一種低溫等離子體發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及工業(yè)有機(jī)廢氣凈化技術(shù)，旨在提供一種低溫等離子體發(fā)生裝置。該裝置的反應(yīng)器包括依次連接的電暈管支架、絕緣子、上擋板和下?lián)醢?，等離子體反應(yīng)腔有n個(gè)且并聯(lián)設(shè)置；反應(yīng)腔外殼呈中空?qǐng)A筒狀，電暈管與反應(yīng)腔外殼同軸；在電暈管的外壁上，呈螺旋階梯狀均勻分布若干根金屬材質(zhì)的放電絨毛，放電絨毛向內(nèi)的延長線均通過電暈管的軸線；電暈管支架具有垂直向下的支撐柱，電暈管套設(shè)于其上，電暈管底部設(shè)有防雨帽；該裝置產(chǎn)生的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)的原子以及自由基粒子等高活性物質(zhì)在同等規(guī)模反應(yīng)器的基礎(chǔ)上提高35%，有效反應(yīng)空間增大；由于采用絨毛狀狀電極的原因，大大降低了正、負(fù)電極被擊穿的機(jī)率；能耗大大降低。
【專利說明】一種低溫等離子體發(fā)生裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)有機(jī)廢氣凈化技術(shù)，特別涉及揮發(fā)性有機(jī)物廢氣和惡臭氣體凈化的一種低溫等離子體發(fā)生裝置。
技術(shù)背景
[0002]低溫等離子體又稱為非平衡態(tài)等離子體，是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)。低溫等離子體在廢氣凈化過程中常常由氣體放電產(chǎn)生大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)的原子以及自由基粒子等高活性物質(zhì)，這些物質(zhì)轟擊有機(jī)廢氣分子或惡臭氣體分子，打斷其內(nèi)在化學(xué)鍵，促其降解生成CO2和H2O,從而達(dá)到凈化的目的；這一技術(shù)的應(yīng)用了突破以往靠化學(xué)反應(yīng)及諸多化學(xué)反應(yīng)條件來分解污染物的約束。
[0003]低溫等離子根據(jù)放電形式的不同可以分為介質(zhì)阻擋放電(DBD)、脈沖電暈放電、沿面放電等；根據(jù)放電電極結(jié)構(gòu)的不同可以分為針版式、線版式、平板式、線筒式等。
[0004]就電暈放電而言:從理論上講，電暈放電是在兩極之間產(chǎn)生明顯電暈區(qū)間而不產(chǎn)生電火花，這樣的放電方式對(duì)設(shè)備內(nèi)部電極之間的同軸度要求較高，對(duì)設(shè)備的制造精度和安裝精度要求也較高；即使制造和安裝精度達(dá)到要求，當(dāng)兩電極間電壓偶爾出現(xiàn)不穩(wěn)定時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，電火花放電會(huì)影響污染物的處理率；更主要的是當(dāng)待凈化的有機(jī)廢氣或惡臭氣體中含有較高濃度的可燃?xì)怏w時(shí)會(huì)造成極大的安全隱患。
[0005]此外市場現(xiàn)有產(chǎn)品還普遍存在以下缺點(diǎn):有效反應(yīng)空間??；電極容易被擊穿的機(jī)率高；防火安全性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中低溫等離子體發(fā)生裝置產(chǎn)生電暈放電安全性差的不足的問題，提供一種改進(jìn)的低溫等離子體發(fā)生裝置。
[0007]為解決技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是:
[0008]提供一種低溫等離子體發(fā)生裝置，包括反應(yīng)器與電源；所述反應(yīng)器包括依次連接的電暈管支架、絕緣子、上擋板、等離子體反應(yīng)腔和下?lián)醢?，等離子體反應(yīng)腔有η個(gè)且并聯(lián)設(shè)置，η為大于2的自然數(shù)；
[0009]所述等離子體反應(yīng)腔包括均為耐腐金屬材質(zhì)的電暈管和反應(yīng)腔外殼；反應(yīng)腔外殼呈中空?qǐng)A筒狀，其上端外緣與上擋板無縫隙相連，下端外緣與下?lián)醢鍩o縫隙相連；
[0010]電暈管與反應(yīng)腔外殼同軸，兩者之間的空腔為反應(yīng)腔，使等離子體反應(yīng)腔的橫截面呈同心圓結(jié)構(gòu)；在電暈管的外壁上，呈螺旋階梯狀均勻分布若干根金屬材質(zhì)的放電絨毛，放電絨毛向內(nèi)的延長線均通過電暈管的軸線；
[0011]耐腐金屬材質(zhì)的電暈管支架設(shè)在上擋板上，電暈管支架具有η個(gè)垂直向下分別插入反應(yīng)腔外殼的支撐柱，各電暈管分別套設(shè)于支撐柱上，電暈管底部設(shè)有防雨帽；
[0012]所述支撐柱、電暈管、防雨帽、放電絨毛均與反應(yīng)腔外殼保持間距互不接觸，且放電絨毛之間相互不接觸。[0013]作為一種改進(jìn)，所述電源由脈寬調(diào)制器和高壓發(fā)生器組成；其中:
[0014]脈寬調(diào)制器的輸入電壓為220V?300V，變頻范圍為20KHz?IOOKHz ；
[0015]高壓發(fā)生器的低壓端以一根火線和一根零線接至脈寬調(diào)制器；其高壓端是6000V?20000V的交流高壓輸出，分別接至所述電暈管和反應(yīng)腔外殼。
[0016]作為一種改進(jìn)，所述放電絨毛是鉻鎳合金材質(zhì)的針狀物。
[0017]作為一種改進(jìn)，所述電暈管支架的η個(gè)支撐柱呈網(wǎng)格狀布置，使得各相鄰的等離子體反應(yīng)腔之間保持相同間距；電暈管支架通過設(shè)置于其四角的螺栓和絕緣子實(shí)現(xiàn)與上擋板之間的固定連接。
[0018]作為一種改進(jìn)，所述防雨帽是耐腐金屬材質(zhì)的防雨帽，呈半圓形，其最低點(diǎn)與反應(yīng)腔外殼的下端平面相切；防雨帽與放電絨毛互不接觸。
[0019]作為一種改進(jìn)，所述放電絨毛的長度為0.5?Icm ;放電絨毛與反應(yīng)腔外殼的間距為 0.5 ?2cm。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比:本發(fā)明的有益效果是:
[0021]1、產(chǎn)生的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)的原子以及自由基粒子等高活性物質(zhì)在同等規(guī)模反應(yīng)器的基礎(chǔ)上提高35% ；
[0022]2、與傳統(tǒng)的管式電暈放電模式相比，有效反應(yīng)空間增大了 1.5倍；
[0023]3、由于采用絨毛狀狀電極的原因，大大降低了正、負(fù)電極被擊穿的機(jī)率；
[0024]4、由于增大了有效反應(yīng)空間和提高高能電子、離子、激發(fā)態(tài)原子以及自由基粒子等高活性物質(zhì)的產(chǎn)生量的原因，能耗由原來的1.5W.h/m3降低至0.5W.h/m3。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0026]圖1是本發(fā)明的示意圖。
[0027]圖2是圖1的俯視圖。
[0028]圖3是圖1的A-A剖面圖。
[0029]圖4是等離子體反應(yīng)腔示意圖。
[0030]圖5是圖4的B-B剖面圖。
[0031]圖6是等離子體反應(yīng)腔的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述。
[0033]本發(fā)明中的低溫等離子體發(fā)生裝置，包括反應(yīng)器與電源；所述反應(yīng)器包括依次連接的電暈管支架1、絕緣子8、上擋板5、等離子體反應(yīng)腔和下?lián)醢?，等離子體反應(yīng)腔有η個(gè)且并聯(lián)設(shè)置，η為大于2的自然數(shù)；
[0034]等離子體反應(yīng)腔包括均為耐腐金屬材質(zhì)的電暈管2和反應(yīng)腔外殼4;反應(yīng)腔外殼4呈中空?qǐng)A筒狀，其上端外緣與上擋板5無縫隙相連，下端外緣與下?lián)醢?無縫隙相連；
[0035]電暈管2與反應(yīng)腔外殼4同軸，兩者之間的空腔為反應(yīng)腔，使等離子體反應(yīng)腔的橫截面呈同心圓結(jié)構(gòu)；在電暈管2的外壁上，呈螺旋階梯狀均勻分布若干根金屬材質(zhì)(可選鉻鎳合金材質(zhì))的放電絨毛3，放電絨毛3向內(nèi)的延長線均通過電暈管2的軸線；放電絨毛3的長度為0.5?Icm ;放電絨毛3與反應(yīng)腔外殼4的間距為0.5?2cm。
[0036]耐腐金屬材質(zhì)的電暈管支架I設(shè)在上擋板5上，
[0037]電暈管支架I (耐腐金屬材質(zhì))具有η個(gè)垂直向下分別插入反應(yīng)腔外殼的支撐柱(耐腐金屬材質(zhì))，支撐柱呈網(wǎng)格狀布置，使得各相鄰的等離子體反應(yīng)腔之間保持相同間距；電暈管支架I通過設(shè)置于其四角的螺栓和絕緣子8實(shí)現(xiàn)與上擋板5之間的固定連接。各電暈管2分別套設(shè)于支撐柱上，電暈管2底部設(shè)有防雨帽7 ；
[0038]所述支撐柱、電暈管2、防雨帽7、放電絨毛7均與反應(yīng)腔外殼4保持間距互不接觸，且放電絨毛4之間相互不接觸。防雨帽7是耐腐金屬材質(zhì)的，呈半圓形，其最低點(diǎn)與反應(yīng)腔外殼4的下端平面相切；防雨帽7與放電絨毛3互不接觸。
[0039]電源由脈寬調(diào)制器和高壓發(fā)生器組成；其中:脈寬調(diào)制器的輸入電壓為220V?300V，變頻范圍為20ΚΗζ?IOOKHz ;高壓發(fā)生器的低壓端以一根火線和一根零線接至脈寬調(diào)制器；其高壓端是6000V?20000V的交流高壓輸出，分別接至所述電暈管2和反應(yīng)腔外殼4。
[0040]本發(fā)明的使用方法是:
[0041 ] 通過外部引風(fēng)機(jī)將廢氣弓I入本發(fā)明中低溫等離子體發(fā)生裝置，在下?lián)醢?制約的反應(yīng)腔下端，廢氣被約束由下而上的通過電暈管2和反應(yīng)腔外殼4之間等離子體反應(yīng)腔內(nèi)，在由電源所產(chǎn)生的高壓高頻電場的作用下，反應(yīng)腔內(nèi)部產(chǎn)生低溫等離子體態(tài)。該狀態(tài)下，反應(yīng)腔內(nèi)部充滿大量高能電子、離子、激發(fā)態(tài)原子以及自由基粒子等高活性物質(zhì)，這些高活性物質(zhì)與廢氣中的污染物進(jìn)行一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，將污染物的化學(xué)鍵打開并氧化分解污染物，達(dá)到去除的目的。反應(yīng)后氣體由上擋板5制約的反應(yīng)腔上端排出。
[0042]經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明中的裝置用于橡膠行業(yè)的廢氣處理，與其他傳統(tǒng)廢氣處理技術(shù)相比較，其運(yùn)行成本僅為原來的五分之一，與市場其他處理橡膠廢氣的低溫等離子體裝置相比，運(yùn)行成本也僅為其他低溫等離子體裝置的50% ;而經(jīng)處理后的化驗(yàn)分析可知，裝置的處理效率提高了 10%?20%。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫等離子體發(fā)生裝置，包括反應(yīng)器與電源；其特征在于，所述反應(yīng)器包括依次連接的電暈管支架、絕緣子、上擋板、等離子體反應(yīng)腔和下?lián)醢?，等離子體反應(yīng)腔有η個(gè)且并聯(lián)設(shè)置，η為大于2的自然數(shù)； 所述等離子體反應(yīng)腔包括均為耐腐金屬材質(zhì)的電暈管和反應(yīng)腔外殼；反應(yīng)腔外殼呈中空?qǐng)A筒狀，其上端外緣與上擋板無縫隙相連，下端外緣與下?lián)醢鍩o縫隙相連； 電暈管與反應(yīng)腔外殼同軸，兩者之間的空腔為反應(yīng)腔，使等離子體反應(yīng)腔的橫截面呈同心圓結(jié)構(gòu)；在電暈管的外壁上，呈螺旋階梯狀均勻分布若干根金屬材質(zhì)的放電絨毛，放電絨毛向內(nèi)的延長線均通過電暈管的軸線； 耐腐金屬材質(zhì)的電暈管支架設(shè)在上擋板上，電暈管支架具有η個(gè)垂直向下分別插入反應(yīng)腔外殼的支撐柱，各電暈管分別套設(shè)于支撐柱上，電暈管底部設(shè)有防雨帽； 所述支撐柱、電暈管、防雨帽、放電絨毛均與反應(yīng)腔外殼保持間距互不接觸，且放電絨毛之間相互不接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電源由脈寬調(diào)制器和高壓發(fā)生器組成;其中: 脈寬調(diào)制器的輸入電壓為220V~300V，變頻范圍為20ΚΗζ~IOOKHz ； 高壓發(fā)生器的低壓端以一根火線和一根零線接至脈寬調(diào)制器；其高壓端是6000V~.20000V的交流高壓輸出，分別接至所述電暈管和反應(yīng)腔外殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的裝置，所述放電絨毛是鉻鎳合金材質(zhì)的針狀物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)中所述的裝置，其特征在于，所述電暈管支架的η個(gè)支撐柱呈網(wǎng)格狀布置，使得各相鄰的等離子體反應(yīng)腔之間保持相同間距；電暈管支架通過設(shè)置于其四角的螺栓和絕緣子實(shí)現(xiàn)與上擋板之間的固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)中所述的裝置，其特征在于，所述防雨帽是耐腐金屬材質(zhì)的防雨帽，呈半圓形，其最低點(diǎn)與反應(yīng)腔外殼的下端平面相切；防雨帽與放電絨毛互不接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)中所述的裝置，其特征在于，所述放電絨毛的長度為.0.5~Icm ;放電絨毛與反應(yīng)腔外殼的間距為0.5~2cm。
【文檔編號(hào)】H05H1/24GK103906334SQ201410098818
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】張瑜, 呂雄標(biāo), 包誠磊, 王文勤 申請(qǐng)人:浙江菲爾特環(huán)保工程有限公司