染物脫除裝置的自動散熱控制。

本裝置發明所述的裝置結合風道、引風機和煙囪可構成完整的煙氣處理系統，具有高效、節能、運行成本低的特點。本裝置采用了濕式等離子體技術，以此為核心，結合電除塵技術及鼓泡法，并加以改進，得到了處理煙氣中多種污染的一體化裝置，以期為工業處理煙氣污染提供新的解決方案。

附圖說明

圖1是一種實施例的結構示意圖；

圖2是圖1中濕式靜電模塊的結構示意圖；

圖3是圖1中等離子體反應管的結構示意圖；

圖4是圖1中鼓泡吸收塔的結構示意圖。

具體實施方式

在一個實施例中，本發明公開了一種煙氣污染物脫除裝置，

所述煙氣污染物脫除裝置包括濕式靜電模塊、等離子體反應模塊、鼓泡吸收塔和智能控制模塊。

所述濕式靜電模塊對煙氣污染物進行一級處理，實現煙氣污染物中粉塵顆粒物的濕式吸附脫除；

所述等離子體反應模塊對煙氣污染物進行二級處理，實現煙氣污染物中揮發性有機物的氧化脫除；單質汞、二氧化硫和氮氧化物的深度氧化；

所述鼓泡吸收塔對煙氣污染物進行三級處理，對進行二級處理后的煙氣污染物吸收脫除；

所述智能控制模塊用于實現煙氣污染物脫除裝置的自動散熱控制。

在本實施例中，如圖1所示，提供了一種煙氣污染物脫除裝置，所述煙氣污染物脫除裝置包括濕式靜電模塊、等離子體反應模塊、鼓泡反應塔和智能控制模塊。

該實施例提供的煙氣污染物脫除裝置因為濕式低溫等離子體可同時處理多種污染物而具有高效的特點；采用水力發電機回收利用水泵提供的水能并對智能控制裝置供電使得系統節能效果良好；采用濕式靜電除塵結合等離子體反應技術可降低運行成本，使得系統具有經濟性。結合風道、引風機和煙囪可構成完整的煙氣處理系統。

在一個實施例中，所述濕式靜電模塊包括：接有高壓直流電源的陰極線、兩側接地的陽極板、水泵、陽極板上的水幕噴頭和回收利用水能的水力發電機；

所述等離子體反應模塊包括：AC/DC電源、等離子體反應管和濕度控制器；

所述鼓泡吸收塔采用多級分段式結構，并利用鼓泡吸收塔內的氣體分布器和超聲換能器優化鼓泡吸收塔的設計。

所述智能控制模塊利用單片機，依靠水力發電機和測溫儀實現所述裝置的自動散熱控制。

在本實施例中，如圖1所示：所述濕式靜電模塊包括接有高壓直流電源的陰極線、兩側接地的陽極板、水泵、陽極板上的水幕噴頭和回收利用水能的水力發電機，對煙氣進行一級處理，實現粉塵顆粒物的濕式吸附脫除。

所述等離子體反應模塊包括AC/DC電源、等離子體反應管和濕度控制器，對煙氣進行二級處理，實現揮發性有機物的氧化脫除、單質汞、二氧化硫和氮氧化物的深度氧化。

所述鼓泡反應塔采用多級分段式結構、氣體分布器和超聲換能器優化鼓泡反應塔的設計，對煙氣進行三級處理，實現氧化后多種污染物吸收脫除過程。

所述智能控制模塊依靠水力發電和測溫儀，利用單片機實現系統的自動散熱控制。第一級反應裝置運行時水力發電機給智能控制模塊的STC單片機(可換型號)供電，STC單片機實現與測溫儀和散熱風扇的通信。所述測溫儀測量鼓泡吸收塔中反應液的溫度，溫度達到60℃(可設閾值)時單片機向散熱風扇發送使能信號，散熱裝置啟動。

在一個實施例中，所述濕式靜電模塊在接有高壓直流電源的陰極線、兩側接地的陽極板之間形成高壓電場，當含有粉塵顆粒的氣體通過所述高壓電場時，由于靜電作用所述粉塵顆粒物沉積于所述陽極板上；

所述水幕噴頭利用水泵提供的水壓形成水膜，所述水膜用于沖洗沉積于陽極板上的粉塵顆粒物。

在本實施例中，所述濕式靜電模塊對煙氣進行一級處理，濕式靜電模塊的結構如圖2所示。含有粉塵顆粒物的氣體，在接有高壓直流電源的陰極線和接地的陽極板之間所形成的高壓電場中通過時，由于靜電作用塵粒沉積于陽極板上，然后被水幕噴頭形成的水膜沖洗下來。煙氣經靜電處理模塊后實現粉塵顆粒物的濕式吸附脫除，防止粉塵顆粒物與等離子體脫除VOCs時產生的中間產物接觸時造成二次污染從而影響降解的效率。

進一步地，水噴射到陽極板表面后形成均勻穩定的水膜，沖刷吸附在陽極板上的粉塵顆粒物，避免了干式靜電除塵器中機械振動引起的顆粒返混損失。同時有效避免了反電暈的發生，也不會形成灰層電壓損失，從而提高了靜電除塵器的有效工作電壓，有利于顆粒脫除效率的提高，這對高比電阻顆粒的靜電脫除尤為重要。

進一步的，水幕噴頭形成水膜沖刷極板時無需過多能量，可利用水力發電機回收利用由水泵提升的部分水能。發電機前后兩端是輸水管道，水流帶動水輪機轉動，水輪機通過軸承與發電機構相連，從而帶動發電機的轉子轉動，進而產生電能。將其接入水泵與水幕噴頭連接的水管之間，可源源不斷地產生電能，實現資源的高效利用。

在一個實施例中，所述陰極線電極富集直徑尺寸小于1mm的碳纖維電子發射極。

在本實施例中，所述陰極線電極富集直徑尺寸極小的碳纖維電子發射極，所述碳纖維具有極佳的電子發射性能，起暈電壓低。小尺寸的電極直徑使得氧的解離區面積減少，從而減少臭氧的生成。使用碳纖維作為陰極電極，充足的電子發生量在保證除塵效率的同時也控制了臭氧濃度。

在一個實施例中，述等離子體反應管由多根尺寸相同的絕緣材料管均勻排列而成，絕緣材料管外側均勻覆蓋金屬類導電材料并有效接地，每個等離子體反應管中間都放置有高壓電極。

在本實施例中，所述絕緣材料包括石英玻璃、陶瓷等。

所述金屬類導電材料包括銅、鎢銅、鉑、不銹鋼等。

在本實施例中，所述等離子體反應模塊對煙氣進行二級處理，其中等離子體反應管的結構如圖3所示。所述等離子體反應管由尺寸完全相同的絕緣材料管均勻排列為正方形結構，絕緣材料管外側均勻覆蓋金屬類導電材料并有效接地，各管中間放置高壓電極。采用介質阻擋放電產生低溫等離子體實現揮發性有機物的氧化脫除、單質汞、二氧化硫和氮氧化物的深度氧化。

在一個實施例中，所述AC/DC電源用于通過介質阻擋放電方式產生低溫等離子體。

所述濕度控制器用于控制等離子體反應模塊內部的濕度。

在本實施例中，所述等離子體反應模塊采用基于AC/DC電源的介質阻擋放電方式。所述AC/DC電源為在10kV的直流基壓上疊加幅值為10kV，頻率為10k～100kHz的交流信號，具有比脈沖電源更穩定的輸出功率和更低廉的成本。

在一個實施例中，所述裝置還包括有加濕器，所述加濕器位于等離子體反應管的進氣口處，用于提高煙氣污染物中H2O的濃度以改變等離子體反應器中活性基團的種類和含量。

在本實施例中，在第二級反應裝置進氣口處增設加濕器以提高煙氣中H2O的濃度以改變等離子體反應器中活性基團的種類和含量，在提高污染物脫除率的同時控制臭氧的含量。

在一個實施例中，所述鼓泡吸收塔由多級鼓泡吸收器組成，每級鼓泡吸收器高徑比相對于上一級鼓泡吸收器高徑比降低45-55％，通過調節鼓泡塔每級的液面高度，實現煙氣中剩余污染物的吸收脫除。

在本實施例中，所述鼓泡吸收塔對煙氣進行三級處理，鼓泡吸收塔的結構如圖4所示。

進一步的，所述鼓泡吸收塔采用三級分段式結構，每級鼓泡反應器高徑比大大降低，氣泡聚并概率隨之減少，同時抑制了返混現象，可認為氣液相處于理想混合狀態。通過調節鼓泡塔每級的氨水液面高度，還可在盡可能節省氨水的前提下實現剩余污染物的完全吸收脫除。

更進一步的，每級鼓泡吸收器高徑比相對于上一級鼓泡吸收器高徑比降低50％。

在一個實施例中，所述氣體分布器位于每級鼓泡吸收器進氣口，均采用多孔篩板氣體分布器，所述氣體分布器包括錐形出氣頭和多孔篩板；

所述錐形出氣頭直徑接近鼓泡吸收塔內徑，位于每級鼓泡吸收器底部；

所述多孔篩板采用交錯均勻密集開孔方式。

在本實施例中，每級反應器進氣口均采用多孔篩板氣體分布器。該氣體分布器由錐形出氣頭和多孔篩板構成。錐形出氣頭直徑接近反應塔內徑，位于每級反應器底部；多孔篩板采用交錯均勻密集開孔方式，有助于阻礙氣泡的聚并，實現較好的氣含率徑向分布。

在一個實施例中，所述超聲換能器包括頻率為1000Hz的壓電陶瓷超聲換能器。

在本實施例中，所述鼓泡吸收塔利用頻率為1000Hz的壓電陶瓷超聲換能器所產生的超聲場能使流體傳質阻力減少，提高擴散系數和液相體積傳質系數。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所做的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施方式僅限于此，對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，做出的若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發明由提供的權利要求書確定的保護范圍。