一种高电压电催化放电反应器的制作方法

本发明涉及一种高电压电催化放电反应器。

背景技术：

近几年我国由于工业发展，各种制造业对电与蒸汽的需求旺盛，火电厂、锅炉、工业用炉等使用油、煤、天然气、生质燃料等作为燃料，使得硫化物、氮氧化物、二氧化碳对大气的污染依然严重。

传统除硫脱硝设备，在现在市场上除硫、脱硝设备是各自一套。烟道中对于重金属污染亦需以其他的方法处理，传统除硫、脱硝的方法对于重金属没有处理效果。

技术实现要素：

本发明旨在解决的技术问题在于克服现有技术中的除硫脱硝设备无法将除硫和脱硝集成于同一套设备中、而且无法处理重金属污染物的缺陷，而提供了一种高电压电催化放电反应器。所述的高电压电催化放电反应器在还原性气氛下，能同时高效地分解硫氧化物、氮氧化物与二氧化碳；在氧化性气氛下，能去除各种重金属污染与挥发性有机化合物(简称VOCs)。

本发明提供了一种高电压电催化放电反应器，其包括通过一气体管道连接的一正极性放电反应器和一负极性放电反应器；

所述正极性放电反应器包括至少一个放电结构单元一，所述放电结构单元一包括至少一组放电组件一，所述放电组件一包括一均布有放电针的PCB板一、贴设于所述PCB板一的两侧的两个放电反应器一，和贴设于所述放电反应器一的外侧的两个模组绝缘板一，所述放电反应器一内还嵌设有触媒载体；

所述负极性放电反应器包括至少一个放电结构单元二，所述放电结构单 元二包括至少一组组放电组件二，所述放电组件二包括一均布有放电针的PCB板二、贴设于所述PCB板二的两侧的两个放电反应器二，和贴设于所述放电反应器二的外侧的两个模组绝缘板二。

较佳地，所述放电组件一和所述放电组件二上均设有若干平行的气体通道，并沿所述气体通道设有进气口和出气口；当所述放电组件一不止一组时，所述放电组件一并行串联排布，以形成所述放电结构单元一；当所述放电组件二不止一组时，所述放电组件二并行串联排布，以形成所述放电结构单元二。

较佳地，所述放电结构单元一的外围还设有一壳体一，当所述放电结构单元一的个数不止一个时，所述放电结构单元一之间通过一空心弯管一依次连接所述壳体一的首、尾端，以实现串联连接；所述放电结构单元二的外围还设有一壳体二，当所述放电结构单元二的个数不止一个时，所述放电结构单元二之间通过一空心弯管二依次连接所述壳体二的首、尾端，以实现串联连接。

其中，所述放电组件一、所述放电结构单元一、所述放电组件二和所述放电结构单元二的个数都可以根据需要处理的气体的流量、种类和浓度进行灵活选择。例如，处理相同流量和浓度的硫氧化物和二氧化碳时，由于硫氧化物更容易分解，其所需要串联的放电组件一和放电结构单元一的个数相比处理二氧化碳所需要的个数少。

较佳地，所述触媒载体上阵列有若干个排列方向一致的中空直管，所述气体通道的设置方向与所述中空直管的排列方向一致，所述中空直管的内部附着有一层触媒，所述放电反应器一包括至少一两端开放的空心长方体一，所述空心长方体一的开放端的设置方向与所述中空直管的排列方向相同。

较佳地，所述放电反应器二包括至少一两端开放的空心长方体二，所述空心长方体二的开放端的设置方向与所述气体通道的设置方向一致。

较佳地，所述PCB板一还与一高压直流电源一的正极连接，所述高压直流电源一的负极接地，所述PCB板二还与一高压直流电源二的负极连接， 所述高压直流电源二的正极接地。

较佳地，所述正极性放电反应器还置设于一外壳一中，所述外壳一的顶部设有一进风口，所述负极性放电反应器还置设于一外壳二中，所述外壳二的顶部设有一出风口。

较佳地，所述外壳一和所述外壳二的底部均开设有孔道，所述孔道用于安装所述气体管道。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

(1)本发明提供的高电压电催化放电反应器完全不需要加入H₂、CO、CH₄、NH₃、C等还原剂，烟气进入含触媒的正极性放电反应器，在还原性气氛下同时除硫脱硝，分解SO₂与NO_x产生单质硫与氮气，比其他除硫脱硝设备的操作费用都低；也不需要加入其他气体作为还原剂，二氧化碳气体进入含触媒的正极性放电反应器，在自身还原性气氛下分解二氧化碳产生碳与氧气，比其他分解二氧化碳的环保设备的效率都突出；

(2)本发明提供的高电压电催化放电反应器完全不需要加入任何化学原料，烟气进入负极性放电反应器，在氧化性气氛下去除烟气中的重金属与VOCs，相比其他除硫脱硝设备而言避免了二次污染；而且耗电量仅相当于现有的等离子除硫脱硝设备的10％，非常节能；

(3)本发明提供的高电压电催化放电反应器同时具备除硫脱硝、去除重金属与VOCs的功能，而且对环境没有二次污染，相较现有的各种烟气中除硫脱硝的环保设备具有明显的优势。

附图说明

图1为实施例1的高电压电催化放电反应器的立体结构示意图。

图2为实施例1的高电压电催化放电反应器去除外壳一和外壳二后的内部结构示意图。

图3为图2中的负极性放电反应器沿A-A面的内部结构剖视图。

图4为图2中的负极性放电反应器的内部组件拆分示意图。

图5为图2中的负极性放电反应器的内部组件装配爆炸图。

图6为图2中的正极性放电反应器沿B-B面的内部结构剖视图。

图7为图2中的正极性放电反应器的内部组件拆分示意图。

图8为图2中的正极性放电反应器的内部组件装配爆炸图。

图9为图2中的负极性放电反应器沿A-A面的剖面示意图。

图10为图2中的正极性放电反应器沿B-B面的剖面示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例提供的高电压电催化放电反应器的结构如图1～10所示，其包括通过一气体管道3连接的一正极性放电反应器6和一负极性放电反应器7；所述正极性放电反应器6包括三个依次串联连通的放电结构单元一，所述放电结构单元一包括两组并行串联排布的放电组件一，所述放电组件一包括一均布有放电针的PCB板一603、贴设于所述PCB板一603的两侧的两个放电反应器一602，和贴设于所述放电反应器一602的外侧的两个模组绝缘板一601，所述放电反应器一602内还嵌设有触媒载体604；所述负极性放电反应器7包括一个放电结构单元二，所述放电结构单元二包括两组并行串联排布的放电组件二，所述放电组件二包括一均布有放电针的PCB板二703、贴设于所述PCB板二703的两侧的两个放电反应器二702，和贴设于所述放电反应器二702的外侧的两个模组绝缘板二701。

所述放电组件一和所述放电组件二上均设有若干平行的气体通道，并沿所述气体通道设有进气口和出气口，所述放电结构单元一的外围还设有一壳体一，并通过一空心弯管一依次连接所述壳体一的首、尾端，以实现串联连 接，从而形成所述正极性放电反应器6。

所述触媒载体604上阵列有若干个排列方向一致的中空直管，所述气体通道的设置方向与所述中空直管的排列方向一致，所述中空直管的内部附着有一层触媒，所述放电反应器一602包括至少一两端开放的空心长方体一，所述空心长方体一的开放端的设置方向与所述中空直管的排列方向相同。

所述放电反应器二702包括至少一两端开放的空心长方体二，所述空心长方体二的开放端的设置方向与所述气体通道的设置方向一致。

所述PCB板一603还与一高压直流电源一8的正极连接，所述高压直流电源一8的负极接地，所述PCB板二703还与一高压直流电源二9的负极连接，所述高压直流电源二9的正极接地。

所述正极性放电反应器6还置设于一外壳一1中，所述外壳一1的顶部设有一进风口4，所述负极性放电反应器7还置设于一外壳二2中，所述外壳二2的顶部设有一出风口5。

所述外壳一1和所述外壳二2的底部均开设有孔道，所述孔道用于安装所述气体管道3。

采用实施例1提供的高电压电催化放电反应器处理烟气时，可以实现在还原性气氛下，同时高效地分解硫氧化物、氮氧化物与二氧化碳；在氧化性气氛下，去除各种重金属污染与挥发性有机化合物(简称VOCs)，具体工作原理如下：

(1)高电压电催化放电反应器的还原性气氛的获得：

接所述高压直流电源一8的正极的PCB板一603通过放电针对所述正极性放电反应器6放电，所述高压直流电源一8的负极则接地，如此一来高电压电催化放电反应器的电性即为还原性，可令所有经过高电压电催化放电反应器的大部分物质带正电荷。

高电压电催化放电反应器自身还原性的气氛，使得二氧化硫在高电压电催化放电反应器内被分解为硫加氧正离子，而且使得离开高电压电催化放电反应器后的单质硫没有机会与氧再反应，单质硫经过设备被集中收集。

而触媒载体604携带的触媒在高电压电催化放电反应器内，接受电能的激发，在高压电场内的触媒会大幅度降低二氧化硫在高电压电催化放电反应器内被分解为硫加氧所需的电子动能。

同时，高电压电催化放电反应器自身还原性的气氛，使得氮氧化物在高电压电催化放电反应器内被分解为氮加氧正离子，而且使得离开高电压电催化放电反应器后的氮气没有机会与氧再反应，氮气随着烟道集中外排。

而触媒载体604携带的触媒在高电压电催化放电反应器内，接受电能的激发，在高压电场内的触媒会大幅度降低氮氧化物在高电压电催化放电反应器内被分解为氮加氧所需的电子动能。

此外，还原性的气氛使得二氧化碳在高电压电催化放电反应器内被分解为碳加氧正离子，而且使得离开高电压电催化放电反应器后的碳没有机会与氧再反应，碳成为粉末物质可集中。

而触媒载体604携带的触媒在高电压电催化放电反应器内，接受电能的激发，在高压电场内的触媒会大幅度降低二氧化碳在高电压电催化放电反应器内被分解为碳加氧所需的电子动能。

(2)高电压电催化放电反应器的氧化性气氛的获得：

接所述高压直流电源二9的负极的PCB板二703通过放电针对所述负极性放电反应器7放电，所述高压直流电源二9的正极则接地，如此一来高电压电催化放电反应器的电性即为氧化性，可令所有经过高电压电催化放电反应器的大部分物质带负电荷。氧化性的气氛使得烟气中的重金属在高电压电催化放电反应器内被氧化中和成电中性，VOCs被分解成H₂O与CO₂等。

可见，本发明提供的高电压电催化放电反应器完全不需要加入H₂、CO、CH₄、NH₃、C等还原剂，烟气进入含触媒的正极性放电反应器，在还原性气氛下同时除硫脱硝，分解SO₂与NO_x产生单质硫与氮气，比其他除硫脱硝设备的操作费用都低；也不需要加入其他气体作为还原剂，二氧化碳气体进入含触媒的正极性放电反应器，在自身还原性气氛下分解二氧化碳产生碳与氧气，比其他分解二氧化碳的环保设备的效率都突出。

而且，本发明提供的高电压电催化放电反应器完全不需要加入任何化学原料，烟气进入负极性放电反应器，在氧化性气氛下去除烟气中的重金属与VOCs，相比其他除硫脱硝设备而言避免了二次污染；而且耗电量仅相当于现有的等离子除硫脱硝设备的10％，非常节能。

此外，本发明提供的高电压电催化放电反应器同时具备除硫脱硝、去除重金属与VOCs的功能，而且对环境没有二次污染，相较现有的各种烟气中除硫脱硝的环保设备具有明显的优势。