CN205726631U - 一种用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置，包括外壳中框、安装在外壳中框内的不锈钢钢管、安装在所述不锈钢钢管内的玻璃管、安装在所述玻璃管内的钢棒以及安装在所述外壳中框内与高压电极连接的电极拉杆和固定在外壳中框内用于固定不锈钢钢管的花板；所述钢棒通过钢针连接至电极拉杆，所述电极拉杆连接至所述低温等离子体废气处理系统的高压电极。本实用新型的高压放电装置可以产生浓度更高等离子和等离子体，并且结构稳定，不易产生内外电极的拉弧放电，结构简单，生产成本低。

Description

一种用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置

技术领域

本实用新型涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置。

背景技术

所谓低温等离子体的废气治理技术是一门集物理学、化学、生物学和环境科学于一体的交叉综合性技术，是目前国内外废气污染治理中最具前景，有效的技术方法之一。该技术显著特点是对污染物兼具物理和化学处理作用。所述等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四形态。当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。而低温等离子体有机气体净化器，基于低温等离子体降解污染物的原理，利用高频高压电场电晕放电加速荷电粒子导致电离而变成等离子体，这些等离子体以每秒300万次到5000万次的速度反复轰击异味气体的分子，当电子的能量与异味气体分子的某一化学键键能相同或略大时，发生非弹性碰撞，电子将大部分动能转化为污染物分子的内能，从而引发使其发生电离、裂解或激发等一系列复杂的物理、化学反应，使得产生臭味的基团化学键断裂，从而达到净化有毒有害气体及除臭目的。

低温等离子体废气净化技术根据电极形式的不同，其等离子体发生单元中的电极可分为管式电极和板式电极两大类，其中，管式电极是目前工业上使用较广泛的电极形式，例如公开号为CN105120589A的专利申请提供的阵列介质阻挡放电的装置，其电极为管状电极，包括中空石英玻璃管和钨丝，钨丝安装在中空石英玻璃管内，加电压并调节频率，使得电极管之间丝状放电发生并充满所有电极之间的空隙；再例如公开号为CN104219863A的专利申请公开的一种双介质低温等离子体发生器，其所述低压电极置于石英玻璃内管内，所述高压电极为圆管状，紧密包裹于石英玻璃外管外侧，石英玻璃内管和石英玻璃外管之前形成放电气隙。可见，对于管式等离子体发生单元来说，其内电极一般会通过一端连接高压电极，并与其外电极在面与面或网(或线)与面之间形成放电气隙，当在其内、外电极之间加上高压时， 放电气隙内的电能分布比较平均，导致其内的气体不易被电离。因此若要获得电离而产生等离子体，就要求在其内电极与其外电极上之间加载更高的电压，这样一来势必造成电能消耗较大，产生的等离子体浓度较低，且容易造成等离子体发生单元的介质管局部击穿。显然，基于管式电极的低温等离子体废气处理系统对其介质管及内外电极之间放电气隙的均匀度要求较高，增加了产生等离子体的成本。

另一方面，由于基于管式电极的低温等离子体废气处理系统的介质管多选用玻璃、搪瓷等较脆的材质制成，所以低温等离子体废气处理系统在运输或使用过程中都处于颠簸及振动的状态，内电极会不断遭受外力的冲击。而以钢管或钢棒制作的内电极，一方面与介质管紧密硬接触，另一方面与串联的其他放电管中的高压电极连接，将导致外力通过一系列的硬连接及硬接触直接传导至介质管，造成介质管的损坏率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置，结构上简单，易于实现，能够提高等离子体浓度，同时还可以有效地防止内外电极间相互碰撞，以及减少运输、使用过程中玻璃管的损坏。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置，包括外壳中框(1)、安装在外壳中框内的不锈钢钢管(2)、安装在所述不锈钢钢管(2)内的玻璃管(3)、安装在玻璃管(3)内的钢棒(4)、安装在所述外壳中框(1)内的电极拉杆(5)以及固定在所述外壳中框(1)内的用于固定所述不锈钢钢管(2)的花板(6)，所述钢棒(4)通过钢针(7)连接所述电极拉杆(5)，所述电极拉杆(5)与所述低温等离子体废气处理系统的高压电极(8)连接。

进一步的，所述不锈钢钢管(2)作为低温等离子体废气处理系统的外电极，在所述不锈钢钢管(2)的外壁上设有开口(9)，所述钢针(7)穿过所述开口将所述电极拉杆(5)与所述玻璃管(3)内的钢棒(4)相连，所述钢针(7)与所述不锈钢钢管(2)之间用四氟柱绝缘。

进一步的，所述开口的大小为3cm。

进一步的，每根不锈钢钢管(2)内的所述玻璃管(3)由上、下两段玻璃管连接而成，上段玻璃管的上端与所述不锈钢钢管(2)的上端内壁固定，下段玻璃管的下端与所述不锈钢钢管(2)的下端内壁固定，所述钢针(7)的一端通过所述开口设置在所述上、下两段玻璃 管的连接处。

进一步的，所述上、下两段玻璃管的长度相等，所述开口设置在所述不锈钢钢管(2)的1/2外壁处。

进一步的，所述钢棒(4)作为低温等离子体废气处理系统的内电极，长度与不锈钢钢管(2)的长度相同，悬于所述上下两段玻璃管内，并从所述不锈钢钢管(2)的开口处引出，与所述钢针(7)相连。

进一步的，所述不锈钢钢管(2)及其内部的所述玻璃管(3)和所述钢棒(4)同轴。

进一步的，所述花板(6)分别固定所述不锈钢钢管(2)的上端和下端，且安装时，所述不锈钢钢管(2)的上端的开口高于上端的花板(6)的上表面，所述不锈钢钢管(2)的下端低于下端的花板(6)的下表面。

进一步的，所述不锈钢钢管(2)为多根，所述上端花板为一体成型结构或者拼接固定结构，固定所有不锈钢钢管(2)的上端；所述下端花板为一体成型结构或者拼接固定结构，固定所有不锈钢钢管(2)的下端。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

本实用新型的用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置，其在每个等离子体发生单元的不锈钢钢管的外壁上引出连接钢棒的钢针，并将多个等离子体发生单元的钢针汇聚到电极拉杆上，通过电极拉杆牵引至高压电极，由此，一方面，作为内电极的钢棒会从中心向两端双向形成等离子体，从而可以增加等离子体浓度；另一方面，钢针和电极拉杆组成的结构稳定，可以防止外力作用使作为内电极的钢棒和作为外电极的不锈钢钢管接触，避免影响等离子体的制备；此外，玻璃管分段装入每根不锈钢钢管内，并且两端固定分别与不锈钢钢管固定，可以减少在运输、使用过程中的损坏。因而本实用新型的高压放电装置，可以产生浓度更高的等离子体，并且结构稳定，不易产生内、外电极的碰撞，制造工艺简单，生产成本低。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例的用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置整体结构示意图；

图2是图1所示的用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置俯视图；

图3是图1所示的用于低温等离子体废气处理系统的单个等离子体发生单元的电极连接 结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型的实施例进行详细说明。

请参考图1至图3，本实用新型的用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置，包括外壳中框1、安装在外壳中框内的至少一根不锈钢钢管2、安装在每根不锈钢钢管2内的玻璃管3、安装在每根玻璃管3内的钢棒4以及安装在外壳中框1内且与高压电极8连接的电极拉杆5、固定在外壳中框1内且用于固定不锈钢钢管2的花板6，每根钢棒4通过一根钢针7连接电极拉杆5。

每根不锈钢钢管2为无缝不锈钢钢管，作为低温等离子体废气处理系统单个等离子体发生单元的外电极，在其1/2外壁处开有口径为3cm的开口21，以便将连接电极拉杆5的钢针7与玻璃管3内的钢棒4相连，钢针7与不锈钢钢管2之间用四氟柱22绝缘。

本实施例中，每根不锈钢钢管2内的玻璃管3由上、下两段玻璃管31、32连接而成，上、下两段玻璃管31、32的长度为不锈钢钢管2长度的一半，因此，不锈钢钢管2外壁上的开口21与上、下两段玻璃管31、32的连接处正对。上段玻璃管31的上端与不锈钢钢管2的上端内壁固定，下段玻璃管32的下端与不锈钢钢管2的下端内壁固定，上、下两段玻璃管31、32与不锈钢钢管2的固定可以通过套赛等固定结构23实现。

钢棒4，作为低温等离子体废气处理系统单个等离子体发生单元的内电极，长度与不锈钢钢管2的长度相同，悬于每根不锈钢钢管2内的上段玻璃管31和下段玻璃管32内，并从不锈钢钢管2的开口21处，即上段玻璃管31和下段玻璃管32的连接处引出，与钢针7相连。所有等离子体发生单元的钢针7通过电极拉杆5接到高压电极8上。

本实施例中，不锈钢钢管2及其内部的玻璃管3和钢棒4同轴。

用于固定不锈钢钢管2的花板6具有上端花板61和下端花板62，分别固定不锈钢钢管2的上端和下端，安装时，不锈钢钢管2的上端开口高于上端花板61的上表面，不锈钢钢管2的下端开口低于下端花板62的下表面。

图2所示为用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置的俯视图。该高压放电装置的外壳中框1为圆柱体，其中放有多个等离子体发生单元，每个等离子体发生单元如图3所示，即均为以不锈钢钢管2作为外电极，玻璃管3作为介质管，钢棒4作为内电极，在钢棒4通过电极拉杆5接至高压电极8后，会从中心向两端双向形成等离子体，从而可以增加等 离子体浓度。玻璃管3包含上、下两段玻璃管，每段玻璃管的长度均为不锈钢钢管2的1/2,每段玻璃管的一端外壁固定在不锈钢钢管2的内壁上，玻璃管3内部放有一根钢棒4，在不锈钢钢管2的1/2处，即两段玻璃管的接合处，开有一个口径为3cm的开口21，可将钢棒4(即内电极)通过钢针7引出，再与电极拉杆5连接，接至高压电极8上，钢针7与不锈钢钢管2(即外电极)通过四氟柱22绝缘。多个等离子体发生单元的钢针7汇集到一点，连接到电极拉杆5上，这样形成的多边形连接，结构稳定，减少运输或使用中玻璃管的碰撞损坏；通过电极拉杆5接至高压电极，可以避免内电极与外电极因为碰撞等原因接触，从而不易产生内、外电极的拉弧放电，提高等离子体的制备效率。

本实用新型的高压放电装置的工作过程如下：

电极拉杆5接至高压电极8后，通过高压电极8在不锈钢钢管2和钢棒4之间施加高压，废气从外壳中框1的进气口进入到不锈钢钢管2和钢棒4之间的放电区域，且流经放电区域时不直接与不锈钢钢管2和钢棒4接触，避免了电极腐蚀，废气经过放电区域发生等离子体反应后通过外壳中框1的排气口排出。玻璃管3的厚度d可以辅助调产生等离子体时的击穿电压和放电功率。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于低温等离子体废气处理系统的高压放电装置，其特征在于：包括外壳中框(1)、安装在外壳中框内的不锈钢钢管(2)、安装在所述不锈钢钢管(2)内的玻璃管(3)、安装在玻璃管(3)内的钢棒(4)、安装在所述外壳中框(1)内的电极拉杆(5)以及固定在所述外壳中框(1)内的用于固定所述不锈钢钢管(2)的花板(6)，所述钢棒(4)通过钢针(7)连接所述电极拉杆(5)，所述电极拉杆(5)与所述低温等离子体废气处理系统的高压电极(8)连接。

2.如权利要求1所述的高压放电装置，其特征在于：所述不锈钢钢管(2)作为低温等离子体废气处理系统的外电极，在所述不锈钢钢管(2)的外壁上设有开口(21)，所述钢针(7)穿过所述开口(21)将所述电极拉杆(5)与所述玻璃管(3)内的钢棒(4)相连，所述钢针(7)与所述不锈钢钢管(2)之间用四氟柱绝缘。

3.如权利要求2所述的高压放电装置，其特征在于：所述开口(21)的大小为3cm。

4.如权利要求2所述的高压放电装置，其特征在于：每根不锈钢钢管(2)内的所述玻璃管(3)由上、下两段玻璃管连接而成，上段玻璃管的上端与所述不锈钢钢管(2)的上端内壁固定，下段玻璃管的下端与所述不锈钢钢管(2)的下端内壁固定，所述钢针(7)的一端通过所述开口(21)设置在所述上、下两段玻璃管的连接处。

5.如权利要求4所述的高压放电装置，其特征在于：所述上、下两段玻璃管的长度相等，所述开口(21)设置在所述不锈钢钢管(2)的1/2外壁处。

6.如权利要求4所述的高压放电装置，其特征在于：所述钢棒(4)作为低温等离子体废气处理系统的内电极，长度与不锈钢钢管(2)的长度相同，悬于所述上下两段玻璃管内，并从所述不锈钢钢管(2)的开口处引出，与所述钢针(7)相连。

7.如权利要求1所述的高压放电装置，其特征在于：所述不锈钢钢管(2)及其内部的所述玻璃管(3)和所述钢棒(4)同轴。

8.如权利要求1所述的高压放电装置，其特征在于：所述花板(6)包括分别固定所述不锈钢钢管(2)的上端和下端的上端花板和下端花板，且安装时，所述不锈钢钢管(2)的上端的开口高于所述上端花板的上表面，所述不锈钢钢管(2)的下端低于所述下端花板的下表面。

9.如权利要求8所述的高压放电装置，其特征在于：所述不锈钢钢管(2)为多根，所述上端花板为一体成型结构或者拼接固定结构，固定所有不锈钢钢管(2)的上端；所述下端花板为一体成型结构或者拼接固定结构，固定所有不锈钢钢管(2)的下端。