CN105036252A - 一种高速微细液滴放电的常温水处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速微细液滴放电的常温水处理装置和方法，包括有等离子体反应器，等离子体反应器两端分别安装有电极，两电极分别高压电源电连接，等离子体反应器其中一端的电极中安装有高压喷射装置，高压喷射装置通过快接头上管路连通水源，等离子体反应器内另一端通过管路与一个液体分离装置连通，液体分离装置底部通过管路连通有水收集罐，液体分离装置顶部通过管路与一个负压产生装置连通。本发明应用在水处理净化、液体食品灭菌、制药等领域，由于微细液滴高速进入放电区，具有流速大、处理时间短，液体作为等离子体工作介质，参与等离子体形成和反应，放电区的温度为常温，不影响处理液体的品质，因此大大增加了处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及流体放电处理领域，具体是一种高速微细液滴放电的常温水处理装置及方法。
背景技术
随着经济的发展和城市化进程的加快，水资源匮乏和污染是全球关注的热点。同时人们的环保意识逐渐增强，国家的相关法律法规及行业标准都对水资源的利用和排放标准有严格的限定，对水资源进行治理是改善环境质量的关键。
目前传统的水处理工艺包括卤素（如氯气、二氧化氯）、紫外线等，卤素消毒过程中或产生致癌的有机副产物，影响水质。紫外线技术则存在石英套管的污垢膜及紫外光透射率问题、石英管的寿命及高昂维护费等问题。
液相(气液相)等离子体放电过程中产生高能粒子、活性自由基、并伴有紫外光辐射、冲击波等，使得水中污染物更容易高效去除。
目前等离子体放电水处理装置有采用介质阻挡方式、线板式、线筒等方式在大气中产生等离子体，再将水喷入到放电区，由于液体并非等离子体的工作介质，在水进入放电区时对等离子体具有淬灭作用，从而降低处理效率，同时也存在着处理水量少的问题。也有用超声换能基本原理使液体进入放电区，首先需要外加电能，同时存在超声换能的效率问题。在现有技术下，液体主要靠自身扩散的方式，存在处理水量小，在放电区不能均匀、快速分布，可能使得放电在局部产生，另外需外加电能增加能耗，降低处理效率。或者采用热等离子体炬方式，需外加引弧来产生热等离子体，而且等离子体温度高达上千度，液体在高温下被汽化而形成水蒸气等离子体，同时也存在电极刻蚀物进入液体，会影响处理液体的品质，不能用于饮用水净化、液体食品灭菌制药等领域。
发明内容本发明的目的是提供一种高速微细液滴放电的常温水处理装置及方法，以解决现有技术存在的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种高速微细液滴放电的常温水处理装置，其特征在于：包括有等离子体反应器，等离子体反应器一端与一个液体分离装置连通，液体分离装置底部通过管路连通有水收集罐，液体分离装置顶部与一个负压产生装置相连，液体分离装置顶部还通过管路与大气连通，且液体分离装置与负压产生装置之间管路上，液体分离装置与大气之间管路上分别安装有控制阀，负压产生装置可以产生负压，有利于在等离子反应器内产生高速均匀微细液滴，反应器两端分别安装有产生等离子体放电的电极，等离子体反应器另一端的电极中安装有高压喷射装置，高压喷射装置的出口伸向等离子体反应器内，高压喷射装置的进口安装有快接头，且与快接头相连的管路上安装有截止阀、流量控制器。
所述的一种高速微细液滴放电的常温水处理装置，其特征在于：所述高压喷射装置为单流体或双流体两种结构，当高压喷射装置为单流体结构时，高压喷射装置的出口通过快接头上管路与单一水源连接，当高压喷射装置为双流体结构时，高压喷射装置具有两个进口，其中一个进口通过对应的快接头上管路与水源连通，另一个进口通过对应的快接头上管路与气源连通。
一种高速微细液滴放电的常温水处理方法，其特征在于：首先利用负压产生装置在等离子体反应器内形成负压，具有一定压力的水流经过高压喷射装置喷入等离子体反应器内，在等离子体反应器内形成高速均匀微细液滴，通过高压电源及电极激发，在微细液滴中产生均匀的常温等离子体。通过常温等离子体的作用，在放电区中快速去除水流中各类污染物，处理后的水流或气流经过液体分离装置，回收到水收集罐和储气罐中。
本发明提出了一种高速微细液滴放电的常温水处理工艺及装置，可以应用在水处理净化、液体食品灭菌、制药等领域，由于微细液滴高速进入放电区，具有流速大、处理时间短，液体作为等离子体工作介质，参与等离子体形成和反应，放电区的温度为常温，不影响处理液体的品质，因此大大增加了处理效率。
附图说明
图1为本发明单流体高压喷射装置时装置结构图。
图2为本发明双流体高压喷射装置时装置结构图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种高速微细液滴放电的常温水处理装置，包括有等离子体反应器9，等离子体反应器9两端分别安装有向等离子体反应器9内放电的电极6、10，两电极6、10分别与一个高压电源8电连接，等离子体反应器9其中一端的电极6中安装有高压喷射装置7，高压喷射装置7的出口伸向等离子体反应器9内，高压喷射装置7的进口安装有快接头5，快接头5通过管路4连通外部具有一定压力的水源1，且快接头5与水源1之间管路上安装有截止阀2、流量控制器3，等离子体反应器9内另一端通过管路与一个液体分离装置14连通，液体分离装置14底部通过管路连通有水收集罐15，液体分离装置14顶部通过管路与一个负压产生装置12连通，液体分离装置14顶部还通过管路与大气连通，且液体分离装置14与负压产生装置12之间管路上，液体分离装置14与大气之间管路上分别安装有控制阀13、11。
等离子体反应器9为绝缘材料制成的圆筒，两电极6、10分别安装在圆筒两端筒口中。
高压喷射装置7为单流体或双流体两种结构，当高压喷射装置7为单流体结构时，高压喷射装置的进口通过快接头5上管路4与单一水源1连接，当高压喷射装置7为双流体结构时，高压喷射装置具有两个进口，其中一个进口通过对应的快接头5上管路4与水源1连通，另一个进口通过对应的快接头上管路与气源16连通，且气源16与快接头之间管路上安装有截止阀17、流量控制器18。
一种高速微细液滴放电的常温水处理方法，首先利用负压产生装置在等离子体反应器内形成负压，具有一定压力的水流经过高压喷射装置喷入等离子体反应器内，在等离子体反应器内形成高速均匀微细液滴，通过高压电源激发，在高速微细液滴中产生均匀的常温等离子体，通过常温等离子体的作用，在放电区中快速去除各类污染物，处理后的水流或气流经过液体分离装置，回收到水收集罐和储气罐中。
本发明中，高压喷射装置的喷嘴可以为圆柱形、扇形等，以形成不同形状的微细颗粒。高压喷射装置可以通过改变气体或液体压力来微调细液滴尺寸以及均匀度，以获得较高的气体流率与液体流率之比。本发明首先在等离子体反应器内形成负压状态，等离子体区域由于负压可以生成高速均匀的液体颗粒，等离子体反应器长度可以设计的较长，温度也较低，不会对水质产生影响。
Claims (3)
1.一种高速微细液滴放电的常温水处理装置，其特征在于：包括有等离子体反应器，等离子体反应器一端与一个液体分离装置连通，液体分离装置底部通过管路连通有水收集罐，液体分离装置顶部与一个负压产生装置相连，液体分离装置顶部还通过管路与大气连通，且液体分离装置与负压产生装置之间管路上，液体分离装置与大气之间管路上分别安装有控制阀，负压产生装置可以产生负压，有利于在等离子反应器内产生高速均匀微细液滴，反应器两端分别安装有产生等离子体放电的电极，等离子体反应器另一端的电极中安装有高压喷射装置，高压喷射装置的出口伸向等离子体反应器内，高压喷射装置的进口安装有快接头，且与快接头相连的管路上安装有截止阀、流量控制器。
2.根据权利要求1所述的一种高速微细液滴放电的常温水处理装置，其特征在于：所述高压喷射装置为单流体或双流体两种结构，当高压喷射装置为单流体结构时，高压喷射装置的出口通过快接头上管路与单一水源连接，当高压喷射装置为双流体结构时，高压喷射装置具有两个进口，其中一个进口通过对应的快接头上管路与水源连通，另一个进口通过对应的快接头上管路与气源连通。
3.一种基于权利要求1所述装置的高速微细液滴放电的常温水处理方法，其特征在于：首先利用负压产生装置在等离子体反应器内形成负压，具有一定压力的水流经过高压喷射装置喷入等离子体反应器内，在等离子体反应器内形成高速均匀微细液滴，通过高压电源及电极激发，在微细液滴中产生均匀的常温等离子体，通过常温等离子体的作用，在放电区中快速去除水流中各类污染物，处理后的水流或气流经过液体分离装置，回收到水收集罐和储气罐中。
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