CN201499364U - 新型等离子发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型等离子发生装置，以绝缘材料包覆可导电的物体作为第一电极的电极单元，以液体作为第二电极，其中，至少部分电极单元插入第二电极中且插入部分不少于2mm，使电极单元的其他部份暴露在空气中，绝缘材料的包覆面积大于电极单元的整个插入部分；在第一电极和第二电极间加交流电压，气液界面处形成等离子发生区域。优点是：从废水处理装置或系统的经济性来考量，本实用新型能够分解和处理有机物至排放标准，并具有运行成本低，相对装置小、低能耗、且使用过程中不需要添加任何化学药品或其他辅助处理手段。具备了小型化、低能耗及运行成本低等特点，可替代已被广泛应用的高能耗紫外线灯，从而降低能耗。

Description

新型等离子发生装置

技术领域

本实用新型涉及一种等离子发生装置，适用于在液体中产生等离子相关的，特别是水处理、废水处理或与液体相关材料的合成及处理技术。

背景技术

与液体有关的等离子产生方法大致有三类。第一类是在气相放电的空间提供液体；第二类是在液面上放电；第三类是在液体中放电。液面上放电是由在气相中形成的等离子与液面相接触配置形成放电的一种方法。液体中放电是对电极加以高电位，造成液体的绝缘层被破坏而引起电晕放电电流。采用对液体加热、提供超声波等方法制造气泡，由电磁波照射而诱发等离子产生。

近来，有关二氧化碳减排，以及排水、排废等的环境净化重要性认识被愈加强化，由此，对包括地下水、土壤、地质以及工业排放废水中微量有害有机化合物的分解和去除的要求势必也会愈来愈迫切。对于含有有害有机化合物的低分子有机氯化合物，包括四氯(代)乙烯、三氯乙烯、二氯乙烯，以及二恶英、聚烯联苯、有机磷化合物等的排放和废水处理方法中，一般包括混凝、过滤、膜分离、离心分离、物理吸附、氧化、电渗透、微生物分解等。其中，对有机物的分解去除一般采用物理吸附或氧化比较有效。物理吸附法主要是用活性炭，而氧化法则是通过光触媒、臭氧、过氧化氢、紫外线、超声波等或以上手段的结合。但活性炭、光触媒、紫外线灯均为消耗品，而超声波和紫外线灯需要消耗大量的电力。

为此，需提供一种在液面和/或液体中放电的装置，用来处理与液体相关的重金属和有机化合物等，尤其是对较难被分解的有机物的处理提供了一种新的途径。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种新型等离子发生装置，主要用于对水源水质的改善和对废水进行高效的处理。装置具备小型化、低能耗、运行成本低及无噪音等特点，装置本身也具有节能环保的优点。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种新型等离子发生装置，包括两个电极，以绝缘材料包覆可导电的物体作为第一电极的电极单元，以液体作为第二电极，至少部分第一电极的电极单元插入第二电极中且插入部分不少于2mm，使电极单元的其他部份暴露在空气中，绝缘材料的包覆面积大于电极单元的整个插入部分；在第一电极和第二电极间加交流电压，气液界面处形成等离子发生区域。

本实用新型利用液体作为一个电极，绝缘体包裹可导电的物体作为另一端电极，在两电极间加上交流电压后诱使两级间的气体进行放电。

本实用新型的主要工作原理是在第一电极和第二电极之间加1kV以上的交流高电压，通过电极电容放电，电离空气产生等离子。同时正、负离子在空气中进行正负电荷中和的瞬间产生巨大的能量释放，从而导致其周围细菌结构的改变或能量的转换，从而致使细菌死亡，实现其杀菌的作用。

由于本实用新型是利用绝缘体的障壁放电，放电电流呈间歇性，因此与紫外线灯相比可以大幅度降低能耗。与水直接接触的气体可有效地直接地形成强氧化剂，用于分解和去除有害的有机物；被绝缘体包裹的可导电的物体电极插入液体中，可对液体进行处理，亦可方便地通过增设通常用来辅助进行废水处理的曝气装置的手段来进一步提高处理效率。

另外，放入液体中的绝缘体长度，应考虑与液面高度的关系，保证在液面变动的情况下也能正常且安全地工作。

在上述方案的基础上，所述的第一电极由并排设置的二个或二个以上的电极单元并联或串联在同一电极支架上构成，并与共用电极联通，其中，各电极单元共同插入在第二电极中。

在上述方案的基础上，所述的绝缘材料为玻璃或绝缘且防水的有机聚合物等。

电极的绝缘材料应具有耐高压和良好的绝缘性，并且该材料应具有在液体或空气等环境条件中良好的使用性能，优选二氧化硅或玻璃系材料。绝缘率的选定则要考虑对空气的电压分配和在绝缘材料外壁上电荷堆积效应。

在上述方案的基础上，所述的可导电的物体为铜、铜合金、不锈钢、铝、铝合金、碳合金、铬、铬合金中的一种。

在上述方案的基础上，所述的液体为水。

在上述方案的基础上，加在第一电极和第二电极间的交流电压大于1kV，频率大于1kH。

所加电压值由液体的基准电位决定，一般是数千伏的交流电，并要加数千HZ的脉冲。

本实用新型的有益效果是：

从废水处理装置或系统的经济性来考量，本实用新型能够分解和处理有机物至排放标准，并具有运行成本低，相对装置小、低能耗、且使用过程中不需要添加任何化学药品或其他辅助处理手段。具备了小型化、低能耗及运行成本低等特点，可替代已被广泛应用的高能耗紫外线灯，从而降低能耗。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2的结构示意图。

附图中标号说明

实施例1、2中：

1-电极单元(第一电极)  11-金属        12-绝缘材料

2-第二电极            21-液体        22-金属棒

3-等离子发生区域      4-电源

实施例2中：

1’-电极单元          5-电极支架     6-共用电极

具体实施方式

实施例1

请参阅图1为本实用新型实施例1的结构示意图所示，一种新型等离子发生装置，包括两个电极，以绝缘材料(玻璃)12包覆金属(不锈钢)11构成的电极单元1作为第一电极，以插有金属棒22的液体(水)21作为第二电极2，其中，所述电极单元1的下部插入电极2中且插入部分不少于2mm，使电极单元1的上部暴露在空气中，绝缘材料12的包覆面积大于电极单元1的整个插入部分；

将第一电极接入电源4再接地，第二电极2的金属棒22接地，在第一电极、第二电极2间加电压，气液界面处形成等离子发生区域3。

实施例2

请参阅图2为本实用新型实施例2的结构示意图所示，电极单元1’的结构与实施例1相同，只是，本实施例中该一种新型等离子发生装置，包括两个电极，以绝缘材料12包覆金属(不锈钢SUS)11作为电极单元1’，由七个电极单元1’并联在电极支架5上，并与共用电极6联通，构成第一电极；以插有金属棒22的液体(水)21作为第二电极2，其中，各电极单元1’共同插入在第二电极2中。

七个电极单元1’的下部均插入电极2中且插入部分不少于2mm，使七个电极单元1’的上部均暴露在空气中，绝缘材料12的包覆面积大于电极单元1’的整个插入部分；

将第一电极接入电源4再接地，第二电极2的金属棒22接地，在第一电极、第二电极2间加电压，气液界面处形成等离子发生区域3。

Claims (6)

1.一种新型等离子发生装置，包括两个电极，其特征在于：以绝缘材料包覆可导电的物体作为第一电极的电极单元，以液体作为第二电极，其中，至少部分电极单元插入第二电极中且插入部分不少于2mm，使电极单元的其他部份暴露在空气中，绝缘材料的包覆面积大于电极单元的整个插入部分；在第一电极和第二电极间加交流电压，气液界面处形成等离子发生区域。

2.根据权利要求1所述的新型等离子发生装置，其特征在于：所述的第一电极由并排设置的二个或二个以上的电极单元并联或串联在同一电极支架上构成，与一共用电极联通，其中，各电极单元共同插入在第二电极中。

3.根据权利要求1所述的新型等离子发生装置，其特征在于：所述的绝缘材料为玻璃或绝缘且防水的有机聚合物。

4.根据权利要求1所述的新型等离子发生装置，其特征在于：所述的可导电的物体为铜、铜合金、不锈钢、铝、铝合金、碳合金、铬、铬合金中的一种。

5.根据权利要求1所述的新型等离子发生装置，其特征在于：所述的液体为水。

6.根据权利要求1所述的新型等离子发生装置，其特征在于：加在第一电极与第二电极间的交流电压大于1kV，频率大于1kH。

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