CN105228328A - 一种轮片阵列式多管等离子反应堆 - Google Patents

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高晓斌
傅蔷
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Abstract

本发明公开了一种轮片阵列式多管等离子反应堆，包括轮盘阵列、多管阵列和电极线架，所述轮盘阵列包括多个轮盘和电极棒，轮盘和电极棒采用金属胀接工艺嵌套组合，轮盘边缘设有齿；多管阵列采用多管穿透式结构；电极线架采用栅式结构。该装置在低运行电压的条件下可以更高地输出功率，放电效果优于传统反应器，更有利于放电的发生和气体分子的电离从向产生；在输入功率一定的前提下，该装置可以实现最大输出功率且最大注入功率密度达到最大；该装置对于产生高能电子正脉冲能量利用率最高而负直流相对最低，能够产生更多的高能电子；在相同的能量注入条件下，该装置对废气的脱除率更高，能量利用率更大。

Description

一种轮片阵列式多管等离子反应堆
技术领域
本发明涉及一种等离子反应堆，具体是一种轮片阵列式多管等离子反应堆。
背景技术
等离子体技术是一项集电气工程、物理学、化学、电磁学以及环境科学等不同学科于一体的综合交叉技术，在医学应用、废气处理、废弃物处理、材料改性、化工和光源等领域具有极高的科研价值和应用前景。目前低温等离子体技术研究和应用是研究热门课题，未来会呈爆发式增长，我国在这领域研究比较薄弱。
当前等离子体产生方法主要有：辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电、滑动电弧放电、射流放电。电晕放电是气体介质在不均匀电场中的局部自持放电，在曲率半径很大的尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体的电离场强，使气体发生电离和激励，因而出现电晕放电。应用电晕放电等离子体技术进行烟气处理具有广泛的应用前景。由于电极结构及供电方式直接关系到活性物质的产生和烟气的处理效果，因此反应器的结构设计和供电方式选择是研究和应用电晕放电等离子体的关键问题。
传统烟气处理中应用的线．筒式反应器运行电压高、空间扩展性弱、能量注入率相对较小及电源能量效率低，对进一步工业应用有一定的局限性，基于反应器是电晕放电等离子体研究应用的核心，提高和改进电晕放电发生方法及合理选择供电方式是提高对电晕放电等离子体应用整个系统的正常运行和处理效果起着至关重要的作用，因此，通过研究电极形状、电极结构、供电方式对反应器放电特性、高能电子产生、NO脱除效果及能量利用率的影响，进而优化反应器结构及供电方式在以提高放电稳定性、功率注入密度及能量利用率及降低功耗有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轮片阵列式多管等离子反应堆，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种轮片阵列式多管等离子反应堆，包括轮盘阵列、多管阵列和电极线架，所述轮盘阵列包括多个轮盘和电极棒，轮盘和电极棒采用金属胀接工艺嵌套组合，轮盘边缘设有齿；多管阵列采用多管穿透式结构；电极线架采用栅式结构。
作为本发明进一步的方案：轮盘为带齿的圆盘，圆盘半径为12mm，圆心处为直径6.5mm的同心圆孔，齿尖距离圆盘圆心14mm；电极棒垂直穿过若干轮盘中心圆孔；相邻轮盘的间距为2.2mm，轮盘厚度为1mm，采用不锈钢材质制作，轮盘边缘齿的尖端与多管阵列的管筒壁间距为13mm。
作为本发明进一步的方案：轮盘阵列的一端固定在电极线架上，且位于多管阵列的管筒内；电极线架通过绝缘子固定于多管阵列的管筒内。
作为本发明进一步的方案：多管阵列的管筒与轮盘阵列构成等离子发生器的正负极。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置在低运行电压的条件下可以更高地输出功率，放电效果优于传统反应器，更有利于放电的发生和气体分子的电离从向产生；在输入功率一定的前提下，该装置可以实现最大输出功率且最大注入功率密度达到最大；该装置对于产生高能电子正脉冲能量利用率最高而负直流相对最低，能够产生更多的高能电子；在相同的能量注入条件下，该装置对废气的脱除率更高，能量利用率更大。
附图说明
图1为轮片阵列式多管等离子反应堆的正面结构示意图。
图2为轮片阵列式多管等离子反应堆的背面结构示意图。
图3为轮片阵列式多管等离子反应堆的工作原理示意图。
图4为轮片阵列式多管等离子反应堆中管筒的正面结构示意图。
其中：1-多管阵列，2-电极线架，3-轮盘阵列，4-绝缘子，5-管筒，6-轮盘，7-齿，8-电极棒，9-废气，10-尾气，11-直流电源正负极。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-4，一种轮片阵列式多管等离子反应堆，包括轮盘阵列3、多管阵列1和电极线架2，所述轮盘阵列3包括多个轮盘6和电极棒8，轮盘6和电极棒8采用金属胀接工艺嵌套组合，轮盘6边缘设有齿7；多管阵列1采用多管穿透式结构；电极线架2采用栅式结构。轮盘6为带齿7的圆盘，圆盘半径为12mm，圆心处为直径6.5mm的同心圆孔，齿7尖距离圆盘圆心14mm；电极棒8垂直穿过若干轮盘6中心圆孔；相邻轮盘6的间距为2.2mm，轮盘6厚度为1mm，采用不锈钢材质制作，轮盘6边缘齿7的尖端与多管阵列1的管筒5壁间距为13mm。轮盘阵列3的一端固定在电极线架2上，且位于多管阵列1的管筒5内；电极线架2通过绝缘子4固定于多管阵列1的管筒5内。多管阵列1的管筒5与轮盘阵列3构成等离子发生器的正负极。
本发明的工作原理是：通过对线型、圆片阵列型、齿轮阵列型三种电极结构的筒式反应器的放电特性研究，得出齿轮阵列型电极结构放电稳定、运行电压低且功率注入能力最高；利用发射光谱法诊断反应器内N2光谱，得出齿轮阵列型电极更有利于高能电子的产生；利用三种电极结构的反应器对NO脱除结果表明：齿轮阵列型处理效果最优，所以该装置选择齿轮阵列型电极结构。轮盘阵列3直接垂直固定于电极线架2上，作为电晕电极的一极；电极线架2经绝缘子4固定于多管阵列1的管筒5面一侧，使轮盘阵列3垂直内置于多管阵列1的管筒5，多管阵列1的管筒5作为电晕电极的另一极，直流电源正负极11分别与轮盘阵列3的电极棒8、多管阵列1的管筒5相接；待处理废气9通过多管阵列1的管筒5进入，经管筒5与轮盘阵列3形成的等离子电晕放电处理后，从管筒5排出处理后的尾气10。
该装置在低运行电压的条件下可以更高地输出功率，放电效果优于传统反应器，更有利于放电的发生和气体分子的电离从向产生；在输入功率一定的前提下，该装置可以实现最大输出功率且最大注入功率密度达到最大；该装置对于产生高能电子正脉冲能量利用率最高而负直流相对最低，能够产生更多的高能电子；在相同的能量注入条件下，该装置对废气9的脱除率更高，能量利用率更大。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (4)

1.一种轮片阵列式多管等离子反应堆，其特征在于，包括轮盘阵列、多管阵列和电极线架，所述轮盘阵列包括多个轮盘和电极棒，轮盘和电极棒采用金属胀接工艺嵌套组合，轮盘边缘设有齿；多管阵列采用多管穿透式结构；电极线架采用栅式结构。
2.根据权利要求1所述的轮片阵列式多管等离子反应堆，其特征在于，所述轮盘为带齿的圆盘，圆盘半径为12mm，圆心处为直径6.5mm的同心圆孔，齿尖距离圆盘圆心14mm；电极棒垂直穿过若干轮盘中心圆孔；相邻轮盘的间距为2.2mm，轮盘厚度为1mm，采用不锈钢材质制作，轮盘边缘齿的尖端与多管阵列的管筒壁间距为13mm。
3.根据权利要求1或2所述的轮片阵列式多管等离子反应堆，其特征在于，所述轮盘阵列的一端固定在电极线架上，且位于多管阵列的管筒内；电极线架通过绝缘子固定于多管阵列的管筒内。
4.根据权利要求3所述的轮片阵列式多管等离子反应堆，其特征在于，所述多管阵列的管筒与轮盘阵列构成等离子发生器的正负极。
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