大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置的製作方法

2023-08-12 16:23:01 1

專利名稱：大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種廢氣的淨化裝置，具體涉及一種大風量低濃度等離子體廢氣處理
裝直。
背景技術：
隨著經濟的發展，隨之而來的是工業生產等領域產生的有毒有害氣態汙染問題也日益嚴重。氣態汙染主要來自於石油、化工、塗裝、汙水處理、菸草等行業。這些行業產生的氣態汙染物具有流量大、成分複雜的特點，如果直接排放將會對人身健康和大氣環境造成嚴重危害。必須對這些汙染物進行在線大流量的處理，使之達到國家排放標準。低溫等離子技術是近年來氣態汙染物治理領的熱點技術。相比於傳統的空氣淨化技術，如燃燒法、吸附法、生物法、膜分離法、光催化法等，等離子體技術具有處理流程短、效率高、能耗低、二次汙染少、適用範圍廣等特點，被認為是一種極具前途的環境汙染深度淨化技術。在常壓下，當電場強度不均勻或是一個電極附近的電場比電極間其它部位的電場強得多時，電壓升高到一定程度，電極附近的氣體介質會被局部擊穿而產生放電現象。大氣壓等離子體放電形式可以分為電暈放電、輝光放電、介質阻擋放電和電弧放電。由於受到實際應用的限制，電暈放電和介質阻擋放電在氣體治理方面獲得較多應用。但是電暈放電當電壓較高時容易形成火花放電，此外電暈放電強度比較弱，處理廢氣效率比較低。而介質阻擋放電由於有介質阻擋層，在處理氣體流量和維持穩定放電方面是瓶頸。氣流量大時候要求電極間距大，因此擊穿電壓高而且較難獲得穩定放電。

發明內容
本發明的目的在於提供一種大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，其可以獲得較高的氣體處理流量，同時能夠維持高密度大面積的等離子體，使放電處於穩定狀態，提高處理效率。為了實現上述目的，本發明的技術解決方案為:一種大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，其中包括等離子殼體，所述等離子殼體上設有進、出氣口，位於進、出氣口之間的等離子殼體內腔的至少一個橫截面內安裝有若干個等離子體發生器，位於同一橫截面的各等離子體發生器之間沿外緣相互連接且填滿該橫截面，所述等離子體發生器垂直於等離子殼體的進氣口，所述等離子體發生器包括矩形框架基座，所述基座由絕緣材料製成，所述基座的前、後面分別連接有氣流均布柵，所述氣流均布柵上均布有柵孔，所述基座的內腔左、右板之間由上至下垂直連接有若干層電極絲和若干個電極板，各所述電極板之間及各電極板與各層電極絲之間相互平行，各電極板與各層電極絲交錯設置，各所述電極板與其相鄰層的電極絲之間間距相等，位於同一層的電極絲呈均勻、間隔設置，各所述電極板分別連接電極板引出線，各所述電極板的外表面分別設有耐高溫的絕緣介質層，各所述電極板引出線分別穿出絕緣介質層和基座後與高壓交流電源的接地端連接，各所述電極板引出線穿過基座的部分的外表面均套有絕緣固定導套，各電極絲的一端分別連接電極絲引出線，各電極絲引出線穿過基座後與高壓交流電源的高壓端連接。本發明大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，其中各相鄰兩個電極板之間分別垂直連接若干個相互平行且均勻間隔設置的絕緣平衡板，位於相鄰兩個電極板之間的各電極絲分別垂直穿過各絕緣平衡板。本發明大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，其中各所述電極絲的左、右兩端分別固定在兩個固定螺釘上，兩個所述固定螺釘分別螺接於基座的左、右板上，其中一個固定螺釘上連接電極絲引出線。本發明大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，其中所述等離子殼體為長方體箱式結構，其左板上設有漸擴的進氣口，其上表面右部設有漸縮的出氣口，相鄰所述等離子體發生器的基座之間及相鄰的基座與等離子殼體之間分別通過C型槽鋼和固定螺釘連接在一起。本發明大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，其中所述等離子殼體上設有檢修孔。採用上述方案後，本發明大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置通過等離子殼體的進氣口與廢氣接通，廢氣全部通過等離子殼體內腔的各等離子體發生器，等離子體發生器的各電極板引出線與各電極絲引出線分別與高壓交流電源的接地端和高壓端連接，接通高壓交流電源，在高壓交流電的作用下，相鄰電極板之間的電極絲層周圍產生電暈放電，因為相對於平行板放電而言，在同等外加電壓下可以產生較高周邊電場，因此電極絲所需要的放電擊穿電壓更低，在電極絲周圍產生微放電，而電暈預電離能夠進一步降低氣隙擊穿場強，絕緣介質層可以抑制電弧放電的形成，從而在高壓放電區域出現大面積均勻穩定的介質阻擋電暈放電，放電區產生大量富含高能活性粒子，當氣態汙染物通過氣流均布柵均勻大量進入高壓放電區時，高能活性粒子與汙染氣體發生反應，達到去除汙染物的目的，由於進入等離子殼體內腔的氣體流量很大，因此該裝置可以獲得較高的氣體處理流量，同時能夠維持高密度大面積的等離子體，使放電處於穩定狀態，提高處理效率。本發明的進一步有益效果是:在各相鄰兩個電極板之間垂直連接若干個相互平行且均勻間隔設置的絕緣平衡板，使位於相鄰兩個電極板之間的各電極絲分別垂直穿過各絕緣平衡板，這樣設計一方面可以保證各層電極絲與各電極板平行，同時增設絕緣平衡板，有助於均衡進入等離子體發生器入口的氣流，同時將等離子體的高壓放電區分隔成獨立的幾個小放電區，有助於提高等離子體的密度。本發明的進一步有益效果是:將各電極絲的左、右兩端分別固定在兩個固定螺釘上，兩個固定螺釘分別螺接於基座上，使其中一個固定螺釘連接電極絲引出線，這樣設計便於電極絲及電極絲引出線的安裝、固定。本發明的進一步有益效果是:將等離子殼體設計為長方體箱式結構，將相鄰等離子體發生器的基座之間及相鄰的基座與等離子殼體之間分別通過C型槽鋼和固定螺釘連接在一起，這樣設計的結構簡單，安裝方便。本發明的進一步有益效果是:在等離子殼體上設檢修孔，是為了方便檢修等離子殼體內腔的等離子體發生器。


圖1是本發明大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置的外形結構圖；圖2是本發明的等離子殼體內腔同一橫截面內均布的等離子體發生器的主視圖；圖3是本發明的等離子殼體內腔同一橫截面內均布的等離子體發生器的俯視圖；圖4是圖2的A-A向剖視圖；圖5是本發明的單個等離子體發生器的主視圖；圖6是圖5的B-B向剖視圖；圖7是本發明的單個等離子體發生器的左視圖；圖8是圖7的C-C向剖視圖。下面結合附圖，通過實施例對本發明做進一步的說明；
具體實施例方式如圖1所示，本發明大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，包括等離子殼體I。等離子殼體I為長方體箱式結構。其左板上加工有漸擴的進氣口 2，其上板右部加工有漸縮的出氣口 3，其前板加工有檢修孔17。結合圖2至圖4所示，位於進氣口 2和出氣口 3之間的等離子殼體I內腔的同一個橫截面內安裝有3X4個等離子體發生器4。即橫向排列3個等離子體發生器4，縱向排列4個等離子體發生器4。各等離子體發生器4之間沿外緣相互連接且填滿該橫截面。等離子體發生器4垂直於等離子殼體I的進氣口 2。結合圖5至圖7所示，單個等離子體發生器4包括矩形框架基座5。基座5由絕緣材料製成，其尺寸為50cmX 30cm。相鄰等離子體發生器4的基座5之間及相鄰的基座5與等離子殼體I之間分別通過C型槽鋼15和固定螺釘16連接在一起。單個基座5的前、後面分別連接有氣流均布柵18，氣流均布柵18上均布有柵孔。單個基座5的內腔左、右板之間由上至下垂直連接有三層電極絲6和四個電極板7。各電極板7之間及各電極板7與各層電極絲6之間相互平行。各電極板7與各層電極絲6交錯設置。各電極板7與其相鄰層的電極絲6之間的間距相等，該間距為10mm。位於同一層的電極絲7呈均勻、間隔設置，相鄰電極絲7之間的間距為6mm，各電極絲7的直徑為1_。各電極板7的左端分別連接電極板引出線8。各電極板7的外表面分別設有耐高溫的絕緣介質層9，該絕緣介質層9由陶瓷材料製成。各電極板引出線8分別穿出絕緣介質層9和基座5的左板後與高壓交流電源12的接地端連接。各電極板引出線8穿過基座5的部分的外表面均套有絕緣固定導套10。各電極絲6的左、右兩端分別穿過基座5的左、右板後固定在兩個固定螺釘14上，兩個固定螺釘14分別螺接於基座5的左、右板上，左端固定螺釘14上連接電極絲引出線11，各電極絲引出線11分別與高壓交流電源12的高壓端連接。各相鄰兩個電極板7之間分別垂直連接三個相互平行且均勻間隔設置的絕緣平衡板13，位於相鄰兩個電極板7之間的各電極絲6分別垂直穿過各絕緣平衡板13。使用時，將廢氣與等離子殼體I的進氣口 2接通，將高壓交流電源接通，廢氣全部進入等離子殼體I內腔，並經各等離子體發生器2的氣流均布柵18，均勻大量的進入高壓放電區，在高壓交流電的作用下，相鄰電極板7之間的電極絲6層周圍產生電暈放電，因為相對於電極板7而言，電極絲6所需要的放電電壓更低，在同等外加電壓下比較容易產生周邊電場，在電極絲6周圍產生微放電，更容易形成等離子體，從而產生大面積均勻的電暈放電，而電暈預電離能夠降低氣隙擊穿場強，電極板7外表面的絕緣介質層9可以抑制電弧放電的形成，從而在高壓放電區域出現大面積均勻穩定的介質阻擋電暈放電，放電區產生大量富含高能活性粒子，當氣態汙染物進入高壓放電區時，高能活性粒子與汙染氣體發生反應，達到去除汙染物的目的，經過處理的廢氣經等離子殼體I的出氣口 3排出。其具體反應過程:(I)在等離子體產生區，在高能粒子的作用下，可以產生強氧化性自由基0、0H等；(2)若汙染廢氣中的有機分子受到高能粒子碰撞而激發，可能使得分子鍵獲得外部能量而斷裂，從而形成小原子或分子；(3)經過一系列反應，活性自由基與小基團、激發態的原子、有機物分子等之間相互作用，其最終產物為CO、CO2, H2O等。由於通過等離子體發生器4的氣體流量很大，因此該裝置可以獲得較高的氣體處理流量，同時能夠維持高密度大面積的等離子體，使放電處於穩定狀態，提高處理效率。上述廢氣經淨化處理後，在出氣口 3處進行採樣，按照HJ/T38-1999氣相色譜法對非甲烷總烴及TVOC (總揮發性有機 化合物)進行採樣測定，檢查結果按GB16297-1996大氣汙染物綜合排放標準。實施效果如下表所示:
權利要求
1.一種大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，其特徵在於:包括等離子殼體(1)，所述等離子殼體⑴上設有進、出氣口(2，3)，位於進、出氣口(2，3)之間的等離子殼體⑴內腔的至少一個橫截面內安裝有若干個等離子體發生器(4)，位於同一橫截面的各等離子體發生器(4)之間沿外緣相互連接且填滿該橫截面，所述等離子體發生器(4)垂直於等離子殼體(I)的進氣口(2)，所述等離子體發生器(4)包括矩形框架基座(5)，所述基座(5)由絕緣材料製成，所述基座(5)的前、後面分別連接有氣流均布柵(18)，所述氣流均布柵(18)上均布有柵孔，所述基座(5)的內腔左、右板之間由上至下垂直連接有若干層電極絲(6)和若干個電極板(7)，各所述電極板(7)之間及各電極板(7)與各層電極絲(6)之間相互平行，各電極板(7)與各層電極絲(6)交錯設置，各所述電極板(7)與其相鄰層的電極絲(6)之間間距相等，位於同一層的電極絲(7)呈均勻、間隔設置，各所述電極板(7)分別連接電極板引出線(8)，各所述電極板(7)的外表面分別設有耐高溫的絕緣介質層(9)，各所述電極板引出線(8)分別穿出絕緣介質層(9)和基座(5)後與高壓交流電源(12)的接地端連接，各所述電極板引出線(8)穿過基座(5)的部分的外表面均套有絕緣固定導套(10)，各電極絲(6)的一端分別連接電極絲引出線(11)，各電極絲引出線(11)穿過基座(5)後與高壓交流電源(12)的高壓端連接。
2.如權利要求1所述的大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，其特徵在於:各相鄰兩個電極板(7)之間分別垂直連接若干個相互平行且均勻間隔設置的絕緣平衡板(13)，位於相鄰兩個電極板(7)之間的各電極絲(6)分別垂直穿過各絕緣平衡板(13)。
3.如權利要求1或2所述的大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，其特徵在於:各所述電極絲(6)的左、右兩端分別固定在兩個固定螺釘(14)上，兩個所述固定螺釘(14)分別螺接於基座(5)的左、右板上，其中一個固定螺釘(14)上連接電極絲引出線(11)。
4.如權利要求3所述的大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，其特徵在於:所述等離子殼體(I)為長方體箱式結構，其左板上設有漸擴的進氣口(2)，其上表面右部設有漸縮的出氣口(3)，相鄰所述等離子體發生器(4)的基座(5)之間及相鄰的基座(5)與等離子殼體(I)之間分別通過C型槽鋼(15)和固定螺釘(16)連接在一起。
5.如權利要求4所述的大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，其特徵在於:所述等離子殼體(I)上設有檢修孔(17)。
全文摘要
一種大風量低濃度等離子體廢氣處理裝置，包括等離子殼體，其上設進、出氣口，其內腔至少一橫截面內安裝若干等離子體發生器，同一橫截面的等離子體發生器間相互連接，等離子體發生器垂直進氣口，等離子體發生器包括絕緣基座，基座前、後面連接氣流均布柵，基座內腔左、右板間由上至下垂直連接若干層電極絲和若干個電極板，各電極板間及其與各層電極絲間相互平行，各電極板與各層電極絲交錯設置，各電極板與相鄰電極絲間距相等，各層電極絲均勻、間隔設置，各電極板、電極絲分別連接引出線，二者引出線分別與高壓交流電源的接地端和高壓端連接。本發明可獲得較高氣體處理流量，並能維持高密度大面積等離子體，使放電處於穩定狀態，提高處理效率。
文檔編號B01D53/76GK103111168SQ20131006053
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月26日 優先權日2013年2月26日
發明者錢黎明, 王祥科, 江健, 程誠, 張芹, 餘紅君, 倪國華, 胡浙平, 沈傑 申請人:中維環保科技有限公司