[發明專利]基于低溫等離子體的廢氣處理方法與系統

有效

• 申請號: 202110018769.6
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112691520B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 梅昌艮;陶威;史燕
• 申請（專利權）人: 四川輕化工大學
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32;B01D53/30;B01D53/44
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

1.一種基于低溫等離子體的廢氣處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

廢氣經過低溫等離子體反應器處理后，再送入尾氣處理單元進行處理以對廢氣處理過程中產生的副產物進行降解并形成尾氣；所述低溫等離子體反應器為集成有尾氣處理功能的復合型低溫等離子體反應器或者單純的低溫等離子體反應器；

實時監測廢氣進行濃度、廢氣排放濃度與副產物排放濃度；所述廢氣進行濃度是指廢氣中的有害物質的濃度，所述廢氣排放濃度是指尾氣中有害物質的濃度，所述副產物排放濃度是指尾氣中副產物的濃度；

若當前廢氣排放濃度小于廢氣排放指標，表明具備降功率運行的潛能，則在廢氣排放指標與副產物排放指標的約束下，逐步降低輸入功率，直到輸入功率既能使廢氣排放濃度滿足廢氣排放指標，又能促使當前廢氣進氣濃度下的副產物排放濃度相對較低；

若當前廢氣排放濃度不小于廢氣排放指標，表明不具備降功率運行的潛能，若當前輸入功率為最大輸入功率，則進行告警；若當前輸入功率小于最大輸入功率，則在廢氣排放指標與副產物排放指標的約束下，逐步增加輸入功率，直到輸入功率既能使廢氣排放濃度滿足廢氣排放指標，又能促使當前廢氣進氣濃度下的副產物排放濃度相對較低；

還包括以下步驟：標定低溫等離子體反應器的輸入功率與降解率之間的關系；根據降解率來調整輸入功率；

按如下方式逐步降低輸入功率：

S1：設置變量為期望廢氣排放濃度，B為廢氣排放指標；

S2：判斷當前副產物排放濃度是否小于副產物排放指標，若是進入S3：若否，則告警或停機；

S3：令B1表示當前廢氣排放濃度，Δb表示濃度增加梯度；計算達到期望廢氣排放濃度的期望降解率D，按下式：式中，A表示當前廢氣進氣濃度；從低溫等離子體反應器的輸入功率與降解率之間的關系中獲取滿足期望降解率D的期望輸入功率；

S4：以期望輸入功率為基礎來調整低溫等離子體反應器的當前輸入功率，并進入S5；

S5：更新當前廢氣排放濃度B1，并判斷當前廢氣排放濃度B1是否小于廢氣排放指標，若是，則回到S2；若否，則以迭代過程中不超過廢氣排放指標的最大期望廢氣排放濃度所對應的輸入功率，控制低溫等離子體反應器運行；

按如下方式逐步增加輸入功率：

A1：設置變量為期望廢氣排放濃度，B為廢氣排放指標；

A2：判斷當前副產物排放濃度是否小于副產物排放指標，若是進入A3：若否，則告警或停機；

A3：令B1表示當前廢氣排放濃度，Δb′表示下降梯度；計算達到期望廢氣排放濃度的期望降解率D，按下式：式中，A表示當前廢氣進氣濃度；從低溫等離子體反應器的輸入功率與降解率之間的關系中獲取滿足期望降解率D的期望輸入功率；

A4：以期望輸入功率為基礎來調整低溫等離子體反應器的當前輸入功率，并進入A5；

A5：更新當前廢氣排放濃度B1，判斷當前廢氣排放濃度B1是否大于廢氣排放指標，若是，則回到A2；若否，則以迭代過程中不超過廢氣排放指標的最大期望廢氣排放濃度所對應的輸入功率，控制低溫等離子體反應器運行。

2.根據權利要求1所述的基于低溫等離子體的廢氣處理方法，其特征在于，按如下方式以期望輸入功率為基礎來調整低溫等離子體反應器的當前輸入功率：將當前輸入功率調整到D·λ對應的輸入功率，λ表示剩余波動系數，λ＞1。

3.根據權利要求1所述的基于低溫等離子體的廢氣處理方法，其特征在于，采用線性擬合或非線性擬合方式標定低溫等離子體反應器的輸入功率與降解率之間的關系。

4.根據權利要求1所述的基于低溫等離子體的廢氣處理方法，其特征在于，以低溫等離子體反應器的最大輸入功率作為初始輸入功率。

5.根據權利要求1所述的基于低溫等離子體的廢氣處理方法，其特征在于，廢氣通過預處理裝置預處理后再送入低溫等離子體反應器中。

6.根據權利要求1所述的基于低溫等離子體的廢氣處理方法，其特征在于，尾氣處理單元對副產物采用還原方式進行降解；所述尾氣處理單元同步降解廢氣中的氧化性有害物質與副產物。

7.一種根據權利要求1所述的基于低溫等離子體的廢氣處理方法的系統，包括低溫等離子體反應器，其特征在于，采用編程電源為所述低溫等離子體反應器進行供電，所述編程電源的輸出功率通過功率控制器進行控制；所述低溫等離子體反應器為集成有尾氣處理功能的復合型低溫等離子體反應器或者單純的低溫等離子體反應器；所述功率控制器中配置有預先標定的低溫等離子體反應器的輸入功率與降解率之間的關系；所述功率控制器通過氣體濃度監測系統實時獲取廢氣進行濃度、廢氣排放濃度與副產物排放濃度，并能配置有根據廢氣進行濃度、廢氣排放濃度與副產物排放濃度調控編程電源的輸出功率的功率控制程序；

所述功率控制程序按如下方式運行：

T1：判斷當前廢氣排放濃度B1是否小于廢氣排放指標，若是，進入T2；若否，則進入T3；

T2：在廢氣排放指標與副產物排放指標的約束下，逐步降低輸入功率，直到輸入功率既能使廢氣排放濃度滿足廢氣排放指標，又能促使當前廢氣進氣濃度下的副產物排放濃度相對較低；

T3：判斷當前輸入功率為最大輸入功率，若是，則進行告警；若否，進入T4；

T4：在廢氣排放指標與副產物排放指標的約束下，逐步增加輸入功率，直到輸入功率既能使廢氣排放濃度滿足廢氣排放指標，又能促使當前廢氣進氣濃度下的副產物排放濃度相對較低。