电浆电源

（高压高频脉冲直流电源、高压窄脉冲电源）

 

 

 

 

 

控制柜                        高压发生器

 

 

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一、 由两部分组成：  

 1、控制柜：变频、脉冲调制和电源控制系统；

 2、高压发生器：升压、整流，输出高压脉冲电流。

 

电源输出波形：

 

 

 

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 二、 应用场景:  

 

A、电浆除臭：电离+高级电化学氧化，除各种工业恶臭。

B、除白烟：白烟实际是雾霾，雾滴与颗粒物的混合体。废气湿度超饱和，普通纯直流电源会打火，不能正常工作。诺亚电浆电源，是纯脉冲方波电源，湿度超饱和环境不打火，高电压稳定工作；脉冲电源能量高，能捕捉小至1微米的雾滴和粉尘，所以能除白烟。

C、除黄烟：黄烟是工业生产中使用硝酸，硝酸极不稳定，分解产生的二氧化氮呈棕红色，也就是常说的黄烟。诺亚电浆电源，能量达到20eV，通过电化学高级氧化，形成NO3，NO3遇水溶解成弱硝酸，呈雾滴被吸附到阳极，用碱水喷淋清洗电场时得到中和。黄烟消除了。

D、除青烟：青烟是小颗粒物组成，通常颗粒直径为1微米到10微米，吸烟产生的青烟就是这个情况，普通直流电源无法使其荷电，诺亚电将高压脉冲直流电源能量高，能使其荷负电荷，然后在电场力推动下沉积到阳极管壁，达到除青烟效果。金属拉丝厂，化工厂，热处理厂，烟厂，沥青厂产生的青烟都能去除。

E、除粉尘：高压脉冲直流电源，特有突破电晕封闭和反电晕功能。

F、其他行业特殊用途：

(1）高频高压脉冲直流电源在X光射线产生过程中有关键作用。它主要用于给X光射线管的阴极和阳极提供高电压。在高电压作用下，阴极的电子获得足够能量高速撞击阳极靶材。当这些高速电子突然减速时，其部分动能就会以X光的形式释放出来，从而产生X光射线，用于医疗成像、工业探伤等诸多领域。

(2）高频高压脉冲直流电源在电穿刺消毒杀菌中主要有以下作用。高频高压脉冲能够产生强电场。这个强电场可以改变微生物细胞膜的跨膜电位，使细胞膜形成小孔，即电穿孔现象。当细胞膜的通透性被改变后，微生物内部的平衡被打破，细胞内容物泄漏，致使微生物死亡。同时，脉冲电场还能使微生物细胞内的带电粒子在电场作用下剧烈运动，相互碰撞，破坏细胞内的结构，如核糖体、核酸等生物大分子，从而达到消毒杀菌的效果。

(3）高频高压脉冲直流电源，还可以用于芯片生产中离子注入工序。

 

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 三、 技术参数：  

 

 

项目	参数	备注
单模块功率	12kW	有脉冲同步技术，可多机并联扩容
输出电压（平均值值)	10-100kV	能适用于超大风量除臭，同极距>400mm
瞬时电压(峰值)	160kV	脉冲放电中，由于瞬间电位较高，电子从电场中获得的能量很大，产生高能电子，这些高能电子与中性气体分子碰撞裂解或激发中性分子进而产生更多的电子，除臭效率更好
输出方式	直流脉冲方波输出	见附图
脉冲频率	80kHz	高频脉冲方波输出；
脉冲宽度	500nS-10μS	低压侧PWM制式调制脉冲，脉冲精确度高
脉冲能量	20eV	能打开已知大部分化学气体化学键
调制方式	低压侧PWM调制	比高压侧调制更稳定、可靠
电源效率	>95%	工况使用测试结果
安装方式	可分体安装，也可整体安装	可将控制柜放置在室内，便于操作，也有利于电子设备的保护，控制器和变压器可分开1000m。
使用年限	20年

 

 

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  四、产品选型与配置：  

 

     诺亚高压高频脉冲直流电源（电浆电源、高压窄脉冲电源）的产品规格，依据高压变压器的额定输出电压（即额定二次电压）与额定输出电流（即额定二次电流）进行划分，表明设备的输出电压，额定输出电压分为20kV、30kV、40kV、50kV、60kV、72kV、80kV、100kV 八个级别，对应的同极距离：63mm、110mm、133mm、159mm、219mm、273mm、360mm、400mm。

额定输出功率最大为：12kw。功率/电压就是 八个级别，每个级别或不同的功率所对应的控制器模块存在偏差。
      配置不同的情况与需求，详细方案请联系本公司
  根据负载规格：  

电流根据阳极面积配置：0.3~2.00mA/m2；
功率根据气体排量配置：40000m3/12~24kW（视具体工况而定）；
散热方式根据工况选用：默认压缩机水冷。

 

 

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12kW单模块控制柜+高压发生器

 

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24kW双联控制柜+高压发生器

 

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36kW三联控制柜+高压发生器

 

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60kW五联控制柜+高压发生器

 

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 五、 普通工频直流电源与诺亚电浆电源性能对比：  

 

序号	项目名称	普通工频直流电源	诺亚电浆电源
1	电网输入侧情况	两相，不平衡	三相，平衡
2	输出电方式	直流，纹波大	80kHz 脉冲直流方波； 高频率窄脉冲，供电频率越高电场容抗越小，电源向电除尘器注入的能量就越大。
3	输出电压波动	30%	1%
4	火花熄灭时间	可控硅控制，10ms	IGBT开关控制+PWM脉宽调制方式，25us
5	电源效率	＜75%	＞95%
6	功率因数	＜78%	＞93%
7	电源体积、重量	较大	较小
8	能耗	高	非常低，比工频电源节电80%
9	控制型式	可控硅调压控制毫秒级控制	PWM幅宽调制，微秒级响应速度
10	闪络特性	闪络冲击时不能快速响应，输出电流要经过很长时间才能逐渐下降至零。	设备通过调整脉冲幅宽，自动跟踪电场击穿电压的临界点。电场不易闪络，实现最佳功率输出。
11	电弧打火	当打火时电源直接关断	先关断一些脉冲，电源还保持在工作状态，关断脉冲后能量减少，电弧消失，电源恢复正常工作。如果产生燃弧时才保护关断电源。
12	带电喷水清洗	不能带电喷水	可以在不停止电源工作情况下喷水清洗静电电场
13	反电晕情况	工频直流电源产生反电晕。反电晕现象发生后，除尘效率大幅下降。	电浆电源不产生反电晕。脉冲波瞬间高电压更易使粉尘荷电，所以除尘效率大大提高。
14	收尘和净化效率	粒子在直流电晕荷电的过程中,随着颗粒带电量的增加从而在颗粒表面产生势垒能。荷电的发生是只有那些具有动能大于或足以克服荷电粒子表面势垒能的电子与粒子碰撞而产生. 低于荷电粒子表面势垒能的电子不能达到粒子表面进而不荷电. 当荷电发生到一定阶段时，粉尘的荷电速度减小，从而影响粉尘的带电量，造成除尘效率低下。	比普通直流效率高30%。脉冲放电中，由于瞬间电位较高, 电子从电场中获得的能量很大，产生高能电子，这些高能电子与中性气体分子碰撞裂解或激发中性分子进而产生更多的电子。此时，电场空间带电粒子主要是电子，电晕电流是电子传输形成的。飞灰粒子荷电是以电子荷电为主。 飞灰在脉冲放电电晕场中的电子荷电机理是以电子的电场荷电和动能扩散荷电为主，飞灰粒子的电子荷电不仅与电场强度有关，也与电子的热运动程度有关（即电子的动能）。 在脉冲期间，单位空间内，被激发出的电子密度很大，能量很高，高能电子足以克服这势垒能而轰击飞灰粒子表面使粒子的荷电量超过饱和电场荷电的极限，从而获得更快的趋近速度，提高除尘效率。
15	工况适应性	部分场景可用	所有场景都能用
16	除黄烟效果	普通直流没有除黄烟功能	我们做过实验，在硝酸中加铜，产生NO2 黄烟，在没有碱中和喷淋情况下，黄烟能净化。
17	除尘效率和电能消耗	能收尘，耗电量大，一套除尘电源每小时耗电50~60 度电。	除尘效率提高30%，一套除尘电源每小时耗电10 度电左右。每小时节电40kw，一天节电960kw，一月节电28800kw，一年（按10 个月计算）节电28.8 万kw，如果每kwh 电费0.5 元，一年节约14.4 万元。
18	高比电阻和微细粉尘的捕集	差	好。高比电阻粉尘的捕集，微细粉尘的捕集。微细粉尘的排放量是影响静电除尘器粉尘排放浓度的关键指标。高频双窄脉冲供电产生的瞬间高强电场电晕，大大提高了对PM2.5 及以下颗粒物的捕集。
19	变压器特点	普通直流是工频变压器，油温度100~120 度。	高频变压器体积小，温升不超过25K。
20	整机结构与防护		变压器和控制柜可以一起安装，也可以分开安装。将显示屏安装在控制室，通过RS485 通讯或光纤连接。

 

 

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  六、工作原理：

 

诺亚电浆电源，其脉冲方波输出型电源的天然优势在于，比常见的叠加型或复合型脉冲电源，具有更高的瞬时电压和电流，并且上升沿坡度更陡（从0电压到最高电压，只需要372ns），因此，电源产生的电浆，能源密度更高，电离和高级氧化效果更好。

（1）诺亚电浆电源，由三相交流电输入，整流后，经IGBT逆变，成为高频脉冲交流电，经高频高压变压器升压，再整流输出高频高压脉冲直流电。
（2）电源核心器件 IGBT 采用英飞凌，主要发热部分采用低功耗制冷机强水冷，夏天室外温度50度时发热器件温度不会超过45度。升压变压器频率高，体积小，温升不超过25K。我司在高压变压器和IGBT 之间有隔离处理，不会发生高压串回烧坏IGBT 的极端事故。
（3）电源主要由控制器模块和高压变压器模块、水冷系统组成，在工程应用中，可根据用户的负载需求并联集成，提供更高的输出功率。

① 每个标准控制模块的功能完整，可以单独使用。
② 每个高压变压器模块，有单独的采样装置。
③ 每套电源都具备远程总线通信功能。
④ 每个控制器模块对应配接一个高压变压器模块。
⑤ 每个控制器模块自带 PWM 恒定电流控制功能，都自带短路、过流、过压、过温、开路、灭弧功能。
⑥ 每套电源都可以通过远程通信实现互联网，远程操控，远程维护、远程监管，用户可达到无人值守的目标。

 

 

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电气原理框图：

 

 

 

工作波形图：

 

 

 

 

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  七、技术优势： 

 

（1）2021年国家生态环保部推荐先进示范技术。

（2）诺亚电器拥有完全独立的自主知识产权。诺亚公司研发能力强，技术带头人是中科院高能物理研究所正高级工程师，2016年四川省千人计划邀请到成都电子29所工作，现为诺亚公司总工程师。有近30人的专业技术研发团队，并围绕之一核心技术申请了5个发明专利和30多项实用新型专利，10几项软件著作权。
诺亚电浆电源突破了两大技术难关：
①脉冲方波输出而不是尖峰输出；
②放电波形满足没有驰豫态的完整汤生放电曲线。汤生放电曲线被认为衡量是否达到标准电浆状态的核心指标。诺亚电浆电源的工作频率是80kHz，并且实现直流脉冲方波输出形式。

（3）放电能量密度高，功率大，效果好。
①重复频率高，每秒8万个脉冲直流方波；典型电浆法宽度：500nS-10uS。超高频率=超高能量，轰击废气分子使其分子键断裂。
②低压侧调制脉冲，脉冲宽度可调，IGBT控制精度高，设备长期运行可靠。
③光纤通讯，可1公里外操作；物联网功能，可手机控制；
④除臭效率高达95%以上。

（4）无驰豫态的完整汤生放电曲线。
实测放电波形符合汤生放电曲线，该曲线被认为是标准的放电形成活性粒子的核心指标。

（5）建造成本低，运行成本低。
据经验，2万风量耗电功率，6~12kw（不同臭气耗电量不一样），能耗相比其它工艺都要低；无耗材。

（6）适用性强。
反应舱内存在大量高能电子、自由基、离解原子、激发态分子、正离子等活性粒子，可对污染物进行无差别降解，同时具备降解污染物、除尘、脱水、除臭等功能，可谓“一机多用”，省去多个预处理设备。

（7）安全性。
工艺设计过程中，全面考虑了安全性：
①采用大管径阳极管，是为了防止阴极放电而专门设计的；
②设备以及风管上连接地线，防止由于静电而产生火花导致局部闪燃；
③在系统进气端设置防回火装置，防止火苗往车间方向串；
④在电浆法装置上适当的位置安装了泄爆片，即使发生闪燃也能第一时间把压力释放出去；
⑤电浆控制器有自动灭弧功能。当程序探测到电弧长度超过我们设定值时，电源会自动灭弧；当设备发生潜在打火风险时，电源会主动降低电压，从而起到灭弧作用。

  产品实拍：  

 

 

 

 

 

 

 

       佛山诺亚电器有限公司，2007年成立，是研发、生产、销售一体化制造型科技企业。研发及生产厂房面积超过1万m²，通过了ISO9001、ISO14001、OHASA18001管理体系认证，是广东省专精特新企业和高新技术企业。产品研发方向是脉冲等离子体电源技术及其应用，已经获得多项专利和第三方认证。

公司主要有以下三类产品：
电源产品：高压窄脉冲放电除臭电源(即电浆法除臭电源），脉冲电离电源除黄烟及化工废气，电磁除雾电源酸雾除白雾，高压脉冲电源除尘除烟，脉冲等离子体火炬电源及火炬，SPS等离子体烧结电源，等离子体清洗电源，磁控溅射电源，光伏钙钛镀膜电源，脉冲直流氧化电镀电源。
环保设备（搭载诺亚核心电源技术，高压脉冲电浆技术）：废气除臭装置；化工废气治理设备；脱硫脱硝废气处理设备，除酸雾除白烟设备；除黄烟废气净化设备。高压窄脉冲放电技术是生态环境部推荐的创新型示范性技术，特别是用于电离除臭和电离裂解化学工业废气处理效果非常好。诺亚公司等离子体火炬主要应用于废气焚烧高温裂解净化，温度达5000~10000度，适用于电子厂废气处理。
电力设备：电力变压器；高低压开关柜；有源滤波器APF；无功补偿器SVG。
       诺亚公司坚持科技创新，技术带头人曾任职于中科院北京高能物理研究所，长期从事等离子体电源技术研究，为托卡马克试验室提供过等离子体电源；其他核心技术人员都有中科院等离子所学习或工作经历；核心技术人员都是博士、博士后，研发团队成员都是本科或硕士学历；员工本科以上学历占40%以上。
       诺亚产品面向国内外销售，招募区域代理销售商，欢迎朋友们来公司考察、交流，共同开发等离子体技术的工业应用。