CN110550694A - 一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统 - Google Patents

一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统，包括：液体雾化器依次通过流量计、过滤器、液体流量控制阀与蓄液池相连，所述液体流量控制阀还连接至阀门开度电子控制器的一端，所述阀门开度电子控制器的另一端与气体流量控制阀相连，所述气体流量控制阀位于高压气瓶与非平衡等离子体射流激励器之间的管路上，所述非平衡等离子体射流激励器与等离子体电源相连，所述液体雾化器底部的喷射区域与非平衡等离子体射流激励器一侧的射流区域重叠。本申请采用液体雾化技术和非平衡等离子体射流技术，既能够大幅度提高净化效率，又能够大幅度提高净化流量。

Description

一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统
技术领域
本发明涉及一种净水系统，具体说是一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统。
背景技术
和其他现有净水技术相比，非平衡等离子体技术具有杀灭效率高、病原体再生率低、使用成本低等特点，是一种全新的高效、清洁净水技术。它涉及化学、物理、电气、环保、生物等多门学科，可以使反应体系保持低温，在节省了能源及设备投资的同时，还使得电子有足够高的能量激发、电离、离解反应物分子，从而使得细菌、污染物、藻类等得到降解。在生活污水、医疗废水、工业废水、船舶压舱水等不同废水净化领域均有巨大应用潜力。
然而，电离空间、电离介质性质等参数对非平衡等离子体放电的电离效果有很大影响。电离空间过大、介质密度过大等因素均会导致电离效果急剧恶化。采用非平衡等离子体技术处理生活污水、医疗废水、工业废水、船舶压舱水等废水时，由于电离空间(即液体流道的孔径)尺寸过小而导致液体流量过小，易导致净化速率过慢；而且，由于待处理物均为液相，易引起非平衡等离子体放电失效，导致净化失败；况且，现有等离子体净水技术中，污水流经等离子体电极空间，势必与电极接触，这将造成电极的腐蚀、失效。
发明内容
针对现有技术中净化速率过慢、易引起非平衡等离子体放电失效和电极腐蚀等问题，本申请提出一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统。
为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统，包括：液体雾化器、非平衡等离子体射流激励器、流量计、过滤器、液体流量控制阀、气体流量控制阀、蓄液池、高压气瓶、阀门开度电子控制器、等离子体电源；所述液体雾化器依次通过流量计、过滤器、液体流量控制阀与蓄液池相连，所述液体流量控制阀还连接至阀门开度电子控制器的一端，所述阀门开度电子控制器的另一端与气体流量控制阀相连，所述气体流量控制阀位于高压气瓶与非平衡等离子体射流激励器之间的管路上，所述非平衡等离子体射流激励器与等离子体电源相连，所述液体雾化器底部的喷射区域与非平衡等离子体射流激励器一侧的射流区域重叠。
进一步的，所述非平衡等离子体射流激励器的数量为多个，均与等离子体电源相连。
进一步的，所述液体雾化器包括雾化器体，所述雾化器体为中空圆柱体结构，在中空圆柱体结构底部设有雾化喷孔。
进一步的，所述雾化喷孔为圆直孔结构或交叉圆直孔结构或交叉缝结构。
进一步的，所述非平衡等离子体射流激励器，包括高压电极、接地电极、激励器体，所述高压电极位于激励器体中，在激励器体外壁连接有接地电极。
进一步的，所述高压电极为圆柱状或条状，其材料为钨或铜或不锈钢。
更进一步的，所述激励器体由聚四氟乙烯、玻璃、陶瓷绝缘材料构成。
更进一步的，所述蓄液池为一水槽结构，用来储存待净化液体。
本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：液体雾化技术可以将连续的液相转化为离散的液滴颗粒与空气的混合物；而且，采用交叉孔、交叉缝的喷雾孔结构能够进一步的减小液滴颗粒尺寸、增大液滴颗粒分布范围。与此同时，采用非平衡等离子体射流技术可以将非平衡等离子体射入到液滴颗粒雾化场中。这样，每一个液滴颗粒均被非平衡等离子体射流所包围，大大提高净化效率。由于非平衡等离子体射流长度可长达10cm量级，因此能够采用大尺寸的雾化空间，极大地增加液体流量。采用液体雾化技术+非平衡等离子体射流技术的技术方案既能够大幅度提高净化效率，又能够大幅度提高净化流量。
附图说明
图1为一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统结构示意图；
图2为液体雾化器结构示意图；
图3为本系统工作状态示意图；
图4为实施例1的结构示意图；
图中序号说明：1液体雾化器、2非平衡等离子体射流激励器、3流量计、4过滤器、5液体流量控制阀、6气体流量控制阀、7蓄液池、8高压气瓶、9阀门开度电子控制器、10等离子体电源、11雾化器体、12雾化喷孔、21高压电极、22接地电极、23激励器体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施中的技术方案进行清楚、完整的描述，可以理解的是，所描述的实例仅仅是本发明的一部分实例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统，包括：液体雾化器、非平衡等离子体射流激励器、流量计、过滤器、液体流量控制阀、气体流量控制阀、蓄液池、高压气瓶、阀门开度电子控制器、等离子体电源；所述液体雾化器依次通过流量计、过滤器、液体流量控制阀与蓄液池相连，所述液体流量控制阀还连接至阀门开度电子控制器的一端，所述阀门开度电子控制器的另一端与气体流量控制阀相连，所述气体流量控制阀位于高压气瓶与非平衡等离子体射流激励器之间的管路上，所述非平衡等离子体射流激励器与等离子体电源相连，所述液体雾化器底部的喷射区域与非平衡等离子体射流激励器一侧的射流区域重叠。
优选的，如图4所示，本实施例中非平衡等离子体射流激励器的数量为3个。
所述液体雾化器1包括雾化器体11及雾化喷孔12，所述雾化器体11为中空圆柱体结构，所述雾化喷孔12可为圆直孔结构、交叉圆直孔结构、交叉缝结构等不同的结构。液体雾化器包括喷雾器、碰撞套。
所述非平衡等离子体射流激励器2包括高压电极21、接地电极22、激励器体23，所述高压电极21可为圆柱状、条状等不同结构，其材料可为钨、铜、不锈钢等不同材料，所述激励器体23由聚四氟乙烯、玻璃、陶瓷等绝缘材料构成。
所述流量计3用来控制待净化液体的流量。所述过滤器4用来过滤待净化液体4中的杂质。所述液体流量控制阀5、气体流量控制阀6分别用来控制待净化液体及高压气体。所述蓄液池7为一水槽结构，用来储存待净化液体。所述高压气瓶8用来储存高压气体。所述阀门开度电子控制器9用来控制液体流量控制阀5及气体流量控制阀6的开度。所述等离子体电源10用来为非平衡等离子体射流激励器2供电，可为直流电源、交流电源、射频电源等电源结构。
优选的，高压电极21、接地电极22的位置可互换。
实施例2
本实施例提供一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统工作方法，包括如下步骤：
S1:等离子体电源10为高压电极21(或者接地电极22)供电，在高压电极21及接地电极22之间的空间形成电场。
S2:阀门开度电子控制器9控制气体流量控制阀6打开，高压气瓶8中的高压气体经过气体流量控制阀6进入电场空间，形成等离子体射流并喷出。
S3:阀门开度电子控制器9控制液体流量控制阀5打开，蓄液池7中的待处理液体经过液体流量控制阀5、过滤器4、流量计3后在液体雾化器1的作用下以喷雾的形式喷出，并且全部喷雾场均经过非平衡等离子体射流区域。
S4:在非平衡等离子体射流的作用下，雾化场中液滴颗粒内所含有的病毒、细菌、微生物等目标净化物被杀灭，完成净化过程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统，其特征在于，包括：液体雾化器、非平衡等离子体射流激励器、流量计、过滤器、液体流量控制阀、气体流量控制阀、蓄液池、高压气瓶、阀门开度电子控制器、等离子体电源；所述液体雾化器依次通过流量计、过滤器、液体流量控制阀与蓄液池相连，所述液体流量控制阀还连接至阀门开度电子控制器的一端，所述阀门开度电子控制器的另一端与气体流量控制阀相连，所述气体流量控制阀位于高压气瓶与非平衡等离子体射流激励器之间的管路上，所述非平衡等离子体射流激励器与等离子体电源相连，所述液体雾化器底部的喷射区域与非平衡等离子体射流激励器一侧的射流区域重叠。
2.根据权利要求1所述一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统，其特征在于，所述非平衡等离子体射流激励器的数量为多个，均与等离子体电源相连。
3.根据权利要求1所述一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统，其特征在于，所述液体雾化器包括雾化器体，所述雾化器体为中空圆柱体结构，在中空圆柱体结构底部设有雾化喷孔。
4.根据权利要求3所述一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统，其特征在于，所述雾化喷孔为圆直孔结构或交叉圆直孔结构或交叉缝结构。
5.根据权利要求1所述一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统，其特征在于，所述非平衡等离子体射流激励器，包括高压电极、接地电极、激励器体，所述高压电极位于激励器体中，在激励器体外壁连接有接地电极。
6.根据权利要求5所述一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统，其特征在于，所述高压电极为圆柱状或条状，其材料为钨或铜或不锈钢。
7.根据权利要求5所述一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统，其特征在于，所述激励器体由聚四氟乙烯、玻璃、陶瓷绝缘材料构成。
8.根据权利要求1所述一种采用非平衡等离子体射流技术的净水系统，其特征在于，所述蓄液池为一水槽结构，用来储存待净化液体。
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