CN201415126Y - 一种电离放电电极及使用该电离放电电极的工业废气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电离放电电极极板，该电离放电电极极板包括一个由无机绝缘材料制成的矩形方管体或箱体状，该矩形方管体或箱体状至少有一个外表面为介质阻挡放电面，在与该介质阻挡放电面相对应的箱体内表面上设置有一导电层。所述导电层为导电金属粉末或导电导热脂层，具有放电均匀和处理废气量大的优点。本实用新型还公开了使用上述电离放电电极极板的工业废气处理装置，在处理同样流量的废气时，需要的电极数量减少，降低了工业废气处理装置的制造成本。

Description

一种电离放电电极及使用该电离放电电极的工业废气处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种工业生产中产生有机废气净化处理大气环境领域，具体地说，涉及对工业生产中产生的有机废气分子(污染物)进行分解处理的一种电离放电电极极板以及使用该电离放电电极极板的工业废气处理装置，其可广泛用于化工、橡胶、塑料、皮革、医药、农药、油漆、涂料等行业的生产场所环境。

背景技术

随着全球工业的飞速发展，大气环境破坏日益严峻，我国大气环境污染尤为突出，环境污染已成为最严重的全球公害，并严重影响到人民的身体健康和生活环境和生态平衡。

目前，常用的传统废气处理方法有生物法、冷凝和催化燃烧法、活性炭吸附法、纳米光催化、电晕放电法等。但是以上方法对于高流速、大流量、低浓度废气的处理效果不佳。

就活性炭吸附极易受空气中的水气、油污及颗粒物的影响引起活性炭吸附容量下降，且活性炭吸附饱和后需定期更换，使得该方法的推广和使用在一定程度上受到了限制。光敏半导体催化氧化或纳米金属氧化物光催化也是近年来的关注热点，但该技术的降解效率受控于污染物质与催化剂表面界面扩散速率，及存在催化剂易中毒等问题，因此使用效果并不理想。生物法处理大流量、高流速废气不太可行。燃烧法处理低浓度、大流量、高流速工业废气，极容易造成二次污染，能耗费用高。因此开发一种简单、成本低廉、效率高废气污染净化处理装置非常必要，其应用前景广阔。

中国专利ZL02112672.0提供了一种工业废气净化装置，主要由电机、减速器，其特征在于：还由除尘机、离心油丝分离机、接引风机、连通离心油丝分离机和除尘机的气体通道组成；其中除尘机由壳体、转轴、筛板、设于筛板上的密封装置、设于筛板和转轴之间的弹簧、设于筛板两侧的转子壁和定子壁组成；其中转子壁的一侧设有辐射状滑槽，滑槽在靠近转轴的一侧设有键形通孔，转子壁另一侧设有圆柱凸台，与设于定子壁的轴孔配合，定子壁的轴孔的下侧设有锯齿，转轴上设有插槽，插槽内设有弹簧孔。其主要是对废气中的粉尘进行处理，使用范围相当有限。

中国专利ZL200620060702.x提供一种工业废气净化装置，其特征在于设有壳体、至少1只叶轮、转动轴、螺旋导流器、筒状过滤器与固定支架、水箱、水泵和至少1个喷液头；壳体呈管形或空心柱形，叶轮设于壳体内腔前部的转动轴上，转动轴两端设于壳体内腔两端，螺旋导流器设于叶轮后方的壳体中心，筒状过滤器套设于螺旋导流器外，筒状过滤器固定支架设于壳体内腔；水箱设于壳体下部，水箱顶部的进水口与壳体的出水口连通，水箱设有排污口，喷液头设于壳体内腔的叶轮一侧并由管道接水泵出水口；水泵的进水口与水箱连通。但其效果不佳。

为了解决上述技术问题，本申请人于2007年12月12月向中国国家知识产权局递交了发明名称为“一种新型工业废气处理装置”实用新型专利申请，现已授权，授权公告号为CN201147672，该工业废气处理装置包括箱体，其特征在于：所述箱体内设有均流风管管道、电离放电管、变频电源，均流风管管道的进风端连接箱体上的进风口，出风端连接箱体上的出风口，电离放电管的外电极和内电极的引线连接变频电源，变频电源输入220V/50Hz或380V/50Hz交流电，所述均流风管管道上横向排列有至少一支电离放电管。其中电离放电管包含发生管，发生管采用一具有较粗的外管和较细内管的绝缘管，较细的内管用绝缘支架固定在较粗的外管管内中心并保持同心度，外管外壁涂覆有导电耐腐蚀的金属膜或复合导电金属箔或缠绕一定宽度的导电耐腐蚀的金属箔形成螺旋状称为外电极、内管内壁涂覆有导电耐腐蚀的金属膜或复合导电金属箔称为内电极，外管和内管之间保持一定的有效间隙，形成一个电场区域，两管内、外电极上分别引出导线接至变频电源。空气经过电离放电管电场区，在高能电子的作用下，流经的带有有毒有害气体分子及空气中的悬浮细菌就被激发、电离、离解、分解，同时细菌也被氧化灭活。但是该新型工业废气处理装置也存在一个问题就是，每一电离放电管的过流面积比较小，需要很多的电离放电管组合使用才能达到满足要求，造成处理装置的放电管结构十分复杂、成本增加。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题之一在于提供一种电离放电电极极板，该电离放电电极极板能在保障电离效果的同时，结构简单、组合方便、生产成本低、整个装置体积更小等优点。

本实用新型所要解决的技术问题之二在于提供一种使用上述电离放电电极极板组合的工业废气处理装置。

作为本实用新型第一方面的电离放电电极极板，包括一个由无机绝缘材料制成的矩形箱体，该矩形箱体至少有一个外表面为介质阻挡放电面，在与该介质阻挡放电面相对应的箱体内表面上设置有一导电层。

所述导电层为导电金属粉末或导热导电脂类。

为了适应电离放电电极极板的叠放，所述矩形箱体有两个介质阻挡放电面，两个介质阻挡放电面以矩形方管的一中轴面对称设置。

为了准确地固定介质阻挡放电面与金属极板或介质极板之间的放电间隙，在所述介质阻挡放电面的两相对侧设置有突出介质阻挡放电面的放电间隙固定脚，使相邻电离放电电极的放电间隙固定脚夹紧金属极板或介质极板。

本实用新型的矩形箱体采用横截面为矩形的方管体制成，方管体的两侧开口各用一块绝缘盖板封堵。采用方管体制造，便于烧结后，内、外表面的打磨至需要的厚度。

为了使介质层烧结时牢固不变形，在所述矩形箱体内表面上设置有加强筋，以增加其强度。

所述加强筋为凹凸面。

在所述一块绝缘盖板上设置有接线柱。

为了有效地冷却本实用新型的电离放电电极极板，本实用新型在所述矩形箱体内设置有一冷却金属水箱，所述冷却金属水箱的外表面与所述矩形箱体的内表面四周保持一定间距，间隙内填满金属粉未或导热导电脂类，在所述冷却箱体内充满导热性能好的绝缘液体，冷却箱体的一个箱壁上设置有进、出冷却水管接头，冷却箱体内设置有U形冷却水盘管，所述冷却水盘管的两端与所述进、出冷却水管接头连接。所述绝缘液体为变压器油。

或者在所述矩形箱体内设置有一冷却金属水箱，所述冷却金属水箱的外表面与所述矩形箱体的内表面四周留有一定间距，间隙内填满金属粉未或导热导电脂类，在冷却箱体的一个箱壁上设置有一端插入到冷却箱体内的冷却水进、出水管，另一端延伸至冷却箱体外。所述冷却水进水管长于冷却水出水管。

本实用新型的矩形箱体外侧四角的转角处采取倒角处理。

作为本实用新型第一方面的使用上述电离放电电极极板的工业废气处理装置，包括一具有进、出气口的废气处理箱体，在该废气处理箱体内的过流通道中设置有电离处理装置，该电离处理装置由若干上述电离放电电极极板和若干金属极板或介质极板间隔叠加而成，在相邻两电离放电电极的介质阻挡放电面与金属极板或介质极板的两侧表面之间设置有放电间隙，该放电间隙构成气体流入间隙；所述电离放电电极极板和金属极板或介质极板构成放电的两极，串接在一变频高压变压器的副边，该变频高压变压器的原边接一变频驱动电源。

在本实用新型的工业废气处理装置中，进、出气口的通流面积大于过流通道的通流面积。

由于采用了如上的设计方案，本实用新型的电离放电电极极板的介质阻挡放电面放电均匀，介质阻挡放电面可以根据需要进行放大设计，因此在处理同样流量的废气时，需要的电极数量减少，降低了工业废气处理装置的制造成本。电极极板采用冷却处理，能够提高电极的放电效率和使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型电离放电电极的外形结构示意图。

图2为本实用新型电离放电电极实施例1的内部结构示意图。

图3为本实用新型电离放电电极实施例2的内部结构示意图。

图4为本实用新型电离放电电极实施例3的内部结构示意图。

图5为本实用新型工业废气处理装置的原理结构示意图。

图6为本实用新型工业废气处理装置的工作原理示意图。

图7为本实用新型工业废气处理装置的放电原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达到目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型的结构。

参看图1，电离放电电极极板100，包括一个由无机绝缘材料制成的矩形箱体。具体制造时，矩形箱体采用横截面为矩形的方管体制成，因为横截面为矩形的方管体便于烧结，同时也便于烧结后，内、外表面的打磨至需要的厚度。方管体的两侧开口各用一块绝缘盖板封堵。

该矩形箱体至少有一个外表面为介质阻挡放电面110，为了均匀地固定介质阻挡放电面110与金属极板或介质极板极板之间的放电间隙，在介质阻挡放电面110的两相对侧设置有突出介质阻挡放电面110的放电间隙固定脚120，使相邻电离放电电极的放电间隙固定脚120夹紧金属极板或介质极板极板。该矩形箱体的转角处采取倒角处理。

实施例1

参见图2，该电离放电电极极板100，包括一个由无机绝缘材料制成的箱体，具体制造时，矩形箱体采用横截面为矩形的方管体制成，因为横截面为矩形的方管体便于烧结，同时也便于烧结后，内、外表面的打磨至需要的厚度。方管体的两侧开口各用一块绝缘盖板150封堵。

该箱体有两个外表面为介质阻挡放电面110，两个介质阻挡放电面110以矩形箱体的一中轴面对称设置。在介质阻挡放电面110的两相对侧设置有突出介质阻挡放电面110的放电间隙固定脚120。矩形箱体的四个转角处采取倒角处理。

在矩形箱体内，与该两个介质阻挡放电面110相对应的箱体内表面上设置有一导电层130。导电层130为导电金属粉末或导电导热脂层。在一块绝缘盖板150上设置有接线柱160。接线柱160为高压接电螺丝。

为了有效地冷却该电离放电电极极板，在矩形箱体内设置有一冷却水箱200，冷却水箱200的外表面紧贴在矩形箱体内金属粉或导电导热脂表面上，在冷却箱体200内充满导热性能好的绝缘液体210，如变压器油。冷却箱体200的一个箱壁220上设置有进、出冷却水管接头230、240，冷却箱体200内设置有U形冷却水盘管250，冷却水盘管250的两端与进、出冷却水管接头230、240连接，进、出冷却水管接头230、240穿过绝缘盖板150。冷却用水由进冷却水管接头230进入冷却水盘管250内，与冷却水箱200内的变压器油热交换后，由出冷却水接头240流出。被冷却后的变压器油又与导电层130进行热交换后，以冷却导电层130和介质阻挡放电面110，降低导电层130和介质阻挡放电面110的温度，提高放电效果。

实施例2

参看图3，该电离放电电极极板100，包括一个由无机绝缘材料制成的箱体，具体制造时，矩形箱体采用横截面为矩形的方管体制成，因为横截面为矩形的方管体便于烧结，同时也便于烧结后，内、外表面的打磨至需要的厚度。方管体的两侧开口各用一块绝缘盖板150封堵。

该矩形箱体至少有一个外表面为介质阻挡放电面110，为了均匀地固定介质阻挡放电面110与金属极板或介质极板极板之间的放电间隙，在介质阻挡放电面110的两相对侧设置有突出介质阻挡放电面110的放电间隙固定脚120，使相邻电离放电电极的放电间隙固定脚120夹紧金属极板或介质极板极板。该矩形箱体的转角处采取倒角处理。

在矩形箱体内，与该两个介质阻挡放电面110相对应的箱体内表面上设置有一导电层130。导电层130为导电金属粉末或导电脂层。在一块绝缘盖板150上设置有接线柱160。接线柱160为高压接电螺丝。

为了有效地冷却该电离放电电极极板，在矩形箱体内设置有一冷却水箱200，冷却水箱200的外表面紧贴在矩形箱体的内金属粉未或导电导热脂表面上，在冷却箱体200的一个箱壁上设置有一端插入到冷却箱体200内的冷却水进、出水管260、270，另一端延伸至冷却箱体200外并穿过绝缘盖板150。冷却水进水管260长于冷却水出水管270。

上述实施例中，无机绝缘材料为非导电的无机材料，如陶瓷等，在制作时，要求陶瓷体无气泡。

实施例3

为了使介质层烧结时牢固不变形，在矩形箱体内表面140上设置有加强筋170，以增加其强度。加强筋170为凹凸面。也可做成加厚平面形，然后切削打磨至一定厚度。其余结构同实施例1或实施例2。

参看图5至图7，使用上述电离放电电极极板的工业废气处理装置，包括一具有进、出气口310、320的废气处理箱体300，在该废气处理箱体300内的过流通道中设置有电离处理装置400，该电离处理装置400由四个以上上述电离放电电极极板100和四个以上金属极板或介质极板500间隔叠加而成，在相邻两电离放电电极极板100的介质阻挡放电面与金属极板或介质极板极板500的两侧表面之间设置有放电间隙600，该放电间隙600构成气体流入间隙；四个以上电离放电电极极板100的进冷却水管接头或冷却水进水管并联后接冷却水，出冷却水管接头或冷却水出水管并联后排放冷却水。

四个以上电离放电电极极板100并联后构成放电的一极，金属极板或介质极板500并联后构成放电的另一极，放电的两极串接在一变频高压变压器700的副边，该变频高压变压器700的原边接一变频驱动电源800。变频驱动电源800根据需要接220V或380V。

在该工业废气处理装置中，进、出气口310、320的通流面积大于过流通道的通流面积。

进气口310连接生产车间，将生产车间的废气引入到废气处理箱体300内，废气进入电离放电电极极板100的介质阻挡放电面与金属极板或介质极板500之间的放电间隙600中，电离放电电极极板100放电，使放电间隙600间产生高能量电子，来激发、离解送入空气中的污染物分子，使其达到降解净化空气目的。其电离放电电极极板100的介质阻挡放电面与金属极板或介质极板500的作用原理及化学反应过程中能量的传递如下：

(1)电场+电子→高能电子

(3)活性基团+分子(或原子)→生成物+热

(4)活性基团+活性基团→生成物+热

从以上过程可以看出，电子先从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去，那些获得能量的分子或原子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团。然后这些活性基团与分子或原子、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热。在高能量电子的作用下，流经的空气中的带有有毒有害气体分子及其中的悬浮细菌就会被激发、电离、离解、分解。

本实用新型的无机绝缘材料，如陶瓷是一种放电介质层，电离放电电极极板100的介质阻挡放电面与金属极板或介质极板极板500二极之间外加高频高压后在放电间隙600中产生高能电子形成放电电场区，能否在电场区得到很均匀的放电取决于放电介质层的介电常数，因为放电介质层冷态时的介电常数和热态时的介电常数是不一样的，通常起始放电是朝着两极介质层某一个易放电的区域放电，介质层受电子轰击后会产生温升，温度较高的区域极易放电，施加电压越高、就温度越高、电子释放也就越烈，如果不及时扩散温度就会很快聚集上千度甚至于几千度温度，最终导至烧毁击穿介质层，为了能使放电极板在电场区得到均衡的放电又能施加更高电压，使放电极板更进一步地扩大放电面积和提高电子密度，就必须把介质层的温度扩散。

本实用新型在电离放电电极极板100设置有冷却水箱，通过冷却水的循环使其介质层上温度得到不断扩散，随之介质层介电常数得到平衡，电场区放电也均匀，同时也可施加更高电压来增强电场区的电子密度和扩大放电面积、放电面积越大流经废气阻拦性越好降解率也越高。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (16)

1.电离放电电极极板，其特征在于，包括一个由无机绝缘材料制成的矩形箱体，该矩形箱体至少有一个外表面为介质阻挡放电面，在与该介质阻挡放电面相对应的方管体内表面上设置有一导电层。

2.根据权利要求1所述的电离放电电极极板，其特征在于，所述导电层为导电金属粉末或导电导热脂层。

3.根据权利要求1所述的电离放电电极极板，其特征在于，所述矩形箱体有两个介质阻挡放电面，两个介质阻挡放电面以矩形箱体的一中轴面对称设置。

4.根据权利要求1所述的电离放电电极极板，其特征在于，在所述介质阻挡放电面的两相对侧设置有突出介质阻挡放电面的放电间隙固定脚，使相邻电离放电电极极板的放电间隙固定脚夹紧金属极板或介质极板。

5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的电离放电电极极板，其特征在于，矩形箱体采用横截面为矩形的方管体制成，方管体的两侧开口各用一块绝缘盖板封堵。

6.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的电离放电电极极板，其特征在于，在所述矩形箱体内表面上设置有加强筋。

7.根据权利要求6所述的电离放电电极极板，其特征在于，所述加强筋为凹凸面。

8.根据权利要求7所述的电离放电电极极板，其特征在于，在所述一块绝缘盖板上设置有接线柱。

9.根据权利要求5所述的电离放电电极极板，其特征在于，在所述矩形箱体内设置有一冷却水箱，所述冷却水箱的外表面紧贴在所述矩形箱体间填充的金属粉未或导电导热脂表面上，在所述冷却箱体内充满导热性能好的绝缘液体，冷却箱体的一个箱壁上设置有进、出冷却水管接头，冷却箱体内设置有U形冷却水盘管，所述冷却水盘管的两端与所述进、出冷却水管接头连接。

10.根据权利要求9所述的电离放电电极极板，其特征在于，所述绝缘液体为变压器油。

11.根据权利要求5所述的电离放电电极极板，其特征在于，在所述矩形箱体内设置有一冷却水箱，所述冷却水箱的外表面紧贴在所述矩形箱体间填充的金属粉未或导电导热脂表面上，在冷却箱体的一个箱壁上设置有一端插入到冷却箱体内的冷却水进、出水管，另一端延伸至冷却箱体外，所述冷却水进水管长于冷却水出水管。

12.根据权利要求1所述的电离放电电极极板，其特征在于，所述的矩形箱体的转角处采取倒角处理。

13、根据权利要求1所述的电离放电电极极板，其特征在于，所述的无机绝缘材料为非导电的无机材料。

14、根据权利要求1所述的电离放电电极极板，其特征在于，所述的无机绝缘材料为陶瓷。

15.一种使用权利要求1至14任一项权利要求所述的电离放电电极的工业废气处理装置，其特征在于，包括一具有进、出气口的废气处理箱体，在该废气处理箱体内的过流通道中设置有电离处理装置，该电离处理装置由若干上述电离放电电极和若干金属极板或介质极板间隔叠加而成，在相邻两电离放电电极的介质阻挡放电面与金属极板或介质极板的两侧表面之间设置有放电间隙，该放电间隙构成气体流入间隙；所述电离放电电极极板和金属极板或介质极板构成放电的两极，串接在一变频高压变压器的副边，该变频高压变压器的原边接一变频驱动电源。

16.根据权利要求15所述的工业废气处理装置，其特征在于，所述的进、出气口的通流面积大于过流通道的通流面积。

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