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靜音型環(huán)保發(fā)電機組主要由柴油機、發(fā)電機、排氣凈化裝置、控制系統(tǒng)、降噪艙體等組成。排氣凈化裝環(huán)保降噪型發(fā)電機組的關(guān)鍵組成部分之一。發(fā)動機、發(fā)電機、排氣凈化裝置、控制系統(tǒng)全部安裝在具有特殊設(shè)計的降噪艙體內(nèi)部,艙體設(shè)有進出風(fēng)口,在艙體側(cè)面有發(fā)電的輸出和控制窗口,設(shè)有手動的操作控制功能,方便在艙體外的操作和監(jiān)視。
環(huán)保降噪型發(fā)電機組的布置見圖 1。
2、排氣凈化裝置的設(shè)計
排氣凈化裝置主要由堿性吸附片、活性炭吸附片、負(fù)離子吸煙器等組成,它們合并安裝在煙氣凈化箱內(nèi)。為了防止熱輻射,在煙氣凈化箱和消音器外均設(shè)隔熱吸音層,以達到隔熱降噪效果。
靜音發(fā)電機組尾氣凈化裝置的工作原理
采用電氣石等七種原料,做成固態(tài)多孔狀 35 mm 厚的方形固態(tài)吸附件及活性碳吸附件,在氣體通過時進行化學(xué)方法吸附有害氣體及高壓等離子靜電除煙等,對煙氣綜合進行凈化處理。等離子凈化技術(shù)其結(jié)構(gòu)是由發(fā)射極、集電極和高壓恒流源組成。柴油機尾氣中煙塵顆粒隨氣流進入電離區(qū),被高電壓電場電離賦予正電荷,當(dāng)帶正電荷的粒子通過帶有負(fù)電荷的集塵板時被吸附在集塵板上。在產(chǎn)生等離子體的過程中,高頻放電產(chǎn)生瞬間高能量打開某些有害氣體分子的化學(xué)鍵,使其分解成單質(zhì)或無害分子,等離子體中包含大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強氧化性的氫氧自由基,這些活性粒子的平均能量高于有害氣體的鍵能,它們和尾氣中的有害氣體分子發(fā)生頻繁的碰撞,打開有害氣體分子的化學(xué)鍵,同時還會產(chǎn)生大量的 OH、O 等自由基和氧化性極強的 O3,它們與有害氣體分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成無害產(chǎn)物,柴油機尾氣得到全面的凈化治理。
排氣凈化裝置采用特制的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的陶瓷微粒過濾器,在其內(nèi)部有人工形成的氣孔及連通孔,且外表面也有暴露的氣孔; 陶瓷微粒平均粒徑為 4 mm 至 20 mm,對廢氣中的微粒,在一定程度上能起到捕集器的作用。在陶瓷微粒過濾器噴涂上金屬鉑、銠、鈀起催化作用,它的工作原理是: 柴油發(fā)動機排出的含有炭粒的黑煙,通過專門的管道進入發(fā)動機尾氣微粒捕集器,經(jīng)過其內(nèi)部密集設(shè)置的過濾器,將炭煙微粒吸附在粒狀陶瓷多孔體制成的過濾器上; 該粒狀陶瓷多孔體因其內(nèi)部有人工形成的氣孔徑,當(dāng)碳煙顆粒物進入排煙凈化裝置后,容易流入氣孔內(nèi),成為氣孔內(nèi)的 PM 與催化劑之間進行反應(yīng)的燃燒場地,在氣孔內(nèi)集聚燃燒,當(dāng)燃燒剩余集聚的顆粒物較多時,會造成排氣壓力增大,壓力增大達到一定值時,就必須將過濾器進行“再生”。過濾器的 “再生”是通過提高過濾器的氣體溫度,使微粒進行燃燒。柴油機排放廢氣中的微粒性狀與氧的濃度有關(guān),通??稍?/font> 550 ~650 ℃燃燒。當(dāng)排氣背壓加大使排氣溫度達到 550 ~650 ℃時,使積存的微粒盡快燒掉,使壓力損失得到復(fù)原,重新恢復(fù)過濾器的功能,使過濾器得到了再生。
等離子體中的化學(xué)反應(yīng)主要是通過氣體放電產(chǎn)生的快電子激發(fā)來完成的。這些快電子與分子碰撞,使氣體分子激發(fā)到更高的能級。被激發(fā)到高能級的分子,由于其內(nèi)能的增加,既可以發(fā)生鍵的斷裂也可以與其他特種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。而由于碰撞推動部分能量的電子在電場的作用下仍可得到補償。典型的反應(yīng)類型見表 1。
從表中可以看到,非平衡等離子體式是使分子活化的有效方法,它能使幾乎所有的分子激發(fā)、電離和自由基化,產(chǎn)生大量的活性基團 e。這些活性物質(zhì)使得在通常條件下難以實現(xiàn)的反應(yīng)可以很容易地在等離子體系中完成。尤其對空氣中異味氣體的脫除,可以在很短時間內(nèi)使其大部分甚至完全分解。
表 1 等離子體的化學(xué)反應(yīng)
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電子/分子反應(yīng) |
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電子/原子反應(yīng) |
激發(fā) |
e-+ A2 → A2* + e - |
電荷轉(zhuǎn)移 |
B + A + → A + B + |
離解 |
e-+ A2 → 2A + e - |
離子復(fù)合 |
B-+ A + → AB |
附著 |
e- + A2 → A2- |
中性復(fù)合 |
A + B + M → AB + M |
離解附著 |
e- + A2 →A + A - |
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分解反應(yīng) |
電離 |
e-+ A2 → A2+ + 2e - |
電子的 |
e-+ AB→ A+ B + e- |
離解電離 |
e-+A2 → A -+A ++ e- |
原子的 |
A + B2→AB + B |
復(fù)合 |
e-+ A2+ →A2 |
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合成反應(yīng) |
離脫 |
e-+A2- → A2+ 2e- |
電子的 |
e-+ A→A* + e- |
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電子/原子反應(yīng) |
原子的 |
A* +B→ AB |
離解 |
M*+ A2 → 2A + M |
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A +BAB+ M |
離解 |
M*+ A2 → A + + e - |
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等離子體分解空氣污染物可通過以下兩種途徑進行:
a 高能級電子直接作用于污染物分子 e; b 高能級電子間接作用于污染物分子。