CN117881491A - 用于废物处理装置反应器的感应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于固体和/或液体废物处理的装置，尤其涉及用于通过等离子体化学破坏方法处理废物的装置的部件。本发明涉及通过加宽反应器中的活性等离子体化学反应的区域来实现反应器操作的增强的技术效果，这是由于位于电极和腔体的导电表面之间的感应器的配置具有朝向它们的间隙，这也降低了用经由输入开口馈送的废物填充该区域的可能性。这种技术效果是利用以两个截顶的正金字塔形式实现的感应器实现的，其中底部基部位于一个平面中并且顶部基部位于另一个平面中。锥体围绕它们的公共轴线相对于彼此旋转。在截顶锥体的全部或一些侧面平面中，定位金属侧面小片。板连接到位于上基座和下基座的平面中的上基座和下基座的金属板，使得在相邻的侧面板的横向边缘之间提供间隙。感应器的电极沿着截顶锥体的公共轴放置。感应器电极连接到上基座和下基座的金属板并且朝向反应器电极突出超过上基座。
Description
技术领域
本发明涉及用于固体和/或液体废物处理的装置，尤其涉及用于通过等离子体化学破坏方法处理废物的装置的部件。
背景技术
RU2786209号专利(2022年12月19日公布)公开了一种已知的封闭腔形式的反应器，该封闭腔具有连接到废物进料装置的输入开口和用于排出破坏的气态产物的输出开口，其中腔的内表面被制成完全或部分导电的。电极突出到反应器中，并且该电极与内表面隔离。电极连接到高压脉冲源。电极与腔的导电底部之间的间隙的尺寸确保电晕放电等离子体流的形成。
已知装置的缺点是，在电极和腔体最近的导电表面之间的间隙附近，等离子体化学反应活跃的区域面积较小，等离子流在此形成，而且通过输入口输入的废料可能会填满该区域，这妨碍了反应器其余部分内废料的破坏。
发明内容
本发明涉及通过加宽反应器中的活性等离子体化学反应的区域来实现反应器操作的增强的技术效果，这是由于位于电极和腔体的导电表面之间的感应器的配置具有朝向它们的间隙，这也降低了用经由输入开口馈送的废物填充该区域的可能性。
这种技术效果是利用以两个截顶的正金字塔形式的感应器实现的，其中底部基部位于一个平面中并且顶部基部位于另一个平面中。锥体围绕它们的公共轴线相对于彼此旋转。金属侧面板位于截顶锥体的全部或一些侧面平面中。这些板连接到位于上基座和下基座的平面中的上基座和下基座的金属板，使得在相邻的侧面板的横向边缘之间提供间隙。感应器的电极沿着截顶锥体的公共轴放置。感应器电极连接到上基座和下基座的金属板并且朝向反应器电极突出超过上基座。
当在配备有感应器的反应器中引起高电压脉冲时，发生反应器电极和感应器电极之间的间隙的突发。高发散场形成在具有高卷曲表面的感应器结构部分附近，从而引起朝向反应器腔的导电表面传播的电晕放电拖缆。这种效应扩大了活性等离子体反应的面积。感应器结构的金字塔形状促进从有源等离子体反应的区域去除废物，废物经由输入开口被馈送，这也促进反应器操作的增强。
优选地，截金字塔围绕它们的公共轴线旋转一角度，使得一个截锥的每个侧肋位于距另一个截锥的两个相邻侧肋相等的距离处。
在一个实施例中，感应器电极的下端突出超过底部基板，其中感应器电极的上端和/或下端是尖锐的。
在一个实施例中，截锥的底部基部的内切圆的半径相等，而截锥的顶部基部的内切圆的半径不同。
优选地，截顶锥体的侧面小片与底部基板的连接位置交错。
优选地，侧面板设置为梯形。
在一个实施例中，截顶锥体的侧面板的上肋沿着与感应器电极同轴的圆定位。
优选地，侧面板的上肋沿着与感应器电极同轴的两个圆连接到顶部基板。
在一个实施例中，顶部基板以朝向反应器的输入开口远离感应器的截顶锥体的轴线移位的矩形的形式提供，其中顶部基板具有指向底部基板的孔和肋。其中一个截顶锥体的侧面板不存在于顶部基板下方，并且金属侧面板代替不存在的侧面板固定在底部基板和顶部基板的自由端之间。金属侧板具有位于其面向感应器电极的表面上的加强肋。
在一个实施例中，底部基板具有远离顶部基座的孔和肋。
附图说明
本发明如下图所示。
图1示出了带有感应器的反应器的垂直横截面，其中使用了以下附图标记：
1具有内腔的反应器主体
2输入开口
3输出口
4反应器腔内表面
5反应器腔内表面的导电部分
6反应器的尖锐电极
7隔离构件
8高压脉冲源
9反应器电极尖端
10反应器导电底部
11用于供给待处理废物的分配装置
12带抽风机的静电过滤器
13感应器
14用于将感应器提升到反应器的导电底部(10)之上的隔离构件。
图2示出了感应器(13)的正视图，其中使用以下附图标记：
15顶座金属板
16底座金属板
17第一截顶锥体的金属侧面板
18第二截顶锥体的金属侧面板
19感应器的电极
20侧面板之间的间隙
21侧面板的肋
22侧板
23侧板的肋
24顶座金属板肋
25底部基座的金属板的肋。
图3展示感应器的3/4左侧视图，其中使用以下附图标记：
26顶部底座的金属板中的孔
27底部基座的金属板中的孔
28金属侧板中的孔。
图4示出了感应器的3/4右侧视图。
图5是感应器的3/4仰视图。
图6是感应器的俯视图。
具体实施方式
本发明可实施为呈两个截顶正金字塔形式的感应器(13)，其中底部基底位于一个平面中且顶部基底位于另一平面中。锥体围绕它们的公共轴线相对于彼此旋转。在截顶锥体的所有侧面平面中或在它们中的部分中，定位第一截顶锥体的金属侧面板(17)和第二截顶锥体的金属侧面板(18)。这些板连接到顶部基座的金属板(15)和底部基座的金属板(16)，这些板位于第一和第二截顶锥体的上部和底部基座的平面中。间隙(20)设置在相邻的侧面板(17)和(18)的侧向边缘之间。连接到顶部基座的金属板(15)和底部基座的金属板(16)的感应器(13)的电极(19)沿着截头锥体的公共轴放置。电极(19)朝向反应器电极(6)突出超过顶部基底的金属板(15)并且超过底部基底的金属板(16)。金属侧面板(17)和(18)的面向感应器电极(19)的表面具有肋(21)。金属侧板(22)面向感应器电极(19)的表面具有肋(23)和孔(28)。顶部基板(15)具有顶部基部肋(24)和孔(26)。底部基板(16)具有底部基部肋(25)和孔(27)。
感应器(13)如下操作。在从高压脉冲的源(8)出现高压脉冲时，发生反应器电极(6)和感应器电极(19)之间的间隙的突发。此后，在板(15、16、17、18、22)的侧肋附近、安装在这些板的表面上的肋(21、23、24、25)附近、孔(26、27、28)的边缘附近以及感应器电极(19)的具有高度卷曲表面的外侧端附近形成高度发散的场，从而导致电晕放电流在反应器腔中的感应器内部和外部传播，这加宽了有源等离子体反应的区域。如从[1]中已知的，大量电晕放电流出现在每个脉冲的肋和孔边缘附近。电晕放电流开始倍增并向主体(1)的导电底部(10)扩散，从而形成脉冲电晕放电。此外，一部分压缩的住宅固体废物从分配装置(11)供给到反应器中，经由输入开口(2)供给待处理的废物。在废物经由输入开口(2)供给期间，限制大气空气进入主体(1)。
电晕放电的等离子体对所供应的废物中包含的水施加影响，并且在破坏水分子时引起自由基的形成：H2O→OH·+H·。此外，其它活性物质由于脉冲电晕放电流而在反应器中形成：Ο3,Ο2(a1Δ),H2O2,ΟΗ,O(3P),NO,HNO2和HNO3。电晕放电还引起紫外(UV)辐射。上述活性物质和UV辐射破坏待处理废物中包含的任何有机和无机物质，从而将其破坏并形成无害的气态反应产物，即水和二氧化碳。废物的非有机内容物被酸HNO2和HNO3破坏，这些酸由于电晕放电而在反应器中形成。有机物质在水中的氧化过程是链式反应[2]。低速率链式反应可由大气氧和臭氧引发。高速链式反应由OH·自由基引发。换句话说，在装置中提供了对废物中包含的有机和无机物质的等离子体化学破坏。破坏的气态产物进入反应器的输出开口(3)。
感应器的金字塔配置有助于移除装载到反应器中的废物的部分，这些部分进入形成提供等离子体反应所必需的活性颗粒的区域。废物的部分被除去，因此降低了用废物填充该区域的可能性，这也有助于提高反应器操作。此外，金属板中的孔和侧肋之间的间隙促进活性颗粒流向待处理的废物的移动和破坏的气态产物向反应器的输出开口的移动。换句话说，配备有感应器的反应器提供宽区域的等离子体化学反应的形成并且防止用废物填充该区域。
因此，通过以下方式来确保反应器操作的增强：(i)增大电晕放电流形成区域的尺寸，并且相应地增大由于感应器的配置而引起的有源等离子体化学反应的区域，以及(ii)降低经由输入开口用装载到反应器中的废物填充该区域的可能性。
非专利文献
[1]Aristova N.A.,Piskarev I.M.,Ivanovskiy A.V.,Selemir V.D.,SpirovG.M.,Shlepkin S.I.电介质-气体-液体构型中放电引发的化学反应//《物理化学杂志》，2004年，第78卷，第7期，第1326-1331页。
[2]Piskarev I.M.由水面上方放电引发的水中氧化还原过程//《普通化学杂志》，2001年，第71卷，第10期，第1622页。
Claims (10)
1.一种用于废物处理装置的反应器的感应器，其特征在于，所述感应器以底部基部位于一个平面且顶部基部位于另一个平面的两个截顶的正金字塔的形式实现，所述金字塔围绕其公共轴线相对于彼此旋转，其中，金属侧面板位于截顶的金字塔的全部或部分侧面平面中，所述侧面板连接到位于所述顶部基部和所述底部基部的平面中的所述顶部基部和所述底部基部的金属板，使得相邻的侧面板的横向边缘之间具有间隙，并且感应器电极沿着所述截顶的金字塔的公共轴线放置，其中，所述感应器电极连接到所述顶部基部和所述底部基部的金属板并且朝向反应器电极突出超过所述顶部基部。
2.根据权利要求1所述的感应器，其特征在于，截顶锥体已经围绕其公共轴线旋转了一角度，使得一个锥体的每个侧肋位于距另一个锥体的两个相邻侧肋相等的距离处。
3.根据权利要求1所述的感应器，其特征在于，所述感应器电极的下端突出超过所述底部基部，并且所述感应器电极的上端和/或下端是尖锐的。
4.根据权利要求1所述的感应器，其特征在于，所述截锥以所述截锥的底部基部的内切圆的相等半径和所述截锥的顶部基部的内切圆的不同半径实现。
5.根据权利要求1所述的感应器，其特征在于，所述截顶锥体的侧面板与所述底部基部的连接位置交错。
6.根据权利要求1所述的感应器，其特征在于，所述截顶锥体的侧面板呈梯形设置。
7.根据权利要求1所述的感应器，其特征在于，所述截顶锥体的所述侧面板的上肋沿与所述感应器电极同轴的圆定位。
8.根据权利要求1所述的感应器，其特征在于，所述截顶锥体的所述侧面板的上肋沿着与所述感应器电极同轴的两个圆与所述顶部基部连接。
9.根据权利要求1所述的感应器，其特征在于，所述顶部基部以朝向所述反应器的所述输入开口远离所述截锥体的轴线偏移的矩形的形式设置，其中所述顶部基部具有指向所述底部基部的孔和肋，所述截锥体中的一个截锥体的侧面板不存在于所述顶部基部下方，并且金属侧板代替不存在的侧面板被固定在所述底部基部与所述顶部基部的自由端之间，所述金属侧板具有位于其面向所述感应器电极的表面上的加强肋。
10.根据权利要求1所述的感应器，其特征在于，所述底部基部具有远离所述顶部基部的孔和肋。
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