[发明专利]脉冲电晕等离子体高压电源

说明书

本发明提供了一种脉冲电晕等离子体高压电源，包括高压脉冲电源部分和多级磁压缩装置，高压脉冲电源部分包括顺次串联构成回路的充电机、高压储能电容、串联RSD开关、磁饱和开关和脉冲变压器；充电机与高压储能电容并联用于给高压储能电容充电；所述的多级磁压缩装置与脉冲变压器相连，多级磁压缩装置的输出端作为脉冲电晕等离子体高压电源的输出端。本发明消除了RSD开通时的动态功耗，在高重复频率和大电流工作状态下，可提高串联RSD开关的可靠性。本发明的脉冲电晕等离子体高压电源在处理低浓度发SO₂和NOx时，仍有很好的脱出效果。

技术领域

本发明属于等离子体电源设计领域，具体设计一种脉冲电晕等离子体高压电源。

背景技术

近年来随着火电装机容量不断增长，排放污染物的总量增加对大气环境造成了很大压力，重点控制地区的燃煤机组污染物排放要求需要控制在：烟尘浓度≤20mg/Nm³；SO₂浓度≤50mg/Nm³；NOx浓度≤100mg/Nm³；汞及其化合物≤0.03mg/Nm³。

目前，脱硫(SO₂)以采用吸收剂对烟气中SO₂进行吸收处理的技术为主，分为湿法脱硫技术和干法脱硫技术两种。湿法脱硫技术包括石灰石-石膏法、海水法、氨法、双碱法等；干法包括炉内喷钙法、循环流化床法、喷雾干燥法等。

脱硝(NOx)采用的技术主要有低氮燃烧技术(LNB)和炉内空气分级技术(OFA)，以及选择性非催化还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)等。

上述技术只对单一污染物针对性处理，需使用吸收剂，且系统工艺复杂、结构庞大，运行维护成本高。同时，上述技术对低浓度的SO₂和NOx清除效果欠佳，很难达到超洁净排放。而采用高陡度高压脉冲等离子体技术可同时处理SO₂和NOx，且对低浓度的SO₂和NOx仍具有很好的清除特性。此外，脉冲等离子体技术在其它废物治理(VOCs、PAHs、汞、特种污染水等)方面也取得明显进展。

随着大功率高压电力电子器件(如IGBT、RSD)和高矩形比、低矫顽力磁性材料(如纳米晶)等技术的快速发展，现已具备研发出工业用高陡度高压脉冲等离子体电源的条件。目前，国内外针对等离子体电源的研制工作均有开展。产生等离子体的技术主要分为两种：一种是采用高频(10kHz以上)交流电压形成等离子体，由高频交流等离子体电源和介质阻挡放电(BDB)反应器构成，其特点为：电源制造较容易、成本低，但反应器结构复杂、洁净度要求很高且不抗粉尘，因此，不适合燃煤电厂等有粉尘的场合。第二种采用高压脉冲(500纳秒级)电压产生等离子体，由脉冲等离子体高压电源和反应器(同电除尘结构)构成，电源制造难度大，但抗粉尘，可用于燃煤电厂的脱硫脱硝，是未来发展趋势。目前，国内外有少量的脉冲等离子体高压电源的示范应用，但未能解决磁开关功耗大、温度高、可靠性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种脉冲电晕等离子体高压电源，解决现有脉冲等离子体高压电源磁开关功耗大、温度高、可靠性差的问题。

本发明的脉冲电晕等离子体高压电源包括高压脉冲电源部分和多级磁压缩装置，所述的高压脉冲电源部分包括充电机、高压储能电容、串联RSD开关、磁饱和开关和脉冲变压器；高压储能电容、串联RSD开关、磁饱和开关和脉冲变压器顺次串联构成回路，充电机与高压储能电容并联用于给高压储能电容充电；所述的多级磁压缩装置与脉冲变压器相连，多级磁压缩装置的输出端作为脉冲电晕等离子体高压电源的输出端。

作为本发明的优选方案，所述的多级磁压缩装置中的磁开关采用级联结构，解决散热和绝缘等技术难题。

作为本发明的优选方案，所述多级磁压缩装置中的第一级磁开关采用10个单磁环开关串联结构，相邻单磁环开关联接处设有散热油道。