CN112156627B - 多规格可变流速处理长度dbd反应器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多规格可变流速处理长度DBD反应器及其使用方法，包括多个DBD单管，每个DBD单管端部连接的固定盖经第一气路连接座设有第一气路快插头；在固定板的外侧设有进出气罩，进出气罩上设有多个与第一气气路快插头连接的第二气路快插头，并利用第一气管、第二气管、第三气管、第四气管以及管路上的手动阀进行DBD单管之间进行连接，使得DBD单管可以形成单管进气和出气、多管串联进气和出气、多管并联进气和出气、多管进气和单管出气的多种连接效果。本发明的DBD单管之间可以连接组合变化，可十分方便地进行电极功率、给气量和DBD单管的长度之间关系的研究，具有操作方便，便于观察的特点。

Description

多规格可变流速处理长度DBD反应器及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种DBD反应器，特别是一种多规格可变流速处理长度DBD反应器及其使用方法。

背景技术

介质阻挡放电，英文简称DBD，是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡气体放电又称介质阻挡电晕放电，利用介质阻挡放电产生低温等离子体是一种新型的排放后处理技术，它具有成本低、能耗低和效率高等优点，主要应用于工业和民用的废气处理中。

现在通用的DBD反应器结构主要有板式和同轴式两种。其中，同轴式的DBD反应器可简化为在包裹有高压电极的阻挡介质内设置同轴的一般为线状的内电极。但是，在实际工作中，由于电极功率、给气量、DBD单管的长度和连接方式的等各个因素的变化会造成同轴式DBD反应器在不同的因素的影响下会有不同的工作状态，传统的单管DBD反应器应对上述变化难以进行研究，因此急需一种可以便于观察和操作的DBD反应器。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种多规格可变流速处理长度DBD反应器及其使用方法。本发明的DBD单管之间可以连接组合变化，可十分方便地进行电极功率、给气量和DBD单管的长度之间关系的研究，具有操作方便，便于观察的特点。

本发明的技术方案：多规格可变流速处理长度DBD反应器，包括框体，框体两端对称设有固定板，所述固定板上设有多个固定盖；所述框体两端对应的固定盖之间设有DBD单管，所述DBD单管包括设置在固定盖之间且呈套筒状的阻挡介质层，阻挡介质层的外壁上套设有外电极，阻挡介质层的中部设有端部固定在固定盖上的内电极，内电极与阻挡介质层之间的空隙形成流通管道，所述DBD单管按从左往右、从上往下依次分为第一DBD管、第二DBD管、第三DBD管和第四DBD管；每个DBD单管端部连接的固定盖的外侧设有第一气路连接座，第一气路连接座上设有第一气路快插接头；所述固定板的外侧设有进出气罩，进出气罩上设有四个第二气路快插接头，所述第一DBD管的两端均通过第一气路快插接头和第二气路快插接头连接有第一五通接头，第一五通接头连接有第一气管；所述第二DBD管的两端均通过第一气路快插接头和第二气路快插接头连接有第一四通接头，第一四通接头连接有第二气管；所述第三DBD管的两端均通过第一气路快插接头和第二气路快插接头连接有第二四通接头，第二四通接头连接有第三气管；所述第四DBD管通过第一气路快插接头和第二气路快插接头连接有第二五通接头，第二五通接头连接有第四气管；所述的第一五通接头经管路分别与同一侧的第一四通接头、第二五通接头和第二四通接头连接；所述第一四通接头和第二四通接头通过管路分别与第二五通接头连接；所述第一气管、第二气管、第三气管、第四气管以及管路上均设有手动阀。

上述的多规格可变流速处理长度DBD反应器，所述第一气管和第二气管一同连接有第一三通接头；所述第四气管和第三气管一同连接有第二三通接头；所述第一三通接头和第二三通接头经管路一同连接有第三三通接头。

前述的多规格可变流速处理长度DBD反应器，所述固定盖上设有阶梯孔，阶梯孔包括位于固定盖内侧的大孔和位于固定盖外侧的小孔，阻挡介质层两端固定在大孔内；所述固定盖上设有横穿小孔的横梁，横梁中间设有圆孔；所述内电极的端部设有嵌设在圆孔内的电极头，电极头的中部设有圆槽，圆槽内嵌设有温度传感器。

前述的多规格可变流速处理长度DBD反应器，所述固定盖与第一气路连接座之间设有第一密封圈。

前述的多规格可变流速处理长度DBD反应器，所述固定盖的内侧还设有规格转换座，规格转换座的材料为橡胶材质。

前述的多规格可变流速处理长度DBD反应器，一侧所述固定板上设有接地接线柱端头；所述框体设有高压挡板，高压挡板上设有高压接线柱，高压接线柱经导线连接外电极。

前述的多规格可变流速处理长度DBD反应器的使用方法，包括单管进气和出气、多管串联进气和出气、多管并联进气和出气、多管并联进气和单管出气四种使用方法；

所述单管进气和出气的使用方法，具体为，通过关闭和开启相应的手动阀，使得气体单独从第一DBD管、第二DBD管、第三DBD管或第四DBD管进气和出气；

所述多管串联进气和出气的使用方法，具体为，通过关闭和开启相应的手动阀，使得气体从第一DBD管的一端进去，另一端出气后进入第二DBD管，第二DBD管出气后在进入第三DBD管，第三DBD管出气后在进入第四DBD管，最后从第四DBD管出气；

所述多管并联进气和出气的使用方法，具体为，通过关闭和开启相应的手动阀，使得气体从第一DBD管和第二DBD管并联进气，出气后再并联进入第三DBD管和第四DBD管，最后从第三DBD管和第四DBD管出气；

所述多管进气和单管出气的使用方法，具体为，通过关闭和开启相应的手动阀，使得气体从第一DBD管和第二DBD管并联进气，出气后再合流进入第三DBD管，最后由第三DBD管出气；或通过关闭和开启相应的手动阀，使得气体从第一DBD管、第二DBD管和第三DBD管并联进气，出气后在合流进入第四DBD管，最后由第四DBD管出气。

前述的多规格可变流速处理长度DBD反应器的使用方法，在所述固定盖与阻挡介质层之间设有规格转换座，利用更换不同内径的规格转换座，实现不同管径的DBD单管的安装。

前述的多规格可变流速处理长度DBD反应器的使用方法，在多管并联进气和单管出气使用中，通过更换DBD单管的管径，从而加大进出气的不对称程度，便于后续综合评估不对称串并联的优缺点。

与现有技术相比，本发明利用多个DBD单管组合设置在固定板上，利用第一五通接头、第一四通接头、第二五通接头和第四五通接头的结构使得DBD单管之间进行连接，并利用第一气管、第二气管、第三气管、第四气管以及管路上的手动阀进行开启和关闭的组合，使得DBD单管可以形成单管进气和出气、多管串联进气和出气、多管并联进气和出气、多管进气和单管出气的多种连接效果，因此可以形成多种DBD单管的连接方式，形成不同的进出气效果，进而在各种连接方式下研究电极功率、给气量和DBD单管的长度之间关系以及优缺点，具有操作方便，便于观察的特点。此外，本发明还在第一气管和第二气管上设置第一三通接头，在第三气管和第四气管设置第二三通接头，第一三通接头和第二三通接头连接有第三三通接头，因此提高进气的平稳性；本发明优化了第一气路快插接头和第二气路快插接头的结构，使其安装拆卸方便简单，密闭性能好。本发明的阻挡介质层两端与固定盖内侧的大孔相配合，内电极的电极头设置横梁的圆孔上，便于后续的拆卸更换。

附图说明

图1是框体结构示意图；

图2是框体的内部结构示意图；

图3是DBD单管的结构意图；

图4是本发明的结构示意图；

图5是进出气罩的外侧结构示意图；

图6是进出气罩的内侧结构示意图；

图7是固定盖的内侧结构示意图；

图8是规格转换座的结构示意图；

图9是固定盖的外侧结构示意图；

图10是内电极的结构示意图；

图11是单管进气和出气的示意图；

图12是四管串联进气和出气的示意图；

图13是双管进气和出气的示意图；

图14是双管进气和单管出气的示意图；

图15是三管进气和单管出气的示意图；

图16是规格转换座的剖视图。

附图标记：

1、框体；2、固定板；3、固定盖；4、DBD单管；5、阻挡介质层；6、外电极；7、内电极；8、流通管道；9、第一DBD管；10、第二DBD管；11、第三DBD管；12、第四DBD管；13、第一气路连接座；14、第一气路快插接头；15、进出气罩；16、第二气路快插接头；17、第一五通接头；18、第一四通接头；19、第二气管；20、第二五通接头；21、第四气管；22、第二四通接头；23、第三气管；24、第一气管；32、第二连通管道；33、阶梯孔；34、大孔；35、小孔；36、横梁；37、圆孔；38、电极头；39、圆槽；40、温度传感器；42、接地接线柱端头；43、高压挡板；44、高压接线柱；45、手动阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：多规格可变流速处理长度DBD反应器，如图1-2所示，包括框体1，框体1两端对称设有固定板2，所述固定板2上设有多个固定盖3；本发明的框体1、固定板2、固定盖3均为金属材料，所述框体1两端对应的固定盖3之间设有DBD单管4，如图3所示，所述DBD单管4包括设置在固定盖3之间且呈套筒状的阻挡介质层5，阻挡介质层5的外壁上套设有外电极6，阻挡介质层5的中部设有端部固定在固定盖3上的内电极7，内电极7与阻挡介质层5之间的空隙形成流通管道8，流通管道8内的气体在阻挡放电产生的高能活性粒子下进行净化；一侧所述固定板2上设有接地接线柱端头42，接地接线柱端头42与内电极7连接；所述框体1设有高压挡板43，高压挡板43为绝缘材料，采用聚四氟乙烯材料，高压挡板43上设有高压接线柱44，高压接线柱44经导线连接外电极6；如图4所示，所述DBD单管4按从左往右、从上往下依次分为第一DBD管9、第二DBD管10、第三DBD管11和第四DBD管12；如图5所示，每个DBD单管4端部连接的固定盖3的外侧设有第一气路连接座13，第一气路连接座13上设有第一气路快插接头14；如图6所示，所述固定板2的外侧设有进出气罩15，进出气罩15上设有四个第二气路快插接头16，所述第一DBD管9的两端均通过第一气路快插接头14和第二气路快插接头16连接有第一五通接头17，第一五通接头17连接有第一气管24；所述第二DBD管10的两端均通过第一气路快插接头14和第二气路快插接头16连接有第一四通接头18，第一四通接头18连接有第二气管19；所述第三DBD管11的两端均通过第一气路快插接头14和第二气路快插接头16连接有第二四通接头22，第二四通接头22连接有第三气管23；所述第四DBD管12通过第一气路快插接头14和第二气路快插接头16连接有第二五通接头20，第二五通接头20连接有第四气管21；所述的第一五通接头17经管路分别与同一侧的第一四通接头18、第二五通接头20和第二四通接头22连接；所述第一四通接头18和第二四通接头22通过管路分别与第二五通接头20连接；所述第一气管24、第二气管19、第三气管23、第四气管21以及管路上均设有手动阀45。

进一步地，如图4-5所示，所述第一气管24和第二气管19一同连接有第一三通接头46；所述第三气管23和第四气管21一同连接有第二三通接头47；所述第一三通接头46和第二三通接头47经管路一同连接有第三三通接头48，提高进气的平稳性。

进一步地，如图7-图9所示，所述固定盖3上设有阶梯孔33，阶梯孔33包括位于固定盖3内侧的大孔34和位于固定盖3外侧的小孔35，阻挡介质层5两端固定在大孔34内；所述固定盖3上设有横穿小孔35的横梁36，横梁36中间设有圆孔37；如图10所示所述内电极7的端部设有嵌设在圆孔37内的电极头38，电极头38的中部设有圆槽39，圆槽39内嵌设有温度传感器40，所述温度传感器40用于测量温度，防止温度过高，造成安全事故；所述固定盖3与第一气路连接座13之间设有第一密封圈42，提高密封性；所述固定盖3的内侧还设有规格转换座46，如图16所示，该规格转换座是一种L型的密封垫圈，用于DBD单管的安装，从而可以利用规格转换座46的规格变化，实现不同管径的DBD单管的安装，例如管径为40、50或60mm的DBD单管。

利用上述多规格可变流速处理长度DBD反应器的使用方法，如图11所示，以第一DBD管9的单管进气和出气为例，通过关闭和开启相应的手动阀45，使得气体单独从第一DBD管9内进气和出气，测量给定功率P，给定气量Q下处理效果η；也可以线性并联增加DBD单管4，但保持总给定气量Q不变，这样DBD单管4处理气量变化，对比在相同处理效果下，总功率是否线性增加；同样可以线性增加DBD管，等比例增加气量，对比相同处理效果下，总功率如何变化；反过来也可以保持功率不变或者等比例增加功率，得到相应的处理效果。这种连接的方式好处在于，因为DBD单管4功率较低，测量误差比较大，多管测量可以减少误差。

如图12所示，以第一DBD管9、第二DBD管10、第三DBD管11和第四DBD管12串联后进气和出气为例，通过关闭和开启相应的手动阀45，使得气体从第一DBD管9的一端进去，另一端出气后进入第二DBD管10，第二DBD管10出气后在进入第三DBD管11，第三DBD管11出气后在进入第四DBD管12，这种连接的方式的好处在于，通过增加处理长度，以及改变给定功率、给定气量或者处理效果来评估线性串联的优缺点。

如图13所示，以双管进气和出气为例，通过关闭和开启相应的手动阀45，使得气体从第一DBD管9和第二DBD管10并联进气，出气后再并联进入第三DBD管11和第四DBD管12，这种连接的方式的好处在于，通过改变给定功率、给定气量或者处理效果来评估线性串并联的优缺点。

如图14所示，以双管进气和单管出气为例，通过关闭和开启相应的手动阀45，使得气体从第一DBD管9和第二DBD管10并联进气，出气后再合流进入第三DBD管11，需要说明的是，此时第三DBD管11的尺寸可以和前两个管不同，这种连接的方式的好处在于，在考察前端处理后，后端再处理是否可以承受更大流量，还可以通过改变给定功率、给定气量或者处理效果来评估不对称串并联的优缺点。

如图15所示，以三管进气和单管出气为例，通过关闭和开启相应的手动阀45，使得气体从第一DBD管9、第二DBD管10和第三DBD管11并联进气，出气后在合流进入第四DBD管12，需要说明的是，此时第四DBD管12的尺寸可以和前三个DBD单管4不同，这种连接的方式的好处在于，通过进一步加大不对称程度，便于后续综合评估不对称串并联的优缺点，还可以考察最后第四DBD管12在功率和/或处理效果之间的影响。

综上所述，本发明的DBD单管4之间可以连接组合变化，可十分方便地进行电极功率、给气量和DBD单管4的长度之间关系的研究，具有操作方便，便于观察的特点。

Claims (8)

1.多规格可变流速处理长度DBD反应器，包括框体(1)，框体(1)两端对称设有固定板(2)，所述固定板(2)上设有多个固定盖(3)；所述框体(1)两端对应的固定盖(3)之间设有DBD单管(4)，所述DBD单管(4)包括设置在固定盖(3)之间且呈套筒状的阻挡介质层(5)，阻挡介质层(5)的外壁上套设有外电极(6)，阻挡介质层(5)的中部设有端部固定在固定盖(3)上的内电极(7)，内电极(7)与阻挡介质层(5)之间的空隙形成流通管道(8)，其特征在于：所述DBD单管(4)按从左往右、从上往下依次分为第一DBD管(9)、第二DBD管(10)、第三DBD管(11)和第四DBD管(12)；每个DBD单管(4)端部连接的固定盖(3)的外侧设有第一气路连接座(13)，第一气路连接座(13)上设有第一气路快插接头(14)；所述固定板(2)的外侧设有进出气罩(15)，进出气罩(15)上设有四个第二气路快插接头(16)，所述第一DBD管(9)的两端均通过第一气路快插接头(14)和第二气路快插接头(16)连接有第一五通接头(17)，第一五通接头(17)连接有第一气管(24)；所述第二DBD管(10)的两端均通过第一气路快插接头(14)和第二气路快插接头(16)连接有第一四通接头(18)，第一四通接头(18)连接有第二气管(19)；所述第三DBD管(11)的两端均通过第一气路快插接头(14)和第二气路快插接头(16)连接有第二四通接头(22)，第二四通接头(22)连接有第三气管(23)；所述第四DBD管(12)的两端均通过第一气路快插接头(14)和第二气路快插接头(16)连接有第二五通接头(20)，第二五通接头(20)连接有第四气管(21)；所述的第一五通接头(17)经管路分别与同一侧的第一四通接头(18)、第二五通接头(20)和第二四通接头(22)连接；所述第一四通接头(18)和第二四通接头(22)通过管路分别与第二五通接头(20)连接；所述第一气管(24)、第二气管(19)、第三气管(23)、第四气管(21)以及管路上均设有手动阀(45)；所述第一气管(24)和第二气管(19)一同连接有第一三通接头(46)；所述第四气管(21)和第三气管(23)一同连接有第二三通接头(47)；所述第一三通接头(46)和第二三通接头(47)经管路一同连接有第三三通接头(48)。

2.根据权利要求1所述的多规格可变流速处理长度DBD反应器，其特征在于：所述固定盖(3)上设有阶梯孔(33)，阶梯孔(33)包括位于固定盖(3)内侧的大孔(34)和位于固定盖(3)外侧的小孔(35)，阻挡介质层(5)两端固定在大孔(34)内；所述固定盖(3)上设有横穿小孔(35)的横梁(36)，横梁(36)中间设有圆孔(37)；所述内电极(7)的端部设有嵌设在圆孔(37)内的电极头(38)，电极头(38)的中部设有圆槽(39)，圆槽(39)内嵌设有温度传感器(40)。

3.根据权利要求1所述的多规格可变流速处理长度DBD反应器，其特征在于：所述固定盖(3)与第一气路连接座(13)之间设有第一密封圈。

4.根据权利要求1所述的多规格可变流速处理长度DBD反应器，其特征在于：所述固定盖(3)的内侧还设有规格转换座，规格转换座的材料为橡胶材质。

5.根据权利要求1所述的多规格可变流速处理长度DBD反应器，其特征在于：一侧所述固定板(2)上设有接地接线柱端头(42)；所述框体(1)设有高压挡板(43)，高压挡板(43)上设有高压接线柱(44)，高压接线柱(44)经导线连接外电极(6)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多规格可变流速处理长度DBD反应器的使用方法，其特征在于：包括单管进气和出气、多管串联进气和出气、多管并联进气和出气、多管并联进气和单管出气四种使用方法；

所述单管进气和出气的使用方法，具体为，通过关闭和开启相应的手动阀，使得气体单独从第一DBD管、第二DBD管、第三DBD管或第四DBD管进气和出气；

所述多管串联进气和出气的使用方法，具体为，通过关闭和开启相应的手动阀，使得气体从第一DBD管的一端进去，另一端出气后进入第二DBD管，第二DBD管出气后在进入第三DBD管，第三DBD管出气后在进入第四DBD管，最后从第四DBD管出气；

所述多管并联进气和出气的使用方法，具体为，通过关闭和开启相应的手动阀，使得气体从第一DBD管和第二DBD管并联进气，出气后再并联进入第三DBD管和第四DBD管，最后从第三DBD管和第四DBD管出气；

所述多管进气和单管出气的使用方法，具体为，通过关闭和开启相应的手动阀，使得气体从第一DBD管和第二DBD管并联进气，出气后再合流进入第三DBD管，最后由第三DBD管出气；或通过关闭和开启相应的手动阀，使得气体从第一DBD管、第二DBD管和第三DBD管并联进气，出气后在合流进入第四DBD管，最后由第四DBD管出气。

7.根据权利要求6所述的多规格可变流速处理长度DBD反应器的使用方法，其特征在于：在所述固定盖与阻挡介质层之间设有规格转换座，利用更换不同内径的规格转换座，实现不同管径的DBD单管的安装。

8.根据权利要求6所述的多规格可变流速处理长度DBD反应器的使用方法，其特征在于：在多管并联进气和单管出气使用中，通过更换DBD单管的管径，从而加大进出气的不对称程度，便于后续综合评估不对称串并联的优缺点。

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