CN107998849A - 一种低温等离子废气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低温等离子废气净化装置，包括壳体、高压发生器、等离子管及定位架，所述壳体为一侧敞口的方形箱体结构，高压发生器固定安装在壳体的内部。壳体安装有绝缘板，绝缘板上设置有多个铜端子，所有铜端子均与高压发生器的一个输出端电连接。所述等离子管有多个，每个等离子管的外侧包裹有金属网，多个等离子管与多个铜端子一一对应，各等离子管的一端与其对应的铜端子相连。定位架位于壳体的外侧且与绝缘板固定相连，定位架与各金属网接触，高压发生器的另一个输出端与金属网电连接。本发明结构设计合理，占用空间小，对成分复杂的废气难以快速、彻底分解，反应快，释放的高速电子对恶臭分子净化效果好，废气处理效率高，使用寿命长。

Description

一种低温等离子废气净化装置
技术领域
本发明涉及环保设备技术领域，具体涉及一种低温等离子废气净化装置。
背景技术
轮胎、石油、制药、油漆、印刷和涂料等行业产生的挥发性有机废气也日渐增多，这些废气不仅会在大气中停留较长的时间，还会扩散和漂移到较远的地方，给环境带来严重的污染，这些废气吸入人体，直接对人体的健康产生极大的危害。橡胶生产过程中，密炼、压片挤出、胶片冷却、硫化等工序均产生工艺废气，排放出来的废气含较多的粉尘、小颗粒物、苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃及VOCs、恶臭气体分子等。虽然污染强度不大，但废气排放量大、污染成分复杂多变，尤其是废气中恶臭成分容易对周围环境、厂区环境造成较大的污染，扰民现象难以避免。
炼胶车间和硫化车间废气具有排放量大、成份指标低、异味强度大等特性。密炼、压片机、挤出机、胶片冷却线产生的废气经过现有的处理设备进行处理后，苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃及VOCs、恶臭气体分子难以快速、彻底分解，尤其对于恶臭气体分子难以处理，对办公环境和周边居民区影响较大，经处理的废气不能满足环保要求。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明目的在于提出一种低温等离子废气净化装置，解决废气中成分复杂，其中有机和无机有害气体难以快速、彻底分解，对于恶臭气体分子难以处理，导致处理后的气体排放不达标的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种低温等离子废气净化装置，包括壳体、高压发生器、等离子管及定位架，所述壳体为一侧敞口的方形箱体结构，高压发生器固定安装在壳体的内部。壳体敞口的一侧安装有环氧树脂制成的绝缘板，绝缘板上设置有多个铜端子，所有铜端子均与高压发生器的一个输出端电连接。所述等离子管有多个，每个等离子管的外侧包裹有金属网。多个等离子管平行且规则布置在壳体外部，多个等离子管与多个铜端子一一对应，各等离子管的一端与其对应的铜端子相连。定位架位于壳体的外侧且与绝缘板固定相连，定位架与各金属网均接触并支撑等离子管，高压发生器的另一个输出端与金属网电连接。
优选地，壳体由不锈钢板制成，其敞口一侧的四周具有向外的翻边，所述翻边具有装配孔。
优选地，绝缘板位于壳体内侧的中部固定有金属板，金属板与高压发生器的一个输出端相连。所述铜端子镶嵌在绝缘板上，其一端与金属板固定相连，另一端伸出绝缘板的外侧且与等离子管螺纹连接。
优选地，所述定位架包括定位板及多个支撑杆，定位板与绝缘板平行，且通过平行设置的多个支撑杆与绝缘板的边缘固定相连。
优选地，定位板上具有与等离子管对应的多个安装孔，每个等离子管及其外部的金属网穿过对应的安装孔。定位板对应每个安装孔的位置均设有一个卡件，等离子管插入其对应的安装孔后，卡件与金属网保持接触状态。
优选地，所述等离子管有十个且平均分成两组，每组各包含五个等离子管，每组的其中四个等离子管，呈环形均匀布置在剩余的一个等离子管的周围。
优选地，所述金属网为铝制金属网。
通过采用上述技术方案，本发明的有益技术效果是：本发明结构设计合理，占用空间小，气阻小，适用于高流速、大风量的废气处理，废气处理效率高，设备使用寿命长，抗氧化性强，在酸性气体中耐腐蚀。适用于苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃及VOCs、恶臭气体分子，对成分复杂的废气难以快速、彻底分解，释放的高速电子对恶臭分子净化效果好。本发明反应快，不受气速限制，随用随开，不受气温的影响，适应范围广，在-60℃～+300℃的环境内均可正常运转,特别是在潮湿及空气湿度饱和的环境下仍可正常运行。
附图说明
图1是本发明一种低温等离子废气净化装置的结构原理示意图。
图2是本发明一种低温等离子废气净化装置的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
结合图1和图2，一种低温等离子废气净化装置，包括壳体1、高压发生器2、等离子管3及定位架4，所述壳体1为顶部敞口的方形箱体结构，壳体1由不锈钢板制成，其顶部敞口端的四周具有向外翻折形成的翻边11，每条所述翻边上开有多个装配孔12。高压发生器2固定安装在壳体1的内部，壳体1顶部的开口位置，固定安装有环氧树脂制成的绝缘板5，绝缘板5与壳体1组合形成方形的封闭箱体，绝缘板5底部的中间位置固定安装有金属板6，金属板6与高压发生器2的一个输出端电连接，金属板6与高压发生器2之间通电。金属板6的上表面规则排列有十个铜端子7，十个铜端子7平均分成两组，每组包含五个铜端子7，所有铜端子7的底部均通过金属板6与高压发生器2的一个输出端电连接。所述铜端子7镶嵌在绝缘板5上，铜端子7的上端伸出绝缘板5的上表面。
所述等离子管3有十个且平均分成两组，两组等离子管3并行排列，每组各包含五个等离子管3，每组的其中四个等离子管3呈环形均匀布置在该组剩余的一个等离子管3的周围，任意相邻的两个等离子管3之间的距离不小于5cm。每个所述等离子管3的外侧包裹有金属网31，金属网为铝制金属网。每组的五个等离子管3平行且规则布置在绝缘板5远离壳体1一侧，十个等离子管3与十个铜端子7分别一一对应，各等离子管3的连接端与其对应的铜端子7电连接相连，各等离子管3通过铜端子7与高压发生器2的一个输出端电连接，由高压发生器2为等离子管3供电。
定位架4位于绝缘板5远离壳体1的外侧，且与绝缘板5固定相连，所述定位架4包括定位板41及六个支撑杆42，定位板41与绝缘板5平行布置，定位板41通过平行设置的六个支撑杆42与绝缘板5的边缘固定相连，所述定位板41内开有与铜端子7布置方式相一致的十个安装孔。定位板41对应每个安装孔的位置均设有一个卡件43，卡件43为环形结构的卡爪，各卡爪与定位板41的底部固定相连，等离子管3及其外部的金属网31插入其对应的安装孔后，卡件43与金属网31保持接触状态。定位板41与各金属网31均接触并支撑等离子管3，高压发生器2的另一个输出端通过定位架4与各金属网31电连接，在通电状态下，金属网31与等离子管3作为两个电极，两个电极之间形成高压电场，放电产生于两个电极之间。
本发明的工作原理如下：在通电状态下，金属网31与等离子管3之间形成高压电场，放电产生于两个电极之间，介质阻挡放电由于电极不直接与放电气体发生接触，从而避免了电极的腐蚀问题。介质阻挡放电过程中，电子从电场中获得能量，通过碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能，这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团，同时空气中的氧气和水分在高能电子的作用下也可产生大量的新生态氢、活性氧和羟基氧等活性基团，这些活性基团相互碰撞后便引发了一系列复杂的物理、化学反应。从等离子体的活性基团组成可以看出，等离子体内部富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO2和H2O等物质，达到净化废气的目的。
介质阻挡放电过程中，电子从电场中获得能量，通过碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能，这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团，同时空气中的氧气和水分在高能电子的作用下也可产生大量的新生态氢、臭氧和羟基氧等活性基团，这些活性基团相互碰撞后便引发了一系列复杂的物理、化学反应。从等离子体的活性基团组成可以看出，等离子体内部富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。
低温等离子气体净化装置的化学反应过程中，等离子体传递化学能量的反应过程中能量的传递大致如下：
(1)电场+电子→高能电子
(2)高能电子+分子(或原子)→(受激原子、受激基团、游离基团)活性基团
(3)活性基团+分子(原子)→生成物+热
(4)活性基团+活性基团→生成物+热
从以上过程可以看出，电子首先从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去，获得能量的分子或原子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团；之后这些活性基团与分子或原子、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热。另外，高能电子也能被卤素和氧气等电子亲和力较强的物质俘获，成为负离子。这类负离子具有很好的化学活性，在化学反应中起着重要的作用。在高能电子的作用下，使异味分子受激发，带电粒子或分子间的化学键被打断，同时空气中的水和氧气在高能电子轰击下也会产生OH自由基、活性氧等强氧化性物质，这些强氧化性物质也会与异味分子反应，使其分解，促进异味消除，净化后的气体经排气筒高空排放。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种低温等离子废气净化装置，包括壳体、高压发生器、等离子管及定位架，其特征在于，所述壳体为一侧敞口的方形箱体结构，高压发生器固定安装在壳体的内部；壳体敞口的一侧安装有环氧树脂制成的绝缘板，绝缘板上设置有多个铜端子，所有铜端子均与高压发生器的一个输出端电连接；所述等离子管有多个，每个等离子管的外侧包裹有金属网；多个等离子管平行且规则布置在壳体外部，多个等离子管与多个铜端子一一对应，各等离子管的一端与其对应的铜端子相连；定位架位于壳体的外侧且与绝缘板固定相连，定位架与各金属网均接触并支撑等离子管，高压发生器的另一个输出端与金属网电连接。
2.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气净化装置，其特征在于，壳体由不锈钢板制成，其敞口一侧的四周具有向外的翻边，所述翻边具有装配孔。
3.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气净化装置，其特征在于，绝缘板位于壳体内侧的中部固定有金属板，金属板与高压发生器的一个输出端相连；所述铜端子镶嵌在绝缘板上，其一端与金属板固定相连，另一端伸出绝缘板的外侧且与等离子管螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气净化装置，其特征在于，所述定位架包括定位板及多个支撑杆，定位板与绝缘板平行，且通过平行设置的多个支撑杆与绝缘板的边缘固定相连。
5.根据权利要求4所述的一种低温等离子废气净化装置，其特征在于，定位板上具有与等离子管对应的多个安装孔，每个等离子管及其外部的金属网穿过对应的安装孔；定位板对应每个安装孔的位置均设有一个卡件，等离子管插入其对应的安装孔后，卡件与金属网保持接触状态。
6.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气净化装置，其特征在于，所述等离子管有十个且平均分成两组，每组各包含五个等离子管，每组的其中四个等离子管，呈环形均匀布置在剩余的一个等离子管的周围。
7.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气净化装置，其特征在于，所述金属网为铝制金属网。
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