[发明专利]一种活性炭粉末荷电离散喷射装置

说明书

本发明涉及一种活性炭粉末荷电离散喷射装置，该装置中采用高频交变电场产生两个介质阻挡放电区域；混合活性炭粉末的空气进入喷射装置，首先被第I放电区域介质层阻挡形成湍流，将第I放电区域正负离子卷吸进气流中。在第II放电区域中，这些正负离子中的电子从交变电场获得能量，继续维持等离子体，同时活性炭粉末会吸附电子荷上负电。当荷电的活性炭粉末离开喷射装置，由于活性炭粉末都带负电相互排斥，因此可以获得极好的离散性能。该喷射装置占用空间小，对烟道阻力影响极小，同时活性炭粉末可以良好分散，与烟气中的各种有毒有害物质充分接触，提高活性炭粉末吸附污染物的效率。

技术领域

本发明涉及活性炭喷射设备技术领域，具体为一种应用于各种锅炉烟道中活性炭粉末荷电离散的喷射装置。

背景技术

我国社会经济高速发展的同时，能源消耗增多，城市垃圾量增加，各种燃煤电厂的燃煤锅炉和垃圾焚烧锅炉数量也相应增加。各种锅炉烟气中含有大量有毒有害气体、重金属和有机类污染物等。例如焚烧过程中产生的SO₂、NO_x、HCl、Cl₂、HF等酸性有害气体，重金属元素主要有汞、镉、铅、锌、铬、铜和砷等，多环芳烃和二噁英等有机污染物。因此脱除燃烧烟气中的污染物是能源与环境行业肩负的重任。

目前脱除以上污染物的主要技术方法如下：针对酸性有害气体，主要采用干法、半干法和湿法进行脱除，在干法中可以采用活性炭吸附；针对重金属污染的处理方法主要有以下几种：①降温使重金属自然凝聚成核或冷凝成粒状物后被除尘设备捕集；②喷射诸如活性炭等吸附剂，吸附重金属形成较大颗粒而被除尘设备捕集；③催化转变，改变重金属种类；④将尾气通过湿式洗涤塔；针对多环芳烃和二噁英的处理方法主要为采用活性炭吸附，或改变燃烧温度抑制生成。综上可见，活性炭吸附可以同时对多种污染物具有吸附效果。

目前锅炉烟道中活性炭粉末喷嘴多采用文丘里管式，采用高压空气通过文丘里管，产生高速气流带动活性炭粉末。这种方式在实际应用中会出现以下主要问题。第一该方案中活性炭粉末不容易充分分散，烟气中的有害物不能被充分吸附。第二由于文丘里管出口尺寸缩小，高速流动气体在出口处由于膨胀产生低温区，在此处酸性气体凝结会造成管道腐蚀。为解决以上问题，实际应用中必需采用多喷管结构。同时江苏天楹、福建龙净、无锡雪浪等环保公司公开了多个发明专利，将喷管置于烟道之外，或者通过改变活性炭喷嘴来扩大活性炭的分散能力。但是这些技术方案中，没有提出改善活性炭粉末特性，提高活性炭粉末自身排斥性能，以提高分散性能的方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种活性炭粉末荷电离散喷射装置，以解决现有活性炭粉末喷射技术中，活性炭粉末离散性能不足而导致的活性炭粉末利用率不高，有毒有害物质无法被高效吸附的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种活性炭粉末荷电离散喷射装置，布置在烟气通道中轴线位置，具有管壳，管壳两端分设有烟气入口和烟气出口，所述的管壳内设有第I放电区域和第II放电区域。

第I放电区域：包括平板电极、介质层和针电极，所述的针电极位于管壳中轴线上且针电极的针尖指向烟气入口方向，介质层垂直设置在针电极与烟气入口之间，平板电极紧贴介质层外端面设置朝向烟气入口，这样可使第I放电区域形成的等离子体不会被高速气流吹熄，并可以在介质层后侧形成涡流，将等离子体中的正负离子卷吸进气流中。

第II放电区域：包括环套在针电极上的针电极介质层、若干个沿针电极介质层轴线间隔排列的环形电极，环形电极与管壳内壁之间设有起隔离作用的绝缘层。

上述针电极与平板电极、环形电极之间均接入交流电源，其中平板电极和环形电极接地；为防止空气放电过程中产生过量的活性氧原子，使活性炭被氧化失去吸附活性，所述交流电源的电压为5～10kV，频率为50～100kHz。

进一步地，所述的管壳主体部分直径不小于烟气通道直径的15％。