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高壓脈沖電源在水處理中的應用

文章出處:未知 人氣:發表時間:2020-07-13 18:36

水環境質量惡化趨勢使得傳統水處理方法受到挑戰,相關污水處理技術逐漸成為研究熱點。本文論述了臭氧發生法、高壓脈沖電源放電法和脈沖電解法等脈沖電源污水處理技術的應用和發展情況臭氧(3)是一種可溶解于污水且氧化性很強的氣體,通過與水中污染物反應實現凈化與其它常用氧化劑(如Cb,NaClO等)相比,3具有無色、無惡臭無強腐蝕性和毒性,原料(空氣)價廉易得,現制現用等優點,尤其是使用后無二次污染還會增大有益的區域含氧量。突變電場電離空氣生成活性0并與2結合成3的過程中,脈沖電源輸出的電能僅7%~14%用于3的生成,其余全為熱損失。電能利用效率低工藝成本高是臭氧法水處理技術應用的主要障礙解決問題的關鍵在于改善臭氧的發生方法。
60Hz)和固定中頻(400~600Hz)可變電壓電源已有所改進近年來,隨著電力電子技術的發展,高頻電源的制作變得簡單,3發生采用高頻供電技術(1~100kHz)優點眾多:強化臭氧合成過程;減少裝置體積和重量;降低發生器的工作電壓;發生器產率不變時可靠性和耐久性更好研究表明,在各種脈沖波形的高頻應用中供電電源采用高頻快上升的方波或脈沖波形比傳統正弦波合成臭氧效果更佳另外,電源因放電產生大量的熱能,需要良好的散熱工藝。2高壓脈沖放電法水處理技術2.1基本原理易于實現高能化的高電壓技術處理難處理工業污水已是當前研究熱點之一。氣水相間的混合系統中施加高壓窄脈沖可實現氣體電暈放電外加電壓幅值數10kV。
上升時間ns級的高壓脈沖時,電暈放電產生的電子溫度高達幾百度,而離子和中性氣體溫度接近常溫。被這種非平衡等離子體包圍的水滴同時承受4種效應:①高能電子轟擊;②電暈放電產生的3對水滴的殺菌消毒;③放電產生的紫外線對水滴起光化學處理作用;④放電等離子體中產生某些活性自由基(0H基等)它們的共同作用使難處理的工業污水達到快速凈化的目的高壓脈沖放電等離子體水處理技術使放電生產的臭氧與水直接作用。簡化了傳統臭氧凈水技術的程序,使裝置小型化,既避免了03質量濃度隨時間的衰減,又發揮了放電產生的活性粒子的凈化作用,應用前景好。2.2技術關鍵2.21高壓窄脈沖電源的設計設計脈沖電源時必須注意:①電源可靠性設計。
其重點是電路散熱和電磁兼容設計。因為電源高頻放電產生大量的熱能和電磁干擾②提高電源效率22.2等離子體生成方法高壓脈沖放電過程中非平衡等離子體的生成方法十分關鍵,設計原則有3個:①空間利用率盡可能大;②盡可能增大等離子體(和O3)與水的接觸面積;③能處理連續流動的水現常用的等離子體生成方法有:泰勒錐放電法霧中放電法水中氣泡放電法水膜無聲放電法等。其中霧中放電法和水中氣泡放電法可使放電產生的等離子體(和O3)與水充分接觸,具應用前景3脈沖電解水處理技術初利用直流供電電源電解凈化污水時,廢水處理的電能消耗和陽極損耗大,工藝成本較高,故未能獲得廣泛應甩改為脈沖電源后,電能和陽極損耗均有明顯降低。
極板結垢陽極鈍化,處理效果不穩定等問題上也較直流供電明顯為優「1213.1基本原理廢水成分比較復雜,實際水處理過程中通常是氧化還原、電解氣浮和電凝聚協同作甩3.2脈沖電解電源的研究現狀有關脈沖電解電源(PEP)的報導很少見所示的GTR脈沖電源設計方案為一斬波器,電路采用直流電平與基準三角波比較后輸出一個驅動信號,以控制GTR的通斷將直流電源E轉變為脈沖輸出電源改變直流電平的大小可調節脈沖電源的脈寬;改變三角波的頻率可調節脈沖電源的頻率這樣脈寬和脈沖頻率分開調節以滿足不同廢水處理對脈沖電源的電氣參數要求這種PEP因使用了工頻變壓器和扼流電感,體積和重量較大。的PEP系統示意圖中,系統先由整流濾波獲得直流電壓。
再通過Buck功率變換器獲得脈沖輸出反饋調節環形成的誤差信號通過PWM發生器控制開關管通斷,使直流電壓穩定在所設定的幅值上調制信號由微機控制系統發出,適時的封鎖PWM開關電適合于電解凈化污水的脈沖電源尚未成熟,設計PEP及其控制系統時應注意:為減小電源的體積和重量,必須實現高頻化但是,高頻化同時引起了功率管的開通和關斷,損耗加鍰故要提高電源效率,有必要采用軟開關技術PEP中的二極管整流、電容濾波等引起輸入電流嚴重畸變,結果使電網諧波污染嚴重而且降低開關電源的功率因數與直流供電電源相比,脈沖電源的等效功率因數低,現有的“HhYR-B‘功率因數僅有013~0.4故電源內部好有功率因數較正源。開關管Q斷開。
電源輸出隨電感和電容的放電而衰減到零當封鎖信號撤消時,電源又重新啟動,輸出電壓重新建立,從而在輸出端形成功率脈沖。該電源因使用了高頻開關電源技術,設備高效、輕巧,適用于工業廢水及含油污水的處理各類傳感器模糊―推理電氣參數I處理時W電解凈水機模糊控制原理框圖④提高電源自適應性實際工程應用中,污水成分復雜多變,故有必要提高電源的自適應性,使之在不同的污水處理條件下自動調整,保證輸出波形既能滿足凈化結果,又能為污水的電解凈化過程建立精確的數學模型是十分困難的,而模糊控制勿需建立控制對象的數學模型,只需通過語言描述建立控制系統的模型,其控制策略以有經驗的操作者提供的事先確定的值為基礎電解凈水機的模糊控制原理見。
首先根據各類傳感器測量值確定各語言變量的隸屬度,然后經過模糊控制器自動選擇電氣參數(包括脈沖頻率脈沖占空比脈沖幅值)和處理時間,以佳的凈化方案自動完成污水凈化全過程電解凈水過程的模糊語言變量包括污水的污染程度(嚴重、一般、輕)污水量(大中、?。┪鬯再|(如印染廢水、含油生活污水)其核心是建立合理的模糊規則庫故須作大量的工藝性實驗,以研究污水化效果同電氣參數間的關系采用模糊控制方法可降低單位水處理的電耗,提高污水處理過程的自動化程度式作業作業人員需穿戴屏蔽服,應用絕緣工器具進出高電位在進入等電位后,與接地構件保持>1.2m的安全距離。桿塔構架上的地電位電工也應穿屏蔽服,向檢修線路上作業的等電位電工傳遞工具或配合作業時。
也應通過絕緣工器具進行,并與被檢修線路應保持>1.2m的安全距離在通過絕緣桿進行檢測或其它作業時,絕緣桿的小有效絕緣長度應>1.2m等電位電工轉移電位時人體部分與導線的距離應>Q3m以上措施可確保檢修作業人員的安全。2)采用地電位檢修方式被檢修線段兩端接地時在停電檢修線段上可按地電位方式作業,即作業人員進出被檢修線路時不需采用進出高電位的絕緣工具,也不必考慮與接地構件之間的安全距離,塔上電工與導線上電工配合作業不需限定用絕緣工器具。但是,無論是塔上電工還是導線上電工都必須穿戴蔽服或靜電(包括導電鞋),其作用為:①對空間強電場進行屏蔽防護;②保持與導線或接地構件的同一電位,避免受到靜電電擊。
專業生產可控硅整流器,可控硅整流柜,高頻開關電源系列產品的高新企業。廣泛用于電鍍、電解、氧化、電泳等表面處理領域。適用于汽車車身、自行車、航空、建材等各種行業金屬材料的陰、陽極電泳涂漆。我公司的高頻電泳電源主要用于電泳涂漆,電泳涂臘等方面,是采用先進技術和根據電泳涂裝應用獨特設計的,整機設計及器件選用均按照長期連續使用進行考慮。本產品以進口大功率絕緣柵雙極型晶體管“IGBT”模塊為主功率器件,以超微晶(又稱納米晶)軟磁合金材料為主變壓器鐵芯,主控制系統采用了多環控制技術,結構上采取了防鹽霧酸化措施,整機設計科學超前。
穩定實用,我公司可控硅電泳整流器選用優質材料及采用嚴謹的制造工藝,主變壓器采用三芯五柱六相雙反星結構,變壓器鐵芯采用進口優質硅鋼片晶粒取向裁片并嚴格控制接縫。變壓器線圈采用優質無氧銅線材繞制并采用兩次浸漬工藝,一次側控制型整流器原邊采用進口高壓可控硅元件,付邊采用國產優質整流元件,二次側控制采用進口可控硅元件。比傳統可控硅整流器效率提高15%。1.采用高頻逆變、輸出波形平直、紋波小。2.采用了先進的軟開關技術,節能省電、效率高,實現了電源的“綠色化”,并且大幅度延長了機器的使用壽命。3.采用了電流型控制及高可靠的優質功率元件,具有抗干擾能力強、控制精度高、穩定性好、運行可靠等特點。4.具有用戶可自動設置的軟啟動功能、設有三級定時功能等。
每級的電流、電壓可分別設定并可根據工藝要求選擇:穩壓或穩流方式。5.保護功能完善。具有限流、過壓、過熱、缺相及短路等完善保護系統及報警系統。體積小,為用戶有效利用空間創造了有利的條件。1.采用高性能LC濾波器,有效地抑制了整流輸出電壓的諧波成分,滿足了電泳涂漆生產工藝中必須低波紋輸出的要求。2.具有0~999秒可調的軟啟動功能、設有三級定時功能等,每級的電流、電壓可分別設定并可根據工藝要求選擇穩壓或穩流方式。3.由于主控板采用了高可靠的控制系統,具有抗干擾能力強、控制精度高、穩定性好、運行可靠等特點。4.保護功能完善。具有過流、過熱、缺相,錯相序及短路等完善的保護功能以及報警系統。保護方式:輸入過壓、欠壓、過流。
   

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