CN201216917Y - 等离子废气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种等离子废气处理装置，包括一个支座，及固定在支座上的壳体，在壳体上设有废气入口和出口，在壳体的内部包括至少一个等离子反应器单元，每个等离子反应器单元内包括两组电极支架，及固定于两组电极支架之间的至少一组等离子反应元件，等离子反应元件包括相对应平行排列设置的正、负电极，及控制电路，在正、负电极之间平行排列一介质阻挡板，正电极及介质阻挡板的两端与电极支架之间为绝缘固定连接，负电极的两端直接固定于电极支架上，共同组成接地电极。该装置节省能源，运行成本低，无二次污染，有利于环境保护，适于处理高温气体，使用温度可达到170－350℃，不但结构简单，维修也非常方便，占地面积小。

Description

等离子废气处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种等离子废气处理装置，特别涉及一种用于处理干冰膨胀烟丝线工艺废气的等离子废气处理装置。

背景技术

在现代烟丝生产工序中，烟丝经膨胀介质(例如液体CO₂)浸渍后，被送入以过热蒸汽为主要气相的高温气流输送管道系统中进行膨胀处理。膨胀后的烟丝，膨胀率可达80-100％，或填充值达到6.5-8cm³/g，是卷烟行业提高质量，降低能耗，提高吸烟安全性的有力工具。目前，膨胀烟丝工艺与设备已被世界各国广泛采用。

典型的干冰膨胀烟丝工艺与设备，是烟丝以液体二氧化碳浸渍后成为干冰烟丝，而后，干冰烟丝被送入经松散器、振动柜和定量喂料皮带机，送入高温气流输送系统处理，浸渍在烟丝纤维细胞中的干冰与固态水分迅速汽化，使烟丝得到膨胀。

其中，为热端工艺气体提供热量的设备为燃烧炉，燃烧炉一方面为工艺气体提供热量，另一方面，将膨胀工艺产生的有害废气引入炉膛内加热到750-830℃烧掉，此部分气体约占工艺气体总量的15-20％。用加热燃烧的方法处理工艺废气，浪费了大量能源，同时产生了一定数量的二气化碳和氮氧化合物，对环境造成了一定的危害，不能满足国家对废气排放的相关标准要求。

在现有技术中，为了保护环境，在处理废气方面也有采用等离子净化装置的，如专利号为200420081250.4的中国专利“等离子烟尘异味净化装置”，就公开了一种利用等离子发生器净化废气的装置，该装置由等离子发生、发射和控制电路、正负电极板以及正负电极构成，其中，正极二端固定于两个平行排列的正极板上，两块负极板位于两块正极外侧，平行排列，负极穿过正极板上的孔，两端固定于负极板上，正极和负极相间排列，组成等离子方阵或平行阵。上述结构为一个净化单元，可由多个净化单元构成一个净化区，根据不同场合需要，可以由一级净化区，或二级净化区，或三级净化区组成一个综合净化装置。

该装置虽然可以有效净化工业废气，但是结构复杂，而且不适用于处理高温气体，在上述干冰膨胀烟丝生产工序中，所产生的工艺废气温度较高，一般在180℃以上，所以，该装置不适用于处理干冰膨胀烟丝生产工艺流程中所产生的工艺废气。

发明内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种节能环保、结构简单、运行成本低，可适用于处理高温气体的等离子废气处理装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种等离子废气处理装置，包括一个支座，及固定在所述支座上的壳体，在所述壳体的两端设有废气入口和废气出口，在所述壳体的内部包括至少一个等离子反应器单元；每个所述等离子反应器单元内包括两组电极支架，及固定于所述两组电极支架之间的至少一组等离子反应元件；所述等离子反应元件包括相对应平行排列设置的正、负电极，及控制电路，在所述正、负电极之间平行排列一介质阻挡板；所述正电极及介质阻挡板的两端与所述电极支架之间为绝缘固定连接；所述负电极的两端直接固定于所述电极支架上，共同组成接地电极；当所述等离子反应元件为一组以上时，正、负电极及介质阻挡板为相间排列。

本实用新型的进一步改进在于，所述的正、负电极均为由金属材料制成的框架结构，而且构成所述正、负电极框架结构的金属采用柱状或管状，其外表面缠绕金属丝。

在所述电极支架上，与所述正电极的两端相对应的位置上固定有正极绝缘体，所述正电极的两端固定在正极绝缘体上，所述介质阻挡板的两端也固定于所述正极绝缘体上。所述正电极的两端与正极绝缘体之间为插接，在所述正极绝缘体上设有用于插入正电极的插槽。所述的介质阻挡板的两端与所述正极绝缘体之间采用胶粘贴。所述负电极的两端与所述电极支架之间也为插接，在所述电极支架上设有用于插入负电极的插槽。

本实用新型更进一步改进在于，所述等离子反应器单元通过固定于所述壳体内壁上的轨道，与所述壳体之间可推拉滑动连接。

在所述壳体上相对应每个等离子反应器单元的位置处，开有可打开的检修门。

综上内容，本实用新型所提供的等离子废气处理装置，采用了等离子裂解气体处理废气的方式，节省能源，运行成本低，由于该装置不使用燃料，可减少二气化碳的排放量，以及减少废气排放量，无二次污染，有利于环境保护，而且该装置适于处理高温气体，使用温度可达到170-350℃。

本实用新型采用介质阻挡放电形式，放电表面稳定，均匀，在两个电极间的电介质可以防止放电空间形成局部火花或弧光放电，保证等离子体化学反应的安全进行。

另外，本实用新型正、负电极不需要分开固定，均固定在电极支架上，而且均为简单的插接结构，等离子反应器单元与壳体之间也采用简单的抽屉式可推拉连接，并同时设有检修门，不但结构简单，维修也非常方便，占地面积小。

附图说明

图1本实用新型整体结构示意图；

图2本实用新型内部结构示意图；

图3图2的A-A剖视图；

图4本实用新型正负电极结构示意图。

如图1至图4所示，支座1，壳体2，废气入口3，废气出口4，等离子反应器单元5，电极支架6a、6b，等离子反应元件7，正电极8，负电极9，介质阻挡板10，正极绝缘体11a、11b，插槽12a、12b，插槽13a、13b，轨道14，检修门15。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

一种等离子废气处理装置，包括一个支座1，及固定在支座1上的壳体2，在壳体2的一端设有废气入口3，壳体2的另一端设有废气出口4，在壳体2的内部，包括至少一个等离子反应器单元5，如图1和图2所示，本实施例共设置了4个等离子反应器单元5，4个等离子反应器单元5为上下并排排列，在干冰膨胀烟丝生产工艺流程中产生的工艺废气，经过除尘器(图中未示出)过滤后，通过废气入口3进入壳体2内，依次经过4个等离子反应器单元5，最后经过废气出口4排入烟囱。

为了便于维修保养，在壳体2内壁的两侧沿水平方向固定有轨道14，每个等离子反应器单元5对应一组轨道14，等离子反应器单元5与轨道14之间通过滑轮或滑杆等结构连接，使得等离子反应器单元5可沿轨道14做推拉运动，其连接方式如同抽屉，当需要维修保养时，只需要将等离子反应器单元5从壳体2中拉出来，维修保养结束后，再推回去即可，操作非常简单方便。

另外，在壳体2上相对应每个等离子反应器单元5的位置处，开有可打开的检修门15，检修门15可用螺栓直接固定于壳体2的外壁上，也可以通过折页与壳体2之间可转动连接，也可以采用其它连接方式，如卡接、插接等。如果壳体2体积不太大，也可以统一开一个检修门15。

如图3所示，每个等离子反应器单元5内包括两组相对平行设置的电极支架6a、6b，在两组电极支架6a、6b之间，在与电极支架6a、6b相垂直的平面内，平行设置多组等离子反应元件7。

每组等离子反应元件7包括相对应平行排列设置的正电极8和负电极9，正电极8和负电极9均与控制电路电连接，在正电极8与负电极9之间平行排列一介质阻挡板10，介质阻挡板10为绝缘材料，如可采用石英玻璃材料。正电极8、负电极9及介质阻挡板10共同组成放电电容，而且三者之间都留有间隙，待处理的废气从间隙内通过，整个壳体2的内部是连通的，当等离子反应元件7为多组时，正电极8、负电极9及介质阻挡板10相间隔并列平行设置。

如图4所示，正电极8和负电极9均为由金属材料制成的框架结构，而且构成正电极8和负电极9框架结构的金属采用柱状或管状，其外表面缠绕金属丝，正电极8和负电极9结构一致，而且相对称设置，其中，金属框架和金属丝都可以采用不锈钢材料。框架结构的优点是该结构强度、刚度高，拆装方便，维修简单、方便。

在电极支架6a和6b上，与正电极8的两端相对应的位置上固定有正极绝缘体11a和11b，正极绝缘体11a和11b也是由绝缘材料制成的，如也可采用石英玻璃材料，其所选用的材料可与介质阻挡板10的材料相同，也可以不同，正极绝缘体11a和11b嵌入固定在电极支架6a和6b上。

正极绝缘体11a和11b上设有用于插入正电极8的插槽12a和12b，正电极8的两端插入插槽12a和12b中，即可将正电极8固定在电极支架6a和6b上，而且保证正电极8与电极支架6a和6b之间绝缘。

在电极支架6a和6b上，与负电极9的两端相对应的位置上设有用于插入负电极9的插槽13a和13b，使用时，将负电极9的两端插入插槽13a和13b中即可。电极支架6a和6b也由金属材料制成，在工作时，电极支架6a和6b与负电极9共同构成接地电极。

介质阻挡板10的两端分别固定在正极绝缘体11a和11b上，它们之间可以采用胶粘贴的方式固定连接。

工作时，正电极8与控制电路中的高压电极相连，电极支架6a、6b与控制电路中的地极相连，组成放电通路，形成“介质阻挡放电”。介质阻挡放电是有绝缘介质插入放电空间的一种气体放电，也称无声放电，介质可以覆盖在电极上或者悬挂在放电空间里(本实施例采用的是后者)，当在放电电极上施加足够高的交流电压时，电极间的气体被击穿形成介质阻挡放电。由于有电介质的存在，在介质阻挡放电过程中，可以避免电弧的生成，使气体放电保持均匀、散漫、稳定的多个微电流细丝状态，这对生成大体积稳定的等离子体非常有利，它是非常适合进行等离子体化学反应的放电形式，不但可以保证化学反应的安全进行，也可以保证在化学反应过程中反应分子接触得较为充分，有利于化学反应完成。

下面结合具体实施方式详细描述本实用新型的工作原理。

在干冰膨胀烟丝线的工艺流程中，温度在180℃以上的工艺废气经过除尘器过滤后，通过废气入口3进入壳体2内部，然后依次通过4个等离子反应器单元5，再经过废气出口4排入烟囱。

此时，在每组等离子反应元件7中，正电极8和负电极9之间的负载高频电压为5000-15000伏，频率设定在3000-10000Hz，等离子体产生高能电子和强紫外线，工艺废气中含有的有机挥发气体污染物(VOC)依次通过4个等离子反应器单元5时，等离子体产生的高能电子与VOC分子碰撞，使其激发到更高的能级，形成激发态分子，其内能增加，促使化学健断裂形成活性物质并与其他物质发生化学反应，最终分解成CO₂和H₂O，或其它小分子化合物，不会产生新的对环境有害的物质。经过实际测试，该装置对干冰膨胀烟丝线工艺废气中的有害物质降解处理效率达高60~80％，达到国家相关环保标准的要求。

如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1、一种等离子废气处理装置，其特征在于：包括一个支座(1)，及固定在所述支座(1)上的壳体(2)，在所述壳体(2)的两端设有废气入口(3)和废气出口(4)，在所述壳体(2)的内部包括至少一个等离子反应器单元(5)；

每个所述等离子反应器单元(5)内包括两组电极支架(6a、6b)，及固定于所述两组电极支架(6a、6b)之间的至少一组等离子反应元件(7)；

所述等离子反应元件(7)包括相对应平行排列设置的正、负电极(8、9)，及控制电路，在所述正、负电极(8、9)之间平行排列一介质阻挡板(10)；

所述正电极(8)的两端与所述电极支架(6a、6b)之间为绝缘固定连接；

所述负电极(9)的两端直接固定于所述电极支架(6a、6b)上，共同组成接地电极；

当所述等离子反应元件(7)为一组以上时，正、负电极(8、9)及介质阻挡板(10)为相间排列。

2、根据权利要求1所述的等离子废气处理装置，其特征在于：所述的正、负电极(8、9)均为由金属材料制成的框架结构。

3、根据权利要求2所述的等离子废气处理装置，其特征在于：构成所述正、负电极(8、9)框架结构的金属采用柱状或管状，其外表面缠绕金属丝。

4、根据权利要求2所述的等离子废气处理装置，其特征在于：在所述电极支架(6a、6b)上，与所述正电极(8)的两端相对应的位置上固定有正极绝缘体(11a、11b)，所述正电极(8)的两端固定在正极绝缘体(11a、11b)上。

5、根据权利要求4所述的等离子废气处理装置，其特征在于：所述介质阻挡板(10)的两端固定于所述正极绝缘体(11a、11b)上。

6、根据权利要求4所述的等离子废气处理装置，其特征在于：所述正电极(8)的两端与正极绝缘体(11a、11b)之间为插接，在所述正极绝缘体(11a、11b)上设有用于插入正电极(8)的插槽(12a、12b)。

7、根据权利要求5所述的等离子废气处理装置，其特征在于：所述的介质阻挡板(10)的两端与所述正极绝缘体(11a、11b)之间采用胶粘贴。

8、根据权利要求1所述的等离子废气处理装置，其特征在于：所述负电极(9)的两端与所述电极支架(6a、6b)之间为插接，在所述电极支架(6a、6b)上设有用于插入负电极(9)的插槽(13a、13b)。

9、根据权利要求1至8任意项所述的等离子废气处理装置，其特征在于：所述等离子反应器单元(5)通过固定于所述壳体(2)内壁上的轨道(14)，与所述壳体(2)之间可推拉滑动连接。

10、根据权利要求9所述的等离子废气处理装置，其特征在于：在所述壳体(2)上相对应每个等离子反应器单元(5)的位置处，开有可打开的检修门(15)。

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