[發明專利]等離子體蒸發器及利用它的廢氣清除系統

有效

• 申請號: 201580063900.3
• 申請日: 2015-08-25
• 公開（公告）號: CN106999791B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 李大勛;宋永焄;金冠泰;卞盛炫;曹成權
• 申請（專利權）人: 韓國機械研究院
• 主分類號: B01D1/00
• 分類號: B01D1/00;B01D53/26;B01D53/32;H05H1/34
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 湯慧華;鄭霞

本發明的目的是提供一種短時間內使待蒸發液體(例如，尿素水或氨水)蒸發的等離子體蒸發器。本發明一實施例的等離子體蒸發器包括：電弧產生單元，所述電弧產生單元用于產生等離子體電弧；高熱密度單元，所述高熱密度單元連接成所述電弧產生單元中變窄的第一通道，用于使產生的電弧集中以提高電弧密度；蒸發空間單元，所述蒸發空間單元形成從所述高熱密度單元擴展的蒸發空間；噴嘴，所述噴嘴設置在所述蒸發空間單元上，用于向在所述蒸發空間擴展的電弧噴射待蒸發液體；以及蒸氣排出單元，所述蒸氣排出單元連接在所述蒸發空間單元上成為變窄的第二通道，用于排出在所述蒸發空間單元蒸發的待蒸發液體的蒸氣。

技術領域

本發明涉及一種等離子體蒸發器。更具體地，本發明涉及一種用于使待蒸發液體(例如，尿素水或氨水)蒸發的等離子體蒸發器及利用它的廢氣清除系統。

背景技術

對于利用燃氣輪機的聯合火力發電，從燃氣輪機排出的廢氣中所包含的氮氧化物(NOx)可以用選擇性催化還原(SCR)催化劑清除。在正常運行時，從燃氣輪機排出的廢氣溫度為200℃以上，因此對SCR催化劑的工作不會有什么阻礙。然而，初始啟動時燃氣輪機的負載(load)逐漸提高，因此廢氣溫度不會高到足以使SCR催化劑工作。

這樣低的溫度導致SCR催化劑無法達到工作溫度，因此以NOx未被還原的狀態排出廢氣。另外，溫度條件低導致NO₂的產生量增多，會產生黃色或淺褐色的黃煙。例如，在250℃以下的20～40分鐘左右的啟動初始階段可能會產生黃煙。

如此，在燃氣輪機的啟動初始階段較低溫度下，雖然NOx不會被還原，但氨供應充足就會以銨鹽形式粘附在催化劑上，因此廢氣中不會包含NOx。隨后，燃氣輪機處于正常運行狀態時，在高溫下催化劑上的銨鹽分解而轉變成NOx形式，從而可在SCR催化劑上被還原、清除。氨在保管及移動上存在危險，因此以尿素(Urea)水或氨水形式供應。

為了在啟動初始階段快速供應大量的氨，初始啟動時在較低背景溫度下需要使尿素水或氨水快速蒸發。然而，如果利用電熱器或高溫蒸氣，則裝置的啟動時間變長，而且裝置的結構變得復雜。

發明內容

技術問題

本發明的目的是提供一種短時間內使待蒸發液體(例如，尿素水或氨水)蒸發的等離子體蒸發器。本發明的另一目的是提供一種利用所述等離子體蒸發器的廢氣清除系統。

技術方案

本發明一實施例的等離子體蒸發器包括：電弧產生單元，所述電弧產生單元用于產生等離子體電弧；高熱密度單元，所述高熱密度單元連接成所述電弧產生單元中變窄的第一通道，用于使產生的電弧集中以提高電弧密度；蒸發空間單元，所述蒸發空間單元形成從所述高熱密度單元擴展的蒸發空間；噴嘴，所述噴嘴設置在所述蒸發空間單元上，用于向在所述蒸發空間擴展的電弧噴射待蒸發液體；以及蒸氣排出單元，所述蒸氣排出單元連接在所述蒸發空間單元上成為變窄的第二通道，用于排出在所述蒸發空間單元蒸發的待蒸發液體的蒸氣。

所述電弧產生單元可包括：第一殼體，所述第一殼體供應放電氣體且電性接地；第二殼體，所述第二殼體連接在所述第一殼體上成為變窄的第一斜面并形成所述第一通道；以及驅動電極，所述驅動電極內置于所述第一殼體，所述驅動電極與所述第一斜面之間形成放電間隙，所述驅動電極被施加驅動電壓。

所述第二殼體可進一步具有向所述第一斜面的相反側擴展的第二斜面，所述高熱密度單元設置成所述第一通道。

所述蒸發空間單元可由所述第二斜面、連接于所述第二斜面的擴展端部并形成蒸發空間的第三殼體、及連接在所述第三殼體上的所述蒸氣排出單元的第四殼體的變窄的第三斜面組成。

所述第二殼體可進一步包括換熱殼體，所述換熱殼體配置在所述第二殼體的外周，所述換熱殼體與所述第二殼體之間形成用于換熱的換熱腔室。