CN215086061U - 处理气态污染物的等离子体净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种处理气态污染物的等离子体净化装置，属于大气污染控制技术领域。该离子体净化装置包括：主体部，该主体部包括壳体和由壳体限定的反应腔室；位于所述壳体上的用于通入压缩空气的空气孔、用于通入被压缩的气态污染物的进气孔和用于排出气体的出气孔；位于主体部外部的高压电源，包括高压输出端和接地输出端；位于壳体上的、与高压输出端电连接的高压电极；位于壳体上的、与接地输出端电连接的接地电极，接地电极与高压电极相对设置；位于主体部内的、并分布在高压电极、接地电极上方和下方的通气管，通气管与进气孔连通；位于高压电极与接地电极之间的等离子体形成区。该装置能够以环保的方式高效地处理气态污染物。

Description

处理气态污染物的等离子体净化装置

技术领域

本实用新型的公开内容涉及大气污染控制技术领域，尤其涉及一种处理气态污染物的等离子体净化装置。

背景技术

随着生态环境持续改善，挥发性有机物、硫化氢、氨气、硫醇和硫脒等气态污染物深入治理引起社会各界广泛关注。吸收、吸附等传统气态污染物治理技术容易产生二次污染，并且净化效率低，其已无法满足当前环保排放要求。等离子体技术净化效率高，适用性强，应用前景广阔。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本公开的实施例提供了一种处理气态污染物的等离子体净化装置。所述等离子体净化装置能够高效地处理挥发性有机物、硫化氢、氨气、硫醇和硫脒等气态污染物，将其转化为二氧化碳、水等无污染的物质，并且具有操作方便、能耗低等优点。

根据本公开的一个方面，提供了一种处理气态污染物的等离子体净化装置，包括：主体部，该主体部包括壳体和由壳体限定的反应腔室；位于所述壳体上的用于通入压缩空气的空气孔、用于通入被压缩的气态污染物的进气孔和用于排出气体的出气孔；位于主体部外部的高压电源，包括高压输出端和接地输出端；位于壳体上的、与高压输出端电连接的高压电极；位于壳体上的、与接地输出端电连接的接地电极，所述接地电极与高压电极相对设置；位于主体部内的、并分布在高压电极、接地电极上方和下方的通气管，所述通气管与所述进气孔连通；位于高压电极与接地电极之间的等离子体形成区。

通过下文中参照附图对本公开的实施例所作的描述，本公开的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本实用新型有全面的理解。

附图说明

本实用新型将参照附图来进一步详细说明，其中：

图1是本实用新型的一个实施例的处理气态污染物的等离子体净化装置的示意图；

图2是图1所示的等离子体净化装置的主体部内部的结构的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本公开的实施方式的说明旨在对本公开的总体构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

在一实施例中，等离子体由大量自由电子、高能离子和中性粒子(如分子、原子和自由基)等组成导电性流体。从宏观上来看，等离子体呈现电中性。在等离子体中，大量活性粒子处于激发状态，从而可以为化学反应提供足够高的活化能，使常温下难以发生的化学反应得以进行。在一示例中，等离子体主要通过气体高压放电产生，即在外加电场作用下使气体电离，气相分子在高能离子和活性粒子的作用下化学键断裂进而发生物理化学反应。在一示例中，等离子体技术在常温常压条件下即可产生大量的高能电子、羟基自由基等具有强氧化性的活性粒子，进而与气态污染物反应生成其他易被吸附或降解的无毒或低毒性小分子物质，具有操作简便、净化效率高、能耗低等诸多优点。

根据本公开的总体构思，提供了一种处理气态污染物的等离子体净化装置，包括：主体部，该主体部包括壳体和由壳体限定的反应腔室；位于所述壳体上的用于通入压缩空气的空气孔、用于通入被压缩的气态污染物的进气孔和用于排出气体的出气孔；位于主体部外部的高压电源，包括高压输出端和接地输出端；位于壳体上的、与高压输出端电连接的高压电极；位于壳体上的、与接地输出端电连接的接地电极，所述接地电极与高压电极相对设置；位于主体部内的、并分布在高压电极、接地电极上方和下方的通气管，所述通气管与所述进气孔连通；位于高压电极与接地电极之间的等离子体形成区。

在实施例中，高压电源使得在高压电极和接地电极之间产生强电场，进而在高压电极和接地电极之间形成圆柱形的电弧通道，压缩空气被电弧通道中的电弧击穿产生形成等离子体放电区域(即，等离子体形成区)，在压缩气流的作用下，等离子体形成区处于负压状态。压缩气流中所含的气态污染物被喷射至该等离子体形成区后，由于等离子体形成区的负压状态，气态污染物与等离子体充分混合。等离子体中含有大量的活性自由粒子，依靠这些活性自由粒子的强氧化性，等离子体能够高效率地在常温下与气态污染物发生反应，并将气态污染物反应为二氧化碳和水，从而净化了气体。

在实施例中，如图1所示，等离子体净化装置100包括：主体部10；位于主体部10上的空气孔22、进气孔24和出气孔26；和位于主体部外部的高压电源30。

在实施例中，如图1所示，主体部10包括壳体11和由壳体11限定的反应腔室12。壳体11包括周壁13、与周壁13的顶端相连的顶壁14和与周壁13的底端相连的底壁15。周壁13、顶壁14和底壁15围成反应腔室12，以供气态污染物在其中发生反应。在图1的示例中，主体部10呈筒形，但本领域技术人员清楚的是，本公开的实施例不限制于此，还可以根据需要设置其它形状、例如长方体、正方体、圆锥体等。

在实施例中，空气孔22位于周壁13上，以用于将压缩空气提供至反应腔室12中。在图1的示例中，周壁13上设置有两个相对的空气孔22，以共同向反应腔室12中提供空气。然而，本领域技术人员可以根据需要设置其它数目的空气孔，例如一个、三个或更多。在一示例中，空气孔22位于周壁13的中间部位。当然，本领域技术人员可以根据需要将空气孔设置在周壁13的中间靠上或中间靠下的部位。

在实施例中，进气孔24位于周壁13上并位于空气孔22的上方和下方，以用于将被压缩的气态污染物通入至反应腔室12中。在图1的示例中，周壁13上设置有四个对称分布的进气孔24，以共同向反应腔室12中提供被压缩的气态污染物。然而，本领域技术人员可以根据需要设置其它数目的进气孔，例如一个、两个、三个、五个或更多。而且，本领域技术人员可以根据需要以非对称的方式布置进气孔。

在实施例中，出气孔26位于顶壁14上，以用于排出气体。然而，本领域技术人员清楚的是，还可以将出气孔设置在其它部位上，例如周壁13或底壁15上。

在实施例中，等离子体净化装置100还包括位于主体部10上的高压电极40和接地电极50，如图2所示。

在实施例中，高压电源30为高压电极40和接地电极50提供电场，从而促使空气在电场的作用下电离形成等离子体。在一示例中，高压电源30包括交流高压电源或脉冲高压电源。在一示例中，在所述等离子体净化装置100中，交流高压电源的输出电压为5-25kV(优选地10-20kV，更优选地15kV)，频率为100-300Hz(优选地150-250Hz，更优选地200Hz)，放电功率为200-2000W(优选地500-1500W，更优选地800-1200W)，以产生适当浓度的等离子体。在一示例中，在所述等离子体净化装置100中，脉冲高压电源的输出电压为为5-25kV(优选地10-20kV，更优选地15kV)，输出脉冲频率为200-400脉冲每秒(优选地250-300脉冲每秒)，脉冲持续时间为5-20ns(优选地8-16ns，更优选地10ns)，以便产生适当浓度的等离子体。

在实施例中，高压电源30包括高压输出端32和接地输出端34。在实施例中，高压电极40位于周壁13上，并与高压输出端32电连接。在实施例中，接地电极50位于周壁13上，并与接地输出端34电连接。在一示例中，接地电极50与高压电极40相对设置。

在实施例中，高压电极40和接地电极50的结构可以采用多针-圆筒电极、同轴圆柱电极或线-圆柱电极等。

在实施例中，高压电极40的材料为不锈钢或铜或钨丝。在实施例中，接地电极50的材料为不锈钢或铜或钨丝。

在实施例中，等离子体净化装置100还包括位于主体部10内的通气管60，如图2所示。在实施例中，通气管60设置在高压电极40和接地电极50的上方和下方，并与进气孔24连通，以将被压缩的气态污染物输送至期望的部位。在图2的示例中，等离子体净化装置100包括四个通气管60，分别对称地设置在高压电极40和接地电极50的上方和下方，以有利于提高净化效率。然而本领域技术人员清楚的是，可以设置其它数目的通气管60(例如一个、两个、三个、五个或更多)，只要通气管60的数目与进气孔的数目相同即可。

在实施例中，等离子体净化装置100还包括位于高压电极40与接地电极50之间的等离子体形成区70。在实施例中，高压电源30促使压缩空气在高压电极40和接地电极50之间电离并形成等离子体，在压缩气流(气态污染物)作用下形成椭球形的等离子体形成区70，由此增大等离子体形成区的横截面。而且，等离子体形成区70处于负压状态。被压缩的气态污染物在负压状态下在等离子体形成区70中与等离子体在常温下发生反应，并生成二氧化碳、水等无污染的物质，从而实现了净化目的。

在实施例中，等离子体净化装置100还包括位于顶壁14和底壁15之间的连杆80。在一示例中，连杆80固定在底壁15上，或者固定在底壁15和顶壁14上。在一示例中，可以通过焊接或粘合剂或紧固件来实现所述固定。可替代地，连杆80可移动地设置在底壁15上。

在实施例中，通气管60位于连杆80上以允许调整通气管60的设置角度。优选地，通气管60被调整成朝向等离子体形成区70，以利于提高净化效率。在一示例中，通气管60的一端设置有喷嘴62，以便于准确地控制气态污染物的喷射方向。在一示例中，连杆80可移动地设置在底壁15上，以调节通气管60的位置，进而影响等离子体形成区的形状。

在实施例中，高压电极40和接地电极50也位于连杆80上，以实现紧凑的结构。

在实施例中，等离子体净化装置100还包括位于周壁13上的空气管90。空气管90与空气孔22连通，以便将压缩空气输入至反应腔室12中，进而被电离形成等离子体。在一示例中，如图2所示，等离子体净化装置100包括两个相对布置的空气管90，并且两个空气管90分别与高压电极40和接地电极50并列地布置。当然，本公开的实施例并不限制于此，本领域技术人员还可以根据需要设置其他数目的空气管，或以其他方式布置空气管，只要空气管的数目与空气孔的数目相同且二者连通即可。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种处理气态污染物的等离子体净化装置，其特征在于，所述等离子体净化装置包括：

主体部所述主体部包括壳体和由壳体限定的反应腔室；

位于所述壳体上的用于通入压缩空气的空气孔、用于通入被压缩的气态污染物的进气孔和用于排出气体的出气孔；

位于主体部外部的高压电源，包括高压输出端和接地输出端；

位于壳体上的、与高压输出端电连接的高压电极；

位于壳体上的、与接地输出端电连接的接地电极，所述接地电极与所述高压电极相对设置；

位于主体部内的、并分布在高压电极、接地电极上方和下方的通气管，所述通气管与所述进气孔连通；

位于高压电极与接地电极之间的等离子体形成区。

2.根据权利要求1所述的处理气态污染物的等离子体净化装置，其特征在于，所述主体部的壳体包括周壁、与周壁的顶端相连的顶壁和与周壁的底端相连的底壁，所述周壁、顶壁和底壁围成所述反应腔室。

3.根据权利要求2所述的处理气态污染物的等离子体净化装置，其特征在于，空气孔位于壳体的周壁上，进气孔位于周壁上并位于空气孔的上方和下方，出气孔位于壳体的顶壁上。

4.根据权利要求1所述的处理气态污染物的等离子体净化装置，其特征在于，所述等离子体形成区处理从所述通气管输送的气态污染物时的形状为椭球形。

5.根据权利要求2所述的处理气态污染物的等离子体净化装置，其特征在于，所述等离子体净化装置还包括位于顶壁和底壁之间的连杆，所述通气管位于连杆上并且所述通气管的设置角度是能够调整的，所述高压电极和接地电极也位于连杆上。

6.根据权利要求2所述的处理气态污染物的等离子体净化装置，其特征在于，所述通气管的一端包括喷嘴，所述喷嘴能够通过调整所述通气管的角度使得朝向所述等离子体形成区。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的处理气态污染物的等离子体净化装置，其特征在于，所述高压电极和接地电极的结构采用多针-圆筒电极、同轴圆柱电极或线-圆柱电极。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的处理气态污染物的等离子体净化装置，其特征在于，所述高压电源为交流高压电源或脉冲高压电源。

9.根据权利要求8所述的处理气态污染物的等离子体净化装置，其特征在于，

所述交流高压电源的输出电压为5-25kV，频率为100-300Hz，放电功率为200-2000W；

所述脉冲高压电源的输出电压为5-25kV，输出脉冲频率为200-400脉冲每秒，脉冲持续时间为10ns。

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