[发明专利]用于气态污染物预处理的阵列式窄间隙同轴流光放电反应器

说明书

技术领域

本发明属于气态污染物控制技术领域，涉及到一种用于气态污染物预处理的阵列式窄间隙同轴流光放电反应器结构。

背景技术

燃煤或燃油锅炉烟气和化工废气含有大量的气态污染物，如SO₂、NOx、VOCs和Hg等，以及含有这些污染物的气溶胶，严重污染大气环境，给人类生存和生态环境带来巨大的危害。随着国家加紧实施各类环境污染控制的政策和法规，国家和企业都投入巨大人力和物力用于研发各类气态污染物控制技术、安装气态污染物治理设备，使气态污染物的污染形势得到一定控制。目前常规的气态污染物控制方法主要有吸收法、吸附法和氧化/还原法等，通过添加化学试剂和吸附剂等，在化学反应或吸附效应发生的条件下，利用化学反应或吸附效应脱除气态污染物。由于这些化学反应具有单一性或吸附效应具有选择性，导致烟（废）气中同时存在多种污染物时，必须采用若干个方法构成的串联工艺进行处理，比如采用石膏法处理SO₂，采用选择性催化还原法处理NOx，采用催化氧化法处理VOCs，采用盐酸喷雾法处理Hg等。由于这些方法各自独立，进而导致复合污染物处理设备系统非常庞大，建设成本高。

近些年来，研究者们逐渐关注应用物理手段诱导化学反应过程发生、并实现气态污染物的处理，其中就包括气体放电气态污染物处理方法。气体放电处理气态污染物的原理是：气体放电过程中，有高能电子（能量大于5eV）存在。通过高能电子与中性分子碰撞，这些中性分子主要是水分子、氧分子、氮分子等，导致中性分子电离和激发过程产生。再通过电子、离子和分子间的链式反应，生成一些化学反应活性强的活性物质，如羟基自由基、氧自由基、氮自由基、氢自由基、臭氧、原子氧和活性氧等。应用这些活性物质与烟（废）气中气态污染物分子反应，尤其是应用这些活性物质与常规方法处理过程中不能被净化的污染物分子反应，均具有较高反应效率，一方面将气体污染物直接转化为无毒性物质，另一方面可将传统方法不能处理物质转化为可处理的物质，为传统方法处理提供反应条件。而且，气体放电气态污染物处理方法无选择性，可同时处理多种污染物，减少复合污染物处理工艺组成，降低设备成本。

公开号为CN102160961的中国发明专利申请公开说明书介绍一种介质阻挡放电反应器、烟气脱硫脱硝系统及脱硫脱硝工艺。即燃烧后的烟气进入介质阻挡放电反应器，采用7-15kHz的交流高压电源供电，反应器产生高活性的氧化性粒子，氧化烟气中的NO、SO₂的方法。经介质阻挡放电反应器处理后的烟气进入硝酸吸收塔，其中的氮氧化物、硫氧化物被硝酸进一步氧化吸收，达到同时脱硫脱硝的目的，其介质阻挡放电反应器实际是烟气预处理器。但是，该方法是一种体放电型的介质阻挡放电反应器，这类介质阻挡放电反应器的放电间隙不能大，一般不能大于5mm，如果放电间隙大，必须增加电源输出电压才能保证放电发生，且放电是不均匀的丝状放电，单位能量产生活性物质效率低；而且体放电型的介质阻挡放电反应器静态电容大，高频电源供电时，反应器上承担电压低，出现放电不能发生的问题，尤其是在反应器放大时高频供电问题将更加显现。

公开号为CN101716451的中国发明专利和授权公告号为CN201578978的中国实用新型专利，介绍了放电等离子体烟气脱硫、脱硝和脱汞方法，在放电反应器中完成放电活性物质产生和活性物质与污染物分子反应的两个功能。但电晕放电活性物质生成量少，如果处理烟气量大，必须增加放电反应器的体积，以保证烟气在反应器的停留时间，达到规定的污染物脱除效率。由此导致产生放电反应器制造成本增加、及该反应器供电电源等配套设备成本增加的问题。

公告号为CN102160961的中国发明专利介绍组合式放电等离子体反应器放电电极及其结构调整方法。该放电电极有放电片、定位管和串杆构成，放电片为带有尖端的薄片，放电片通过定位管固定在串杆上，通过调整串杆的长度调整放电片间距，放电片尖端数目可调（如2个、4个和6个）。放电电极可用于构成线筒形和线板形放电等离子体反应器，应用于放电等离子体净化气态污染物和气溶胶态污染物。该方法没有说明对于圆筒接地电极结构情况下放电片上两个尖端距离调整方法，以及放电反应器结构放大方法。

发明内容