纳秒电脉冲脱硫／硝反应器制造技术

一种纳秒电脉冲脱硫/硝反应器，包括极线，电极管，极线吊挂，极线并联组件和极线串联组件构成，通过本实用新型专利技术的方法根据应用情况设计反应器的波阻抗，本实用新型专利技术能实现纳秒高电压脉冲波形从反应器输入端传入，纳秒高电压脉冲历遍所有极线，直至末端匹配电阻完全吸收无反射，为纳秒电脉冲高效脱硫脱硝提供必要保障。障。障。

【技术实现步骤摘要】
纳秒电脉冲脱硫/硝反应器


[0001]本技术涉及环保，特别是一种纳秒电脉冲脱硫/硝反应器。该反应器能实现纳秒电脉冲高效脱硫/硝。

技术介绍

[0002]电化学法脱硫/硝的理论早已被验证，近些年国内外也有工程试验装置建造并运行，但效果都不是特别理想。传统的电化学脱硫/硝反应器的同一电场采用极线整体吊挂，即将所有极线并联，未考虑其波阻抗特性，导致高压电脉冲不能有效传输到反应器内的各条阴极线，从而未能达到理想的脱除效果。

技术实现思路

[0003]本技术提出一种纳秒电脉冲脱硫/硝反应器及其制备方法，该填补国内外电化学脱硫/硝反应器波阻抗设计的空白。
[0004]本技术的技术解决方案如下：
[0005]一种纳秒电脉冲脱硫/硝反应器，其特征在于，包括反应器框架、M
×
N 根极线、M
×
N个电极管、M条串联极线(组)、极线并联组件和极线串联组件；所述的极线安装在所述的反应器框架上，并使所述的极线吊挂和所述的反应器框架实现绝缘；每一极线(组)由N条极线(组)的输入端或输出端通过极线并联组件相互连接构成，所述的极线共M
×
N根，每一根极线吊挂一个电极管，所有的电极管并联接地，所述的M和N分别为1以上的正整数，所述的极线和电极管的波阻抗Z1，极线并联组件的波阻抗Z2，极线串联组件的波阻抗Z3，脉冲电源的输出波阻抗为Z4，脉冲电源到脱硫/硝反应器的传输线波阻抗为Z5，其中Z1≈Z2，Z4＝Z1/N，Z3≈Z4≈Z5。
[0006]所述的极线分为阴极线和阳极线，是高压电的载体；
[0007]所述的电极管或电极板为接地的导体；
[0008]所述的极线并联组件是若干极线并联的部件，可以是一条或多条导线；
[0009]所述的极线组是极线通过并联组件连接后形成的一个整体；
[0010]极线串联组件，将若干并联的极线组首尾相连形成串联的部件，可以是一条导线。
[0011]上述纳秒电脉冲脱硫/硝反应器的制备方法，包括下列步骤：
[0012]1)波阻抗设计，实现波阻抗匹配：
[0013]所述的极线和电极管的波阻抗Z1的计算方法如下：
[0014][0015][0016][0017]其中，R1为极线的半径，R2为电极管的半径，ε
r
为极线和电极管间介质的相对介电常数，ε0为真空中介电常数，μ0为真空中磁导率，L为极线和电极管单位长度电感，C为极线和电极管单位长度电容；
[0018]设计极线并联组件的波阻抗为Z2，使得：
[0019]Z1≈Z2
ꢀꢀꢀ
(4)
[0020]根据纳秒脉冲电源的输出电压和电流可得脉冲电源的输出波阻抗为Z4，由下列公式确定由N条极线并联：
[0021]N＝Z1/Z4ꢀꢀꢀ
(5)
[0022]通过设计极线串联组件的极线和电极管的半径参数R2控制极线串联组件的波阻抗Z3的值，
[0023]选择合适的传输线控制脉冲电源到脱硫/硝反应器的传输线波阻抗Z5的值，使得：
[0024]Z
n
≈Z3≈Z4≈Z5ꢀꢀꢀ
(6)
[0025]M为反应器电极管的总数除以N的值；
[0026]2)所述的元部件的连接关系实施吊挂连接；
[0027]3)使用频谱分析仪测试脱硫/硝反应器的输入端的波阻抗，如有需要，通过改变极线的半径等方法来调节波阻抗，达到纳秒脉冲电源输出波阻抗和脱硫/硝反应器输入端的波阻抗相匹配。
[0028]使用本技术方法建立电路仿真示意图1中V1表示纳秒脉冲电源，电压为120KV，脉宽800ns；S1为高压开关；T1为高压电缆，其波阻抗为50 欧姆；T2表示
‑
T13表示反应器的极管和极线，其波阻抗为150欧姆；R1表示末端匹配电阻，阻值为50欧姆。
[0029]仿电压波形图2中可以看出仿真所得末端匹配电阻电压波形(2)和反应器输入端电压波形(1)一致，反应器输入端的电压波形可完整传输到末端匹配电阻。通过本技术的方法根据应用情况设计反应器的波阻抗，本技术能实现纳秒高电压脉冲波形从反应器输入端传入，纳秒高电压脉冲历遍所有极线，直至末端匹配电阻完全吸收无反射，为纳秒电脉冲高效脱硫脱硝提供必要保障。
附图说明
[0030]图1是本技术脱硫/硝系统仿真电路图
[0031]图2是本技术脱硫/硝系统仿电压波形图
[0032]图3是本技术脱硫/硝反应器示例图
[0033]图4是本技术脱硫/硝反应器示例半剖前视图
[0034]图5是本技术极线极管示例轴侧视图
[0035]图6是本技术极线极管示例俯视图
[0036]图7是本技术极线吊挂示例前视图
[0037]图8是本技术极线串并联斜视图
[0038]图9是本技术极线串并联俯视图
[0039]图10是本技术极线并串联斜视图
[0040]图11是本技术极线并串联俯视图
[0041]图12是本技术串并联原理框图
[0042]图13是本技术并串联原理框图
[0043]图14是反应器输入实测波形图
[0044]图15是传统反应器末端实测电压波形图
[0045]图16是本技术反应器末端匹配电阻实测电压波形图
[0046]图中(1)为脱硫/硝系统仿真电路反应器输入电压波形曲线；(2)脱硫 /硝系统仿真电路末端匹配电阻电压波形曲线；(3)壳体；(4)极线极管组件；(5)极线；(6)极管；(7)绝缘瓷瓶吊挂；(8)极线；(9)极管；(10) 极线串联方式；(11)先串联后并联；(12)串联走向示意；(13)极管；(14) 极线并联方式；(15)先并联后串联；(16)并联走向示意；(17)极管；(18) 反应器输入实测电流波形；(19)反应器输入实测电压波形；
具体实施方式
[0047]下面将结合本技术实施例做一个清楚地描述，显然，所描述的实例仅仅为本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护范围。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本技术。
[0048]由图3
‑
14可知，一种纳秒电脉冲脱硫/硝反应器，其特征在于，包括反应器框架、M
×
N根极线、M
×
N个电极管、M条串联极线(组)、极线并联组件、极线串联组件和末端匹配电阻；所述的极线安装在所述的反应器框架上，并使所述的极线吊挂和所述的反应器框架实现绝缘；每一极线(组)由N 条极线(组)的输入端或输出端通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳秒电脉冲脱硫/硝反应器，其特征在于，包括反应器框架、M
×
N根极线、M
×
N个电极管、M条串联极线组、极线并联组件和极线串联组件；所述的极线安装在所述的反应器框架上，并使所述的极线吊挂和所述的反应器框架实现绝缘；每一极线组由N条极线组的输入端或输出端通过极线并联组件相互连接构成，所述的极线共M
×
N根，每一根极线吊挂一个电极管，所有的电极管并联接地，所述的M和N分别为1以上的正整数，所述的极线和电极管的波阻抗Z1，极线并联组件的波阻抗Z2，极线串联组件的波阻抗Z3，脉冲电源的输出波阻抗为Z4，脉冲电源到脱硫/硝反应器的传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓华，万荣，杨明敏，邰风，潘峰，陈宇渊，
申请(专利权)人：上海激光电源设备有限责任公司，
类型：新型
国别省市：