一种使用电子流放电等离子体对包含在废气中的有毒成分进行去毒的废气处理装置和方法，所述废气处理装置包括：一个气体分解单元，用于对包含在废气中的有毒成分进行分解。按本发明专利技术，在气体分解单元中产生的电子的电子密度被这样的调整，即位于所述气体分解单元中的废气流的上游侧的部分中电子密度高，而位于所述气体分解单元中的废气流的下游侧的部分中电子密度低。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的涉及使用电子流放电等离子体(streamer discharge plasma)处理有毒或有害物质、诸如包含在热(电)发电厂、垃圾燃烧设施(即垃圾焚烧设备)、有毒物质处理设备及汽车的废气或烟气中的NOx及SOx或类似物的装置和方法。更具体地，本专利技术涉及电子流放电等离子体处理装置及方法，用于对包含在热电厂等的废气或烟气中的氮氧化物(以下写为NOx)及硫氧化物(以下写为SOx)进行分解及去毒。此外，本专利技术应用于在化工厂或类似工厂中产生的VOC(即挥发性有机化合物)气体进行分解及去毒。另外，本专利技术涉及在上述废气处理装置及方法中使用的脉冲发生器，更具体地，涉及在这样情况下作为电源使用的脉冲发生器，即电极被放置在例如由热电厂或类似设施排放的气体中，然后通过对这些电极提供脉冲功率(或能量)(即，通过在电极上施加脉冲电压)产生出(电子流放电)等离子，及通过电作用对有毒物质进行处理。迄今，例如已采用了所谓氨催化还原法来分解NOx。此外，已采用了所谓石灰-石膏法来分解SOx。因此，所谓的化学处置或处理方法(工艺)已经成为从废气或烟气中除去其中的NOx及SOx的主要技术。同时，近年来，一种电子流放电等离子体废气处理方法已被应用作为这种技术。在使用电子流放电等离子体处理废气中所含有毒物质的装置中，在(等离子体)反应室中产生出电子流放电等离子体。例如，在附图说明图15及16中分别表示出传统线对圆柱形反应室A及另一传统线对平板形反应室B的构造。在反应室A和B中分别通过在图15的线电极01及圆柱形电极02之间及在图16的线电极06及平板电极08之间分别地施加(相同的)高电压V0产生出电子流放电等离子体。从电子流放电等离子体中产生(或得到)的电子受到电场的加速，使得这些电子变成高能电子。包含在电子流放电等离子体中的高能电子通过与有毒物质碰撞使有毒物质如NOx及SOx分解和去毒。例如，在分解NO的情况下，这种高能电子与NO及N2相碰撞，由此引起以下反应，于是NO被分解。有助于NO分解的游离基浓度(radical density)是由投入或施加给电子流等离子体的能量确定的。此外，反应系统中反应成份的反应速率也被确定(顺便提及，当游离基浓度确定时就自然确定了NO的处理率)。在传统的方法及系统中，使用了高容量的高压电源及高容量的反应室，以便产生出电子流放电等离子体。顺便提及，在图15及16中，标号04,05,010和011表示电流导入线。但是，在如图15或16所示具有一个高压电源及一个反应室的反应器的情况下，恒定的能量被投入到整个反应室中，而不管有毒物质的浓度如何。因此，会引起反应室出口中有毒物质浓度低的区域上能量的过大浪费。结果增加了处理所需的能量。即，当有毒物质的浓度降低到反应室中的目标值时，在其浓度低的区域中将消耗不小于所需能量值的能量值。此外，与传统的化学处置或处理方法相比较，传统的电子流放电等离子体废气处理方法具有很大优点，即其设备价廉且装设该设备所需的空间小。传统的电子流放电等离子体废气处理方法具有的大缺点是产生电子流放电等离子体所需的能耗约为10Wh/Nm3，故略小于传统化学处置或处理方法情况下所需能耗(即约6Wh/Nm3)的两倍。同时，用于产生高电压脉冲的脉冲发生器已被用作在实施电子流放电等离体废气处理方法的装置中所用的电源。图17概要地表示使用同轴电缆的分布常数(或参数)类型的传统脉冲发生器的结构图。在该图中，标号1-1及1-2表示分布常数(或参数)线(即传输线)；3表示高压侧导线(或电线)；4表示低压侧导线；V0表示直流充电器；S1表示短路开关；V1-1及V1-2分别表示与分布常数线1-1及1-2相应的箭头方向上产生的电压；Z表示负载；及VP表示施加于负载Z的电压。分布常数线1-1及1-2是同轴电缆，它们的特性阻抗分别为Z1a及Z1b，它们的长度为L。此外，每个分布常数线1-1及1-2的组成为芯体(或芯线)1-1a及1-2a中的一个相应芯线；分别经过绝缘材料(未示出)包围芯线1-1a及1-2a的外导体1-1b和1-2b(由屏蔽编织物或覆盖材料或类似物制成)中的一个相应导体。顺便提及，后折点即后折部分是仅由无外层的芯线1-1a及1-2a构成的。这些芯线1-1a及1-2a彼此串联连接。另外，这些芯线的一端(输入侧部分)通过高压侧导线3连接到直流充电器V0。另一方面，外导体1-1b及1-2b通过短路开关S1侧的短路线5-1彼此相连接(即在输入侧端子或端部分上)并由此被短路。此外，外导体1-1b的输入侧端部分连接到用作低压侧导线4的地线。再者，外导体1-2b的输入侧端部通过短路开关S1连接到高压侧导线3。在此情况下，作为电源工作的直流充电器V0的阻抗与负载Z的阻抗适配，即Z＝Z1a＋Z1b。此外，在分布常数线1-1及1-2的特性阻抗彼此相等的情况下，即，在使用十分相同的分布常数线1-1及1-2的情况下，在这些分布常数线1-1及1-2中的电压信号的(电压)传播速度彼此相等。在绝缘材料的介电常数为∈及其磁孚率为μ的情况下，电压传播速度V由下式(1)给出V=1∈μ---(1)]]>在这种脉冲发生器的情况下，短路开关S1在起始状态下是断开的。然后，由粗线表示的高压侧导线3借助直流充电器V0充电到电压V0。在此情况下，分布常数线1-1的输出电压 为V0，而分布常数线1-2的输出电压V1-2为-V0。此外，施加于负载Z上的电压Vp为0。分别在分布常数线1-1及1-2中传播的电压波的合成是由图18(a)及图18(b)中时刻t＝0时刻所示的前向波及后向波的总和来表示的。也即，图18(a)及18(b)表示在时刻t＝0，在接收到后完成短路开关S1的操作(即，导通)时分别在分布常数线1-1及1-2中传播的电压波的状态。更精确地说，相应于时刻t＝0的这些图代表极接近短路开关S1合闸之前的这些电压波的状态。在时刻t＝L/2v时，在分布常数线1-2中，在位于短路开关S1侧的短路开关侧部分中发生电压极性反转。相反地，在分布常数线1-1中不发生电压波的变化，因为分别位于短路开关S1侧及负载Z侧的短路开关侧端部及其负载侧端部为开端(确切说，这两个终端或端部被看作开端是因为能量的交换真正发生在负载及每个分布常数线1-1及1-2之间，但交换的能量被抵消)。接着，在时刻t＝L/v时，位于负载Z侧的分布常数线1-2的负载侧端部被置入到短路状态，使得施加于负载Z的电压Vp变成V0。这引起在分布常数线1-1上出现电压变化。如上所述，充电器V0的阻抗与负载Z的阻抗相匹配，在分布常数线1-1及1-2中传播的电压波不被它们的端面反射，而是开始从其中传播到负载Z。随后，在时刻t＝L/v及t＝3L/v之间的时间期间产生的电压被施加于负载并被负载吸收，如图18(c)所示。其结果是，具有峰值(或电位)V0并具有脉冲宽度2L/v的电压被施加于负载Z，如图18(c)中所示。然后，当短路开关S1释放即断开时，该脉冲发生器再次被置入初始状态。上述过程被重复地进行。在峰值电压使用图17中所示装置升高的情况下，通过以彼此独立的方式叠置该装置形成图19所示构造的装置，所构造的装置能满足这种目的。在图19中，标号V0表示直流本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用电子流放电等离子体对包含在废气中的有毒成分进行去毒的废气处理装置，所述废气处理装置包括：一个气体分解单元，用于对包含在废气中的有毒成分进行分解，其中，在气体分解单元中产生的电子的电子密度被这样的调整，即位于所述气体分解单元中 的废气流的上游侧的部分中电子密度高，而位于所述气体分解单元中的废气流的下游侧的部分中电子密度低。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：川村启介，重水哲郎，吉田博久，村田正义，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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