CN108325351A - 一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置 - Google Patents

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    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00

Abstract

本发明属于气体处理领域，尤其涉及一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，包括进风口、过滤层、挡风板、低温等离子体发生器、电压调节器、引风机、出风管，其中低温等离子体发生器又包括壳体、螺线圈、低压放电电极、低压放电电极介质层、高压放电电极介质层、高压放电电极、固定架。该装置利用通电螺线圈产生磁场，通过调节通电螺线圈电压的大小，来调节磁场的强弱，使低温等离子器激发的带电高能离子分布更广泛，与废气接触面积更大，废气处理更高效，同时利用双介质对电极进行保护，提高了放电的稳定性，提高了电极的使用寿命，使装置的应用更加广泛。

Description

一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置
技术领域
本发明属于气体处理领域，尤其涉及一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置。
背景技术
工业废气是指企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中和生产车间产生的各种排入空气的含有污染物气体的总称。这些废气有：二氧化碳、二硫化碳、硫化氢、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氢、一氧化碳、硫酸(雾)铅汞、铍化物、烟尘及生产性粉尘，排入大气，会污染空气。这些物质通过不同的途径呼吸道进入人的体内，有的直接产生危害，有的还有蓄积作用，会更加严重的危害人体的健康，不同物质会有不同影响。
工业废气处理的方法有活性炭吸附法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、等离子法等，其中低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。
在利用低温等离子处理废气时，存在废气在等离子气氛中停留时间较短，不能够充分电离的缺点，解决该缺点是提高低温等离子处理废气效率的关键，如专利CN201620319785.3(一种低温等离子废气处理装置)通过改变废气通道解决废气在等离子气氛中停留时间较短，不能够充分电离的缺点，但该技术只是改变了气体的流通途径，简单的延长了气体通过的时间，电离程度难以保证。专利CN201320642902.6(大气压磁场增强型低温等离子体电刷发生装置)通过设置永久磁铁的方式，增加了电子在放电空间的行程和寿命，以及电离度，使得电子能够与更多的气体分子再次碰撞电离或激发产生更多的电子和活性物种，而增加等离子体的化学活性；电子的行径由直线变成曲线后，放电空间不再局限于两电极连线的直线上，而是扩展到更大的空间，使得放电更加均匀，该技术在一定程度上提高了废气的电离效率，但其局限性在于永久磁铁的磁场强度是固定的，不可调节的，势必在应用中有很大的局限性。
另外，低温等离子放电电极损坏快，等离子激发的高能离子分布不均匀，使得废气处理时电极更换频繁，废气处理效率低下，限制了低温等离子在废气处理中的应用与开发。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明提供了一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，该装置利用通电螺线圈产生磁场，通过调节通电螺线圈电压的大小，来调节磁场的强弱，使低温等离子器激发的带电高能离子分布更广泛，与废气接触面积更大，废气处理更高效，同时利用双介质对电极进行保护，提高了放电的稳定性，提高了电极的使用寿命，使装置的应用更加广泛。
为实现以上发明目的，本发明提供如下技术方案：
一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，包括进风口、过滤层、挡风板、低温等离子体发生器、电压调节器、引风机、出风管，其中低温等离子体发生器又包括壳体、螺线圈、低压放电电极、低压放电电极介质层、高压放电电极介质层、高压放电电极、固定架。
进一步地，所述低温等离子体发生器是套管状结构，且三个或以上并联组装，并排直立或平放，中间有供气体通过的腔道。
进一步地，所述过滤层填充活性炭或其他可吸附气体中固体颗粒的物质，固定于进风口端。
进一步地，所述挡风板位于低温等离子体发生器外的空隙部位，用于阻挡气体，使气体由低温等离子体发生器中通过。
进一步地，所述电压调节器包括直流电压调节器和高频电压调节器，其中直流电压调节器连接在螺线圈的两端，高频交流电压调节器连接在放电电极上。
进一步地，所述引风机设于整个净化装置的出风端，与出风管相连，其中出风管长度大于3米。
进一步地，所述螺线圈均匀缠绕于等低温离子体发生器的外部，两端分别结于直流电压调节器的正负极。
进一步地，所述低压放电电极的材质为铜或不锈钢，包裹于低压放电电极介质层外，连于高频交流电压调节器的负极，同时接地。
进一步地，所述低压放电电极介质层为空心圆管状，材质为石英或陶瓷。
进一步地，所述高压放电电极介质层为空心圆柱状，材质为石英或陶瓷，由固定架固定于低压放电电极介质层空心圆管的中心位置。
进一步地，所述固定架为绝缘材质，圆形镂空的三角支架结构，中心用于固定高压放电电极介质层空心圆柱，镂空部位可供气体的进出。
进一步地，所述高压放电电极形状可为棒状、线状、针状或锯齿状，材质为铜或钨，置于高压放电电极介质层内，外端连于高频电压调节器的正极。
本发明提供了一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，其有益效果是：
1.本发明通过电磁感应原理，利用通电螺线圈产生磁场，该磁场的强弱可由通电电压的大小进行调节，使低温等离子器激发的带电高能离子分布更广泛，与废气接触面积更大，废气处理更高效。
2.本发明将通电螺线圈与低温等离子发生器相结合，利用磁场使低温等离子发生器产生的带电离子分布于整个空间，更大范围地获得更多的等离子，在节能降耗方面起到了重要作用。
3.本发明利用双介质，使高压电极与低压电极间的放电更稳定，同时避免了放电对电极的损害，增加了装置的使用寿命。
4.本发明组装简便，容易操作，占地面积小，无二次污染的隐患。
附图说明
图1是本发明一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置的示意性结构图。
图2是本发明中低温等离子体发生器的示意性结构图。
图中：1.进风口，2.过滤层，3.挡风板，4.低温等离子体发生器，41.固定架，42.高压放电电极，43.高压放电电极介质层，44.低压放电电极介质层，45.低压放电电极，46.壳体，47.螺线圈，5.电压调节器，6.引风机，7.出风管。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1示出了根据本发明一个实施例的一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置的示意图。参见图1、图2，一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，包括进风口1、过滤层2、挡风板3、低温等离子体发生器4、电压调节器5、引风机6、出风管7，其中低温等离子体发生器又包括壳体46、螺线圈47、低压放电电极45、低压放电电极介质层44、高压放电电极介质层43、高压放电电极42、固定架41。
其中，所述低温等离子体发生器4是套管状结构，且三个或以上并联组装，并排直立或平放，中间有供气体通过的腔道。
其中，所述过滤层2填充活性炭或其他可吸附气体中固体颗粒的物质，固定于进风口端。
其中，所述挡风板3位于低温等离子体发生器4外的空隙部位，用于阻挡气体，使气体由低温等离子体发生器4中通过。
其中，所述电压调节器5包括直流电压调节器和高频电压调节器，其中直流电压调节器连接在螺线圈47的两端，高频交流电压调节器连接在放电电极上。
其中，所述引风机6设于整个净化装置的出风端，与出风管7相连，其中出风管7长度大于3米。
其中，所述螺线圈47均匀缠绕于等低温离子体发生器4的外部，两端分别结于直流电压调节器的正负极。
其中，所述低压放电电极45的材质为铜或不锈钢，包裹于低压放电电极介质层44外，连于高频交流电压调节器的负极，同时接地。
其中，所述低压放电电极介质层44为空心圆管状，材质为石英或陶瓷。
其中，所述高压放电电极介质层43为空心圆柱状，材质为石英或陶瓷，由固定架41固定于低压放电电极介质层44空心圆管的中心位置。
其中，所述固定架41为绝缘材质，圆形镂空的三角支架结构，中心用于固定高压放电电极介质层43空心圆柱，镂空部位可供气体的进出。
其中，所述高压放电电极42形状可为棒状、线状、针状或锯齿状，材质为铜或钨，置于高压放电电极介质层43内，外端连于高频电压调节器的正极。
本发明是根据电磁感应原理，利用通电螺线圈产生磁场，低温等离子体发生器中产生的高能带电粒子在磁场的作用下，运动线路由垂直于电极向平行于电极的方向发生改变，增大了高能带电粒子与其它物质的接触范围，使有效空间中产生更多的高能等离子，提高了废气净化效率，在节能降耗方面亦起到了重要作用。该磁场的强弱可由螺线圈所接直流电压的大小进行调节，有效解决了利用永久磁铁产生不可调节磁场的弊端，扩大了装置的应用范围。同时，本发明利用双介质，使高压电极与低压电极间的放电更稳定，提高了净化效率，同时避免了放电对电极的损害，增加了装置的使用寿命。
附图中描述关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，其特征在于：包括进风口、过滤层、挡风板、低温等离子体发生器、电压调节器、引风机、出风管，其中低温等离子体发生器又包括壳体、螺线圈、低压放电电极、低压放电电极介质层、高压放电电极介质层、高压放电电极、固定架。
2.如权利要求1所述的一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，其特征在于：所述低温等离子体发生器是套管状结构，且三个或以上并联组装，并排直立或平放，中间有供气体通过的腔道。
3.如权利要求1所述的一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，其特征在于：所述过滤层填充活性炭或其他可吸附气体中固体颗粒的物质，固定于进风口端。
4.如权利要求1所述的一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，其特征在于：所述挡风板位于低温等离子体发生器外的空隙部位，用于阻挡气体，使气体由低温等离子体发生器中通过。
5.如权利要求1所述的一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，其特征在于：所述电压调节器包括直流电压调节器和高频电压调节器，其中直流电压调节器连接在螺线圈的两端，高频交流电压调节器连接在放电电极上。
6.如权利要求1所述的一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，其特征在于：所述引风机设于整个净化装置的出风端，与出风管相连，其中出风管长度大于3米。
7.如权利要求1所述的一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，其特征在于：所述螺线圈均匀缠绕于等低温离子体发生器的外部，两端分别结于直流电压调节器的正负极。
8.如权利要求1所述的一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，其特征在于：所述低压放电电极的材质为铜或不锈钢，包裹于低压放电电极介质层外，连于高频交流电压调节器的负极，同时接地，所述低压放电电极介质层为空心圆管状，材质为石英或陶瓷。
9.如权利要求1所述的一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，其特征在于：所述固定架为绝缘材质，圆形镂空的三角支架结构，中心用于固定高压放电电极介质层空心圆柱，镂空部位可供气体的进出。
10.如权利要求1所述的一种电磁感应耦合双介质低温等离子气体净化装置，其特征在于：所述高压放电电极形状可为棒状、线状、针状或锯齿状，材质为铜或钨，置于高压放电电极介质层内，外端连于高频电压调节器的正极，所述高压放电电极介质层为空心圆柱状，材质为石英或陶瓷，由固定架固定于低压放电电极介质层空心圆管的中心位置。
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