专利名称：电离型气体净化装置的制作方法
技术领域：
本发明属环保技术领域，具体涉及一种电离型气体净化装置。
背景技术：
VOCS气体(易挥发性有机化合物废气)主要来源于化工原料、化工产品生产、喷(烘)漆过程和建筑装饰材料。常见的有甲烷、丙二醇、TXIB、甘二醇丁基醚、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛、己醛、2，4，4三甲基戊酯、十一烷、酚等。目前对VOCS的处理主要采用蒸发、吸收、吸附、冷凝及燃烧等方法，但这只是治表，不能治本，而且运行成本高，有严重的二次污染产生。即这些方法在技术和经济上都存在一定的缺陷，上世纪八十年代起应用电离法处理VOCS被视为一种很有发展前途的技术而被大力研究。
利用静电力将气体中的悬浮粒子(粉尘或滴液)分离出来，并通过有效捕集，达到除尘净化的目的，但它对有机废气的治理净化几乎没有效果，这是电除尘器的基本工作原理和结果。
运用电除尘器的基本原理，针对气态污染物的特点，通过强大的电离能，去轰击有害气体分子的化学键，使分子化学键断裂，将有害废气降解为单质或一氧化碳、水及其他无害物质。从理论上分析，这是完全可能的，因为这种高能电子超过了个有机物和大多数无机物中化学键的解离能；再因为治理粉尘的路径是“凝聚”，而治理气态污染物的路径是“分解”，其路径方向是相反的。因此本发明在设计处理器本体结构时，同样采取了“背道而驰”的思维模式，将电除尘器中的两极“包笼型”改为两极“分离型”，将阴电晕改为阳电晕。试验和实际生产应用结果表明本发明基本原理是正确的，治理效果是显著的，电离型气体净化器是治理气态污染物的新型产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效治理VOCs气体的电离型气体净化器。
本发明提出的电离型气体净化器，包括机械结构和电路结构两个部分。其中，机械结构部分由若干处理单元(单个电场)以串联或并联方式组成，这些处理单元组装于两头分别具有进气口和出气口的箱体外壳内。这里的处理单元是矩形电场，由若干个相同长度的阴极和阳极两端分别固定在绝缘板上组成，是矩形电场，其中，阳极按行列形式排列，两端分别垂直地固定于两块绝缘板上；阴极设置于四根阳极组成的矩形的对角线交叉处，两端分别穿过阳极固定绝缘板上的洞孔，通过固定螺丝和弹簧垂直地固定于另两块绝缘板上，阳极和阴极平行排列，见图1和图2所示。
本发明中，阳极选用耐腐蚀的铜质或不锈钢的管子，直径为8-30mm；阴极选用耐腐蚀的、韧性强、强度高的金属丝，直径为0.05mm-0.2mm。具体可根据处理废气时的规模确定。
本发明中，阴极(也包括阴极)行列数以及长度也根据处理装置大小选定，一般行数为5-20，列数为5-20，长度为30cm-200cm。阴极(或阴极)行、列相隔间距为15mm-80mm。
本发明中，机械结构部分的若干个电场可以卧式排列，也可以竖式排列，根据实际需要而定。
本发明的电路结构由中央控制器、高压供电电路、低压控制电路组成，还可包括各种检测电路。其结构框图见图5所示。
本发明的高压供电电路由断路器、熔断器、晶闸管、限流电抗器、整流变压器、取样电路、保护电路经电路连接组成，见图6所示。该电路对处理单元输出高电压，通过高压放电产生等离子体。具体电路连接和原理描述如下交流电源由输入端001、002引入，合上断路器QF1，则电源经快速熔断器FU1、FU2送给两只反向并联晶闸管V1、V2，V1、V2受微型计算机的控制，只要在A1单元电路输出插座XT4的XT4.2、XT5的XT5.1端子上有正向脉冲输出，即可使V1、V2输出大小可调的非正弦交流电压，送至高压整流变压器的输入端LX、TX，经电抗器L1平波，然后由升压变压器TM升压，再经高压硅整流桥V25-V28整流，输出负的脉冲直流电源，经高压阻尼电阻R4送至电场的阳极，高压整流变压器的正端经两次电流取样电阻R1后可靠接地。
本低压控制电路由电源电路、接口电路、信号处理电路、计算机电路和键盘显示电路五部分组成。为通用电路，故不作叙述。
本发明的工作原理如下通过高压、高频电流，激发电场内形成有电子流和正离子流组成的离子流，以每秒钟数万次的有效碰撞，将待处理气体激活，在发生一系列基元物化反应的同时，气体分子中的化学键遭到破坏，有害气体分解成无害的单质气体分子和单质固体微粒，经过多级电场的多层处理，达到无毒、无色、无味、无尘的净化目的。
图1为本发明的处理单元横向截面图示。
图2为本发明的处理单元纵向截面图示。
图3为本发明处理单元照片。
图4为本发明的机械结构(电场)卧式排列图示。
图5为本发明的电路结构框图。
图6为本发明的高压供电设备电路图。
图中标号1为阳极，2为阴极，3为固定阳极用的绝缘板，4为固定阴极用的绝缘板，5为弹簧，6为固定螺丝。
具体实施例方式
根据实际处理废气的规模，可以设计不同规格尺寸的电场结构，选用不同的电极直径，对高压供电电路选择不同的输出电压和输出频率。电场的阴极可采用铜管或不锈钢管。阴极采用耐腐蚀、韧性强、强度高的金属丝，例如镍丝等。单个电场的设计、组装按图1、图2和图3所示进行。本发明分别设计了如下不同型号电离型气体净化器，其参数分列如下
在实际应用过程中，各类企业排放的各种VOCS成分、浓度都是千差万别的，由于分解率有一定要求的，为了达到预期的处理效果，就必须针对该企业排放物的成分和浓度等实际情况，确定不同的结构，其主要考虑选择不同的电极材质，确定不同的电极密度，设计不同的处理级数。根据推算，经过3-6级处理，一般气体均能达到或优于国家规定的排放标准。
电极材质、密度与分解率相关表
各层级分解率对照表
整个净化器设备可由若干级单个电场(1个净化处理单元)组成，各个电场间可以是并联，也可以是串联，排列方式可以是卧式，也可以竖式，根据实际需要选定。以卧式装置为例(见图6所示)，该设备由10台单个处理组成，上、下二层为并列排列，每层为5台串联排列，上、下两层分别设有进气口和出气口，进气口与需要处理的气体管道连接，图中为与烟囱连接。
电路结构部分输出端与电场(机械部分)的电极连接，即组成整个气体净化器。
本装置经多家企业试用，效果十分良好，例如，上海某铜材厂涂漆车间排放的废气主要是苯类等有机气体，目前的活性碳吸附处理装置已基本无效，而且还有无组织排放现象，严重影响了周边环境，另外，这种传统的治理设备运行费用昂贵，制约了行业经济效益的不断提高，并且还产生严重的二次污染。
废气的排放现状如下
试用本发明设计的气体净化器，取得了比较理想治理效果
本发明装置还经多家排放不同类型废气的企业试用，例如上海某香料有限公司基料车间排放异味气体的处理，上海某金属切割厂的橡胶烧炉的烟尘处理等，均取得比较理想的治理效果。
本发明装置与现有净化装置相比优势明显(1)分解气体范围广。由于等离子体的处理原理是激活废气中的活性组分，将有害化合物分解成无害的单质分子、微粒和水等物质，所以对于常见气态污染物中的SO2、NOx、VOCS等都有良好的治理效果。
(2)能耗低。一台排放口风量在10000m3/h左右的处理器的日耗电费用约在60元左右，几孚不需要日常维护，是其他传统设备所无法比拟的。
(3)无二次污染。该设备无需任何添加剂，无二次污染产生，是理想的绿色环保产品。
(4)工艺简单，组合灵活，造型美观，设备运行稳定。
本装置可广泛应用相关企业的废气处理。
权利要求
1.一种电离型气体净化装置，包括机械结构和电路结构两个部分，其特征在于机械结构部分由若干个处理单元以串联或并联方式组成，并组装于两头分别具有进气口和出气口的箱体外壳内；该处理单元由若干根相同的阴极和阴极两端分别固定于绝缘板上组成，构成矩形电场；这里阳极按行列形式排列，两端分别垂直地固定于两块绝缘板上，阴极设置于4根阳极组成的矩形的对角线交叉处，两端分别穿过阴极固定用绝缘板上的洞孔，通过固定螺丝和弹簧垂直固定于外侧的另两块绝缘板上，阳极和阴极平行排列。
2.根据权利要求1所述的电离型气体净化装置，其特征在于所述阴极采用铜质或不锈钢的管子，直径8-30mm；所述阴极采用耐腐蚀韧性强的金属丝，直径为0.05-0.2mm。
3.根据权利要求1所述的电离型气体净化装置，其特征在于所述处理单元的阳极行数为5-20，列数为5-20，行、列间距为15mm-80mm，长度为30cm-200cm。
4.根据权利要求1所述的电离型气体净化装置，其特征在于所述电路结构部分由中央控制器、高压供电电路、低压控制电路经电路连接组成，其中高压供电电路由断路器、熔断器、晶闸管、限流电抗器、整流变压器、取样电路和保护电路经电路连接组成，该电路对处理单元输出高压电，通过高压放电产生等离子体。
5.根据权利要求4所述的电离型气体净化装置，其特征在于交流电源由输入端001、002引入，合上断路器QF1，则电源经快速熔断器FU1、FU2送给两只反向并联晶闸管V1、V2，V1、V2受微型计算机的控制，只要在A1单元电路输出插座XT4的XT4.2、XT5的XT5.1端子上有正向脉冲输出，即可使V1、V2输出大小可调的非正弦交流电压，送至高压整流变压器的输入端LX、TX，经电抗器L1平波，然后由升压变压器TM升压，再经高压硅整流桥V25-V28整流，输出负的脉冲直流电源，经高压阻尼电阻R4送至电场的阳极，高压整流变压器的正端经两次电流取样电阻R1后可靠接地。
全文摘要
本发明属环保技术领域，具体涉及一种电离型气体净化装置。该装置由机械和电路两部分组成。机械部分由若干个处理单元(矩形电场)以串联或并联组成，并组装于具有进气口和出气口的箱体外壳内。每个处理单元由若干相同长度的阳极和阴极两端分别固定于绝缘板上组成；电路部分包括中央控制器、高压供电电路、低压控制电路组成，其中高压供电电路对处理单元输出高电压，通过高压放电产生等离子体。等离子体对经过处理单元的废气进行轰击分解，转化为单质分子、微粒和水等无害物质。本发明装置可有效处理常见气体污染物中的SO
文档编号B01D53/46GK1833762SQ200610024299
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月2日 优先权日2006年3月2日
发明者张金林 申请人:上海保蓝环保科技发展有限公司