-
電漿電源
(高壓高頻脈沖直流電源、高壓窄脈沖電源)
控制柜 高壓發(fā)生器由兩部分組成:
控制柜:變頻、脈沖調(diào)制和電源控制系統(tǒng);
高壓發(fā)生器:升壓、整流,輸出高壓脈沖電流。電源輸出波形:
應(yīng)用場景:
A、電漿除臭:電離+高級電化學(xué)氧化,除各種工業(yè)惡臭。
B、除白煙:白煙實際是霧霾,霧滴與顆粒物的混合體。廢氣濕度超飽和,普通純直流電源會打火,不能正常工作。諾亞電漿電源,是純脈沖方波電源,濕度超飽和環(huán)境不打火,高電壓穩(wěn)定工作;脈沖電源能量高,能捕捉小至1微米的霧滴和粉塵,所以能除白煙。
C、除黃煙:黃煙是工業(yè)生產(chǎn)中使用硝酸,硝酸極不穩(wěn)定,分解產(chǎn)生的二氧化氮呈棕紅色,也就是常說的黃煙。諾亞電漿電源,能量達到20eV,通過電化學(xué)高級氧化,形成NO3,NO3遇水溶解成弱硝酸,呈霧滴被吸附到陽極,用堿水噴淋清洗電場時得到中和。黃煙消除了。
D、除青煙:青煙是小顆粒物組成,通常顆粒直徑為1微米到10微米,吸煙產(chǎn)生的青煙就是這個情況,普通直流電源無法使其荷電,諾亞電將高壓脈沖直流電源能量高,能使其荷負(fù)電荷,然后在電場力推動下沉積到陽極管壁,達到除青煙效果。金屬拉絲廠,化工廠,熱處理廠,煙廠,瀝青廠產(chǎn)生的青煙都能去除。
E、除粉塵:高壓脈沖直流電源,特有突破電暈封閉和反電暈功能。
F、其他行業(yè)特殊用途:
F1、高頻高壓脈沖直流電源在X光射線產(chǎn)生過程中有關(guān)鍵作用。它主要用于給X光射線管的陰極和陽極提供高電壓。在高電壓作用下,陰極的電子獲得足夠能量高速撞擊陽極靶材。當(dāng)這些高速電子突然減速時,其部分動能就會以X光的形式釋放出來,從而產(chǎn)生X光射線,用于醫(yī)療成像、工業(yè)探傷等諸多領(lǐng)域。
F2、高頻高壓脈沖直流電源在電穿刺消毒殺菌中主要有以下作用。高頻高壓脈沖能夠產(chǎn)生強電場。這個強電場可以改變微生物細胞膜的跨膜電位,使細胞膜形成小孔,即電穿孔現(xiàn)象。當(dāng)細胞膜的通透性被改變后,微生物內(nèi)部的平衡被打破,細胞內(nèi)容物泄漏,致使微生物死亡。同時,脈沖電場還能使微生物細胞內(nèi)的帶電粒子在電場作用下劇烈運動,相互碰撞,破壞細胞內(nèi)的結(jié)構(gòu),如核糖體、核酸等生物大分子,從而達到消毒殺菌的效果。
F3、高頻高壓脈沖直流電源,還可以用于芯片生產(chǎn)中離子注入工序。技術(shù)參數(shù):
項目
參數(shù)
備注
單模塊功率
12kW
有脈沖同步技術(shù),可多機并聯(lián)擴容
輸出電壓
(平均值值)
10-100kV
能適用于超大風(fēng)量除臭,同極距>400mm
瞬時電壓(峰值)
160kV
脈沖放電中,由于瞬間電位較高,電子從電場中獲得的能量很大,產(chǎn)生高能電子,這些高能電子與中性氣體分子碰撞裂解或激發(fā)中性分子進而產(chǎn)生更多的電子,除臭效率更好
輸出方式
直流脈沖方波輸出
見附圖
脈沖頻率
80kHz
高頻脈沖方波輸出;
脈沖寬度
500nS-10μS
低壓側(cè)PWM制式調(diào)制脈沖,脈沖精確度高
脈沖能量
20eV
能打開已知大部分化學(xué)氣體化學(xué)鍵
調(diào)制方式
低壓側(cè)PWM調(diào)制
比高壓側(cè)調(diào)制更穩(wěn)定、可靠
電源效率
>95%
工況使用測試結(jié)果
安裝方式
可分體安裝,也可整體安裝
可將控制柜放置在室內(nèi),便于操作,也有利于電子設(shè)備的保護,控制器和變壓器可分開1000m。
使用年限
20年
產(chǎn)品選型與配置:
諾亞高壓高頻脈沖直流電源(電漿電源、高壓窄脈沖電源)的產(chǎn)品規(guī)格,依據(jù)高壓變壓器的額定輸出電壓(即額定二次電壓)與額定輸出電流(即額定二次電流)進行劃分,表明設(shè)備的輸出電壓,額定輸出電壓分為20kV、30kV、40kV、50kV、60kV、72kV、80kV、100kV 八個級別,對應(yīng)的同極距離:63mm、110mm、133mm、159mm、219mm、273mm、360mm、400mm。
額定輸出功率最大為:12kw。功率/電壓就是 八個級別,每個級別或不同的功率所對應(yīng)的控制器模塊存在偏差。
配置不同的情況與需求,詳細方案請聯(lián)系本公司。
根據(jù)負(fù)載規(guī)格:電流根據(jù)陽極面積配置:0.3~2.00mA/m2;
功率根據(jù)氣體排量配置:40000m3/12~24kW(視具體工況而定);
散熱方式根據(jù)工況選用:默認(rèn)壓縮機水冷。12kW單模塊控制柜+高壓發(fā)生器
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
24kW雙模塊控制柜+高壓發(fā)生器
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
36kW三模塊控制柜+高壓發(fā)生器
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------48kW四模塊控制柜+高壓發(fā)生器
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
普通工頻直流電源與諾亞電漿電源性能對比:
序號
項目名稱
普通工頻直流電源
諾亞電漿電源
1
電網(wǎng)輸入側(cè)情況
兩相,不平衡
三相,平衡
2
輸出電方式
直流,紋波大
80kHz 脈沖直流方波; 高頻率窄脈沖,供電頻率越高電場容抗越小,電源向電除塵器注入的能量就越大。
3
輸出電壓波動
30%
1%
4
火花熄滅時間
可控硅控制,10ms
IGBT開關(guān)控制+PWM脈寬調(diào)制方式,25us
5
電源效率
<75%
>95%
6
功率因數(shù)
<78%
>93%
7
電源體積、重量
較大
較小
8
能耗
高
非常低,比工頻電源節(jié)電80%
9
控制型式
可控硅調(diào)壓控制毫秒級控制
PWM幅寬調(diào)制,微秒級響應(yīng)速度
10
閃絡(luò)特性
閃絡(luò)沖擊時不能快速響應(yīng),輸出電流要經(jīng)過很長時間才能逐漸下降至零。
設(shè)備通過調(diào)整脈沖幅寬,自動跟蹤電場擊穿電壓的臨界點。電場不易閃絡(luò),實現(xiàn)最佳功率輸出。
11
電弧打火
當(dāng)打火時電源直接關(guān)斷
先關(guān)斷一些脈沖,電源還保持在工作狀態(tài),關(guān)斷脈沖后能量減少,電弧消失,電源恢復(fù)正常工作。如果產(chǎn)生燃弧時才保護關(guān)斷電源。
12
帶電噴水清洗
不能帶電噴水
可以在不停止電源工作情況下噴水清洗靜電電場
13
反電暈情況
工頻直流電源產(chǎn)生反電暈。反電暈現(xiàn)象發(fā)生后,除塵效率大幅下降。
電漿電源不產(chǎn)生反電暈。脈沖波瞬間高電壓更易使粉塵荷電,所以除塵效率大大提高。
14
收塵和凈化效率
粒子在直流電暈荷電的過程中,隨著顆粒帶電量的增加從而在顆粒表面產(chǎn)生勢壘能。荷電的發(fā)生是只有那些具有動能大于或足以克服荷電粒子表面勢壘能的電子與粒子碰撞而產(chǎn)生. 低于荷電粒子表面勢壘能的電子不能達到粒子表面進而不荷電. 當(dāng)荷電發(fā)生到一定階段時,粉塵的荷電速度減小,從而影響粉塵的帶電量,造成除塵效率低下。
比普通直流效率高30%。脈沖放電中,由于瞬間電位較高, 電子從電場中獲得的能量很大,產(chǎn)生高能電子,這些高能電子與中性氣體分子碰撞裂解或激發(fā)中性分子進而產(chǎn)生更多的電子。此時,電場空間帶電粒子主要是電子,電暈電流是電子傳輸形成的。飛灰粒子荷電是以電子荷電為主。
飛灰在脈沖放電電暈場中的電子荷電機理是以電子的電場荷電和動能擴散荷電為主,飛灰粒子的電子荷電不僅與電場強度有關(guān),也與電子的熱運動程度有關(guān)(即電子的動能)。
在脈沖期間,單位空間內(nèi),被激發(fā)出的電子密度很大,能量很高,高能電子足以克服這勢壘能而轟擊飛灰粒子表面使粒子的荷電量超過飽和電場荷電的極限,從而獲得更快的趨近速度,提高除塵效率。15
工況適應(yīng)性
部分場景可用
所有場景都能用
16
除黃煙效果
普通直流沒有除黃煙功能
我們做過實驗,在硝酸中加銅,產(chǎn)生NO2 黃煙,在沒有堿中和噴淋情況下,黃煙能凈化。17
除塵效率和電能消耗
能收塵,耗電量大,一套除塵電源每小時耗電50~60 度電。
除塵效率提高30%,一套除塵電源每小時耗電10 度電左右。每小時節(jié)電40kw,一天節(jié)電960kw,一月節(jié)電28800kw,一年(按10 個月計算)節(jié)電28.8 萬kw,如果每kwh 電費0.5 元,一年節(jié)約14.4 萬元。
18
高比電阻和微細粉塵的捕集
差
好。高比電阻粉塵的捕集,微細粉塵的捕集。微細粉塵的排放量是影響靜電除塵器粉塵排放濃度的關(guān)鍵指標(biāo)。高頻雙窄脈沖供電產(chǎn)生的瞬間高強電場電暈,大大提高了對PM2.5 及以下顆粒物的捕集。
19
變壓器特點
普通直流是工頻變壓器,油溫度100~120 度。
高頻變壓器體積小,溫升不超過25K。
20
整機結(jié)構(gòu)與防護
變壓器和控制柜可以一起安裝,也可以分開安裝。將顯示屏安裝在控制室,通過RS485 通訊或光纖連接。
工作原理:
諾亞電漿電源,其脈沖方波輸出型電源的天然優(yōu)勢在于,比常見的疊加型或復(fù)合型脈沖電源,具有更高的瞬時電壓和電流,并且上升沿坡度更陡(從0電壓到最高電壓,只需要372ns),因此,電源產(chǎn)生的電漿,能源密度更高,電離和高級氧化效果更好。
(1)諾亞電漿電源,由三相交流電輸入,整流后,經(jīng)IGBT逆變,成為高頻脈沖交流電,經(jīng)高頻高壓變壓器升壓,再整流輸出高頻高壓脈沖直流電。
(2)電源核心器件 IGBT 采用英飛凌,主要發(fā)熱部分采用低功耗制冷機強水冷,夏天室外溫度50度時發(fā)熱器件溫度不會超過45度。升壓變壓器頻率高,體積小,溫升不超過25K。我司在高壓變壓器和IGBT 之間有隔離處理,不會發(fā)生高壓串回?zé)龎腎GBT 的極端事故。
(3)電源主要由控制器模塊和高壓變壓器模塊、水冷系統(tǒng)組成,在工程應(yīng)用中,可根據(jù)用戶的負(fù)載需求并聯(lián)集成,提供更高的輸出功率。
① 每個標(biāo)準(zhǔn)控制模塊的功能完整,可以單獨使用。
② 每個高壓變壓器模塊,有單獨的采樣裝置。
③ 每套電源都具備遠程總線通信功能。
④ 每個控制器模塊對應(yīng)配接一個高壓變壓器模塊。
⑤ 每個控制器模塊自帶 PWM 恒定電流控制功能,都自帶短路、過流、過壓、過溫、開路、滅弧功能。
⑥ 每套電源都可以通過遠程通信實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng),遠程操控,遠程維護、遠程監(jiān)管,用戶可達到無人值守的目標(biāo)。電氣原理框圖:
工作原理:
技術(shù)優(yōu)勢:
(1)2021年國家生態(tài)環(huán)保部推薦先進示范技術(shù)。
(2)諾亞電器擁有完全獨立的自主知識產(chǎn)權(quán)。諾亞公司研發(fā)能力強,技術(shù)帶頭人是中科院高能物理研究所正高級工程師,2016年四川省千人計劃邀請到成都電子29所工作,現(xiàn)為諾亞公司總工程師。有近30人的專業(yè)技術(shù)研發(fā)團隊,并圍繞之一核心技術(shù)申請了5個發(fā)明專利和30多項實用新型專利,10幾項軟件著作權(quán)。
諾亞電漿電源突破了兩大技術(shù)難關(guān):
①脈沖方波輸出而不是尖峰輸出;
②放電波形滿足沒有馳豫態(tài)的完整湯生放電曲線。湯生放電曲線被認(rèn)為衡量是否達到標(biāo)準(zhǔn)電漿狀態(tài)的核心指標(biāo)。諾亞電漿電源的工作頻率是80kHz,并且實現(xiàn)直流脈沖方波輸出形式。
(3)放電能量密度高,功率大,效果好。
①重復(fù)頻率高,每秒8萬個脈沖直流方波;典型電漿法寬度:500nS-10uS。超高頻率=超高能量,轟擊廢氣分子使其分子鍵斷裂。
②低壓側(cè)調(diào)制脈沖,脈沖寬度可調(diào),IGBT控制精度高,設(shè)備長期運行可靠。
③光纖通訊,可1公里外操作;物聯(lián)網(wǎng)功能,可手機控制;
④除臭效率高達95%以上。
(4)無馳豫態(tài)的完整湯生放電曲線。
實測放電波形符合湯生放電曲線,該曲線被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的放電形成活性粒子的核心指標(biāo)。
(5)建造成本低,運行成本低。
據(jù)經(jīng)驗,2萬風(fēng)量耗電功率,6~12kw(不同臭氣耗電量不一樣),能耗相比其它工藝都要低;無耗材。
(6)適用性強。
反應(yīng)艙內(nèi)存在大量高能電子、自由基、離解原子、激發(fā)態(tài)分子、正離子等活性粒子,可對污染物進行無差別降解,同時具備降解污染物、除塵、脫水、除臭等功能,可謂“一機多用”,省去多個預(yù)處理設(shè)備。
(7)安全性。
工藝設(shè)計過程中,全面考慮了安全性:
①采用大管徑陽極管,是為了防止陰極放電而專門設(shè)計的;
②設(shè)備以及風(fēng)管上連接地線,防止由于靜電而產(chǎn)生火花導(dǎo)致局部閃燃;
③在系統(tǒng)進氣端設(shè)置防回火裝置,防止火苗往車間方向串;
④在電漿法裝置上適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b了泄爆片,即使發(fā)生閃燃也能第一時間把壓力釋放出去;
⑤電漿控制器有自動滅弧功能。當(dāng)程序探測到電弧長度超過我們設(shè)定值時,電源會自動滅??;當(dāng)設(shè)備發(fā)生潛在打火風(fēng)險時,電源會主動降低電壓,從而起到滅弧作用。
佛山諾亞電器有限公司,2007年成立,是研發(fā)、生產(chǎn)、銷售一體化制造型科技企業(yè)。研發(fā)及生產(chǎn)廠房面積超過1萬m²,通過了ISO9001、ISO14001、OHASA18001管理體系認(rèn)證,是廣東省專精特新企業(yè)和高新技術(shù)企業(yè)。產(chǎn)品研發(fā)方向是脈沖等離子體電源技術(shù)及其應(yīng)用,已經(jīng)獲得多項專利和第三方認(rèn)證。
公司主要有以下三類產(chǎn)品:
電源產(chǎn)品:高壓窄脈沖放電除臭電源(即電漿法除臭電源),脈沖電離電源除黃煙及化工廢氣,電磁除霧電源酸霧除白霧,高壓脈沖電源除塵除煙,脈沖等離子體火炬電源及火炬,SPS等離子體燒結(jié)電源,等離子體清洗電源,磁控濺射電源,光伏鈣鈦鍍膜電源,脈沖直流氧化電鍍電源。
環(huán)保設(shè)備(搭載諾亞核心電源技術(shù),高壓脈沖電漿技術(shù)):廢氣除臭裝置;化工廢氣治理設(shè)備;脫硫脫硝廢氣處理設(shè)備,除酸霧除白煙設(shè)備;除黃煙廢氣凈化設(shè)備。高壓窄脈沖放電技術(shù)是生態(tài)環(huán)境部推薦的創(chuàng)新型示范性技術(shù),特別是用于電離除臭和電離裂解化學(xué)工業(yè)廢氣處理效果非常好。諾亞公司等離子體火炬主要應(yīng)用于廢氣焚燒高溫裂解凈化,溫度達5000~10000度,適用于電子廠廢氣處理。
電力設(shè)備:電力變壓器;高低壓開關(guān)柜;有源濾波器APF;無功補償器SVG。
諾亞公司堅持科技創(chuàng)新,技術(shù)帶頭人曾任職于中科院北京高能物理研究所,長期從事等離子體電源技術(shù)研究,為托卡馬克試驗室提供過等離子體電源;其他核心技術(shù)人員都有中科院等離子所學(xué)習(xí)或工作經(jīng)歷;核心技術(shù)人員都是博士、博士后,研發(fā)團隊成員都是本科或碩士學(xué)歷;員工本科以上學(xué)歷占40%以上。
諾亞產(chǎn)品面向國內(nèi)外銷售,招募區(qū)域代理銷售商,歡迎朋友們來公司考察、交流,共同開發(fā)等離子體技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。 -
聯(lián)系我們