带自冲洗功能的等离子废气处理装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种带自冲洗功能的等离子废气处理装置，包括一个安装架，设置在安装架外侧面的密封壳体，所述密封壳体上设置有废气进口和废气出口，在密封壳体内设置有等离子反应单元，所述等离子反应单元包括外表面设置有放电尖端的负极管，与负极管同心且套在负极管外的正极管，其特征在于，所述正极管的顶端设置有冲洗正极管内表面的喷淋装置。本发明在等离子废气处理装置上安装一套喷淋装置，通过对等离子废气处理装置工作状态的切换，自动启动喷淋装置对处理装置的内部进行清洗，能够清除由于潮湿而粘附在装置内表面的粉尘及焦油。利用调整装置能够保证每个负极管处于正极管的中心，使各正极管内的反应均匀，保证处理烟气的效果。
【专利说明】带自冲洗功能的等离子废气处理装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及烟草领域，具体涉及一种对烟草采用干冰膨胀烟丝法处理后产生的烟气进行处理的尖端放电废气处理装置。
【背景技术】
[0002]在烟草行业中，对烟草进行处理而采用的干冰膨胀烟丝技术，是以干冰为膨胀介质的烟丝膨胀方法，其优点是填充值高，能有效降低烟草中的焦油含量和杂气而提高卷烟的产品质量，是国内外普遍采用的膨胀烟丝方法。干冰膨胀烟丝生产线主要分为冷端和热端，其中冷端包括供料系统、回收系统和浸溃系统，热端包括燃烧炉系统、膨胀循环系统和回潮系统。燃烧炉是热端的核心加热设备和废气处理设备，一方面，为工艺气体提供热量，另一方面，将膨胀烟丝过程中产生的有害废气在高温下焚烧掉，焚烧过程必须加入大量天然气或油等燃料助燃，这在烟气中就产生了一定数量的二氧化碳和氮氧化物，对环境造成了一定的危害，如果专门设置烟气处理装置，则有设备占地面积大、维护保养费用高等缺陷。
[0003]为解决上述问题，现有技术中采用尖端放电的电除尘法，如申请号为201120266915.9的专利公开“一种尖端电晕放电等离子体废气治理装置”的方案，其公开了一种尖端电晕放电低温等离子体废气治理装置，该装置由一组蜂窝式正极搭配相应数量的负极管而形成一个废气处理单元，正极相互之间共用正六边形临边，负极管按层在外表面上设置数个金属导电尖端，利用正负极管之间的电位差来形成导电尖端的尖端放电。该方案可以有效去除废气中的硫、氮化物及粉尘，但是此方式仅适用于高温的烟气处理，如果烟气较湿润则分离后粉尘易粘附在正极管表面，影响反应的持续处理，此外烟草处理产生的烟气中不但是高湿度还含有大量的焦油，上述方案也不能保持处理效果的稳定性。
【发明内容】
[0004]为解决现有尖端放电设备不适应于高湿度且含焦油的烟草废气处理的问题，本发明提供一种带有自动冲洗功能的处理烟草废气的等离子废气处理装置，具体方案如下:带自冲洗功能的等离子废气处理装置，包括一个安装架，设置在安装架外侧面的密封壳体，所述密封壳体上设置有废气进口和废气出口，在密封壳体内设置有等离子反应单元，所述等离子反应单元包括外表面设置有放电尖端的负极管，与负极管同心且套在负极管外的正极管，其特征在于，所述正极管的顶端设置有冲洗正极管内表面的喷淋装置。
[0005]为提高清洗效果:所述喷淋装置包括进水管及与正极管轴心线相对的喷头，所述进水管上设置有电磁阀。
[0006]为方便控制及提高废气处理能力:所述等离子反应单元包括多个正极管和负极管，其中各正极管通过正极管支架以相互平行的方式固定在一起，且各正极管之间的空隙被正极管支架密封，各负极管的底端通过负极管支架固定在一起且固定后各负极管的位置与相应正极管的轴心线对应，所述负极管支架固定在正极管支架的底部且固定后各负极管分别插入相应的正极管内，负极管位于正极管内的部分表面上设置有放电尖端。
[0007]为提供最佳的放电范围:所述正极管、负极管的直径与放电尖端的长度之比为15:3:1，其中放电尖端长度与其放电范围的比例为1:4?5。
[0008]为提高清洗效果:所述进水管上设置有多个喷头且各喷头分别与一个负极管相对。
[0009]为提高废气处理能力:所述安装架内设置有由滑轨围成的单元空间，等离子反应单元通过正极管支架活动插入到单元空间内，所述安装架内并列设置有多个单元空间且每个单元空间内都安装一个等离子反应单元。
[0010]为避免各等离子处理单元之间相互影响:所述正极管支架和负极管支架之间的四个边角处安装有隔离电磁瓶，所述安装架内设置有为隔离电磁瓶提供暖风的暖风通道。
[0011]为方便调整各负极管的位置:所述负极管支架上设置有调整负极管相对正极管位置的调整装置，所述调整装置包括设置在负极管支架与负极管接触面上且与负极管垂直的横槽、设置在负极管安装位置上的贯穿螺孔、穿过贯穿螺孔的固定螺栓、设置在负极管与负极管支架之间且套在固定螺栓上的调距弹簧。
[0012]本发明在等离子废气处理装置上安装一套喷淋装置，通过对等离子废气处理装置工作状态的切换，自动启动喷淋装置对处理装置的内部进行清洗，能够清除由于潮湿而粘附在装置内表面的粉尘及焦油。利用调整装置能够保证每个负极管处于正极管的中心，使各正极管内的反应均匀，保证处理烟气的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1本发明的外部结构示意图；
[0014]图2图1的俯视图；
[0015]图3本发明的内部结构示意图；
[0016]图4等离子反应单元的结构示意图；
[0017]图5本发明中调距装置结构示意图；
[0018]附图中标号说明:1-安装架、101-滑轨、2-密封壳体、201-废气进口、202-废气出口、203-废水汇流口、204-维护门、3-喷淋装置、301-进水管、302-喷头、4-暖风通道、5-等离子反应单元、501-正极管支架、502-正极管、503-负极管、504-放电尖端、505-负极管支架、506-隔离电瓷瓶、507-横槽、508-固定螺栓、509-贯穿螺孔、510-调距弹簧。
【具体实施方式】
[0019]如图1、2、3所示，本发明的等离子废气处理装置，包括一个安装架1，设置在安装架I外侧面的密封壳体2，所述密封壳体2上设置有废气进口 201和废气出口 202，在密封壳体2内设置有等离子反应单元5，所述等离子反应单元5包括外表面设置有放电尖端504的负极管503，与负极管503同心且套在负极管503外的正极管502，所述正极管502的顶端设置有冲洗正极管内表面的喷淋装置3。
[0020]具体的废气进口 201开在与正极管502—端相对的密封壳体2上，而废气出口 202开在与正极管另一端相对的密封壳体2上，工作时，烟草废气由废气进口 201进入正极管502内，此时负极管503上的放电尖端504在通电后，在负极管503与正极管502之间的空间内产生8000?15000伏特的高压电，使得内部空气产生强烈的电荷运动，同时还产生各种0Η、Η02、Ν、0和O3等活性物在内的各种活性基团，上述活性基团与烟草废气中的SO2等气体发生反应，生成中间产物SO3等物质，最终生成水和二氧化碳，而一些未被分解的物质则被吸附到负极管503的放电尖端504上，在工作一段时间后，停止对负极管503的供电，启动喷淋装置3向正极管502内喷水，将负极管内外表面及正极管内表面上的粘附物冲走，在安装架I底部的密封壳体2上设置一个废水汇流口，冲下的废渣由废水汇流口排走，等喷淋装置3冲洗完成后再恢复对负极管503的供电，重新启动废气处理过程，在整个废气处理过程中循环上述操作。本发明能够根据具体情况定时清洁等离子反应装置，使正极管502内的电晕环境保持良好，提高电晕反应的效果。
[0021]如图4所示，为提高清洗效果，所述喷淋装置3包括进水管301及与正极管轴心线相对的喷头302，所述进水管301上设置有电磁阀。进水管301设置在正极管502的顶端且与正极管502保持一定的距离，具体的距离以喷头302的喷淋面决定，以能够完全清洁到正极管502的管口为标准，而电磁阀能够接收控制指令，使喷头302的工作与负极管503的断电配合更紧密。为提高处理效果，本发明的等离子反应单元5包括多个正极管502和负极管503，其中各正极管502通过正极管支架501以相互平行的方式固定在一起，且各正极管502之间的空隙被正极管支架501密封，各负极管503的底端通过负极管支架505固定在一起且固定后各负极管503的位置与相应正极管502的轴心线对应，所述负极管支架505固定在正极管支架501的底部且固定后各负极管503分别插入相应的正极管502内，负极管503位于正极管502内的部分表面上设置有放电尖端504。采用多个正极管502和负极管503构成的等离子反应单元5能够提高废气的处理量，采用相应的支架能够简化正极管和负极管的安装和维护，利用正极管支架将各正极管之间的空隙封闭，能够防止未经处理的废气通过空隙排出，工作时废气由各正极管的顶部进入正极管内，通过电晕反应后再由正极管的底部排出，再由壳体上的废气出口排到大气中。针对多个正极管的结构，相应的进水管上设置有多个喷头且各喷头分别与一个负极管相对。具体的进水管根据正极管的排列结构分别设置在各列正极管的顶部，为每个正极管设置一个喷头可避免清洁遗漏，各喷头统一由电磁阀控制。
[0022]为进一步简化维护并提高废气处理量，本发明在安装架I内设置由滑轨101围成的单元空间，等离子反应单元5通过正极管支架501活动插入到单元空间内，所述安装架I内并列设置有多个单元空间且每个单元空间内都安装一个等离子反应单元5。安装时以带有一定数量正极管502和负极管503的等离子反应单元5为单位，具体的正极管支架501和负极管支架505为矩形的框架,而滑轨101设置位置与正极管支架501结构相对应,通过正极管支架501与滑轨101的卡合，使得整个等离子反应单元5活动安装在滑轨101上，在壳体上的相应位置设置维护门204，维护时，打开维护门204通过拉动正极管支架501将等离子反应单元5整个拉出，而相应的喷淋装置安装在安装架上，两者的维护互不影响。上述活动拉出的方式避免了现有技术中只能拆卸密封壳体进行维护的现象，各个等离子反应装置5相互独立，使得维护的针对性更强。上述滑轨101的安装是仅针对正极管支架，相应的滑轨也可以同时针对负极管支架或仅针对负极管支架。为避免各等离子反应装置5之间相互影响，本发明在正极管支架501和负极管支架505之间的四个边角处安装有隔离电磁瓶506，所述安装架I内设置有为隔离电磁瓶506提供暖风的暖风通道。利用暖风机提供暖风通过暖风通道吹扫隔离电磁瓶表面，可避免隔离电磁瓶结露。
[0023]为保证电压能够产生最大的效果，本发明中正极管502、负极管503的直径与放电尖端504的长度之比为15:3:1，其中放电尖端长度与其放电范围的比例为1:4?5。在上述比例关系下，负极管503产生的放电电压对通过的烟气有最大的击穿效果，同时根据放电尖端504的放电范围能够确认最佳的放电范围，因此在这个范围内可以任意设置正极管502和负极管503的相对直径。正极管502与负极管503内的放电尖端504不接触，同时放电尖端可以采用独立的针状结构，或采用连接的锯齿状结构，不论是针状结构还是锯齿状结构相应的突出长度及相互间距都应保持一致。采用圆筒形的正极管502和负极管503使电晕的范围更均匀，而且清洁更方便。同样不考虑正极管相互之间的接触，也避免了现有技术中各个正极管之间电晕相互影响的问题。
[0024]本方案在工作时，由干冰膨胀烟丝处理工艺流程中出来的废气温度在180°C以上，废气经过初步除尘和降温处理后，剩下的主要是含有焦油和粉尘等的高湿度废气，该废气通过废气进口进入密封壳体内部，再进入正极管通道，负极管上的放电尖端和正极管之间产生8000?15000伏特的高压电，气体被击穿，产生电子、各种离子、原子和自由基在内的各种活性基团，废气中异味物质分子与之碰撞，使其激发到更高的能级，形成激发态分子，内能增加，促使化学键断裂形成活性物质并与发生一系列复杂的化学反应，最终形成水和二氧化碳；对于异味物质颗粒，则在碰撞过程中荷电，大部分吸附到负极管上。当等离子反应单元停止工作时，打开电磁阀，利用高压水将吸附到负极管上的异味物质冲洗掉，确保再工作时的效果。经过实际测试，对于干冰膨胀烟丝线产生的进入该装置处理的工艺废气，异味物质可去除率90%以上，排放水平远远低于国家相关环保标准的要求。采用采方案后避免了现有技术中等离子处理装置工作一段时间后，需要停机由工人进行手动清扫的问题，不但提高了工作效率而且减少了工人的劳动强度，此外，清扫后的废水经过相应的废水处理系统后，还能够循环利用。为针对一些粘附性较强的溶液，可以采用带有特定溶液的专用清洗液。
[0025]为了方便调整每个负极管与正极管之间的位置，本发明所述负极管支架501上设置有调整负极管503相对正极管502位置的调整装置，所述调整装置包括在负极管支架505与负极管503接触面上设置的与负极管503垂直的横槽507，所述负极管503上设置有贯穿螺孔509，在贯穿螺孔509内安装有固定螺栓508，固定螺栓508穿过贯穿螺孔509、横槽507后将负极管503固定在负极管支架505上，在负极管支架505和负极管503之间设置有套在固定螺栓508上的调距弹簧510。使用时，通过调整固定螺栓508在横槽507中的位置可以调整负极管503相对负极管支架505的横向位置，通过调整固定螺栓508的松紧，调距弹簧510能够实现负极管503与负极管支架505之间的距离调整，通过上述结构实现了单个负极管503相对负极管支架505横、纵两个方向上距离的调整。
[0026]现有技术中负极管支架与正极管支架的固定方式为:在正极管支架的底部设置螺孔，负极管支架的顶部设置螺杆，负极管支架通过顶部的螺杆利用螺帽固定在正极管支架的底部。为方便负极管支架调整相对正负管支架的位置，从而调整负极管与正极管轴心线的位置，本方案将正极管支架上螺孔的直径设置成大于负极管支架上螺杆的直径，使螺杆相对螺孔能够移动一定位置，通过上述方式实现负极管支架相对正极管支架位置的调整。
[0027]上述结构避免了现有技术中正极管支架和负极管支架一旦安装后不能调整相互位置的问题。对整个负极管支架和正极管支架的安装精确要求大大降低，同时通过对两者之间相对位置的调整，也使负极管与正极管的距离调整的更加到位，保持正极管内各处放电范围一致。利用横槽和弹簧实现单独负极管相对负极管支架横、纵两个方向上的调整，保证每个负极管与对应的正极管之间达到最佳配合，使整个正极管内放电尖端与正极管内壁之间的放电范围一致，避免同一个正极管内出现处理烟气有强有弱的现象，影响烟气的处理效果。通过本方案调整的每个负极管都能够精确的与相应正极管轴心线重合。
[0028]以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
【权利要求】
1.带自冲洗功能的等离子废气处理装置，包括一个安装架(1)，设置在安装架外侧面的密封壳体(2)，所述密封壳体(2)上设置有废气进口(201)和废气出口(202)，在密封壳体(2)内设置有等离子反应单元(5)，所述等离子反应单元(5)包括外表面设置有放电尖端(504)的负极管(503)，与负极管(503)同心且套在负极管(503)外的正极管(502)，其特征在于，所述正极管(502)的顶端设置有冲洗正极管内表面的喷淋装置(3)。
2.如权利要求1所述的等离子废气处理装置，其特征在于，所述喷淋装置(3)包括进水管(301)及与正极管轴心线相对的喷头(302)，所述进水管(301)上设置有电磁阀。
3.如权利要求1所述的等离子废气处理装置，其特征在于，所述等离子反应单元(5)包括多个正极管(502)和负极管(503)，其中各正极管通过正极管支架(501)以相互平行的方式固定在一起，且各正极管(502)之间的空隙被正极管支架(501)密封，各负极管(503)的底端通过负极管支架(505)固定在一起且固定后各负极管(503)的位置与相应正极管(502)的轴心线对应，所述负极管支架(505)固定在正极管支架(501)的底部且固定后各负极管(503)分别插入相应的正极管(502)内，负极管(503)位于正极管(502)内的部分表面上设置有放电尖端(504)。
4.如权利要求3所述的等离子废气处理装置，其特征在于，所述正极管(502)、负极管(503)的直径与放电尖端(504)的长度之比为15:3: 1，其中放电尖端(504)长度与其放电范围的比例为1:4?5。
5.如权利要求3所述的等离子废气处理装置，其特征在于，所述进水管(301)上设置有多个喷头(302)且各喷头(302)分别与一个负极管(503)相对。
6.如权利要求1所述的等离子废气处理装置，其特征在于，所述安装架(1)内设置有由滑轨(101)围成的单元空间，等离子反应单元(5)通过正极管支架(501)活动插入到单元空间内，所述安装架(1)内并列设置有多个单元空间且每个单元空间内都安装一个等离子反应单元(5)。
7.如权利要求6所述的等离子废气处理装置，其特征在于，所述正极管支架(501)和负极管支架(505)之间的四个边角处安装有隔离电磁瓶(506)，所述安装架(1)内设置有为隔离电磁瓶(506)提供暖风的暖风通道。
8.如权利要求1-7所述的任意一种等离子废气处理装置，其特征在于，所述负极管支架(505)上设置有调整负极管(503)相对正极管(502)位置的调整装置，所述调整装置包括设置在负极管支架(505)与负极管接触面上且与负极管垂直的横槽(507)、设置在负极管安装位置上的贯穿螺孔(509)、穿过贯穿螺孔(509)的固定螺栓(508)、设置在负极管(503)与负极管支架(505)之间且套在固定螺栓(508)上的调距弹簧(510)。
【文档编号】B03C3/78GK104437017SQ201310428891
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】凌卫民, 李建梅, 韩金民, 辛军, 张锋, 孙斌, 段天成 申请人:北京达特集成技术有限责任公司, 上海龙承环保科技有限公司