RU127324U1 - PLASMA CHEMICAL REACTOR FOR AIR CLEANING - Google Patents
PLASMA CHEMICAL REACTOR FOR AIR CLEANING Download PDFInfo
- Publication number
- RU127324U1 RU127324U1 RU2012136959/05U RU2012136959U RU127324U1 RU 127324 U1 RU127324 U1 RU 127324U1 RU 2012136959/05 U RU2012136959/05 U RU 2012136959/05U RU 2012136959 U RU2012136959 U RU 2012136959U RU 127324 U1 RU127324 U1 RU 127324U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- plasma
- discharge
- dielectric
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Abstract
1. Плазмохимический реактор для очистки воздуха, содержащий корпус, внутри которого устанавлены кассеты с высоковольтными газоразрядными элементами, включающими диэлектрическую трубку с закрепленными на ее внутренней и наружной стенках электродами, подключенными к высоковольтному источнику переменного тока и расположенными перпендикулярно потоку очищаемого воздуха, причем наружный электрод выполнен в виде токопроводящей ленты, имеющий V-образное поперечное сечение с зубчатыми краями, намотанной по спирали на внешней поверхности диэлектрика и прижатой к ней токопроводящей спиральной шиной, отличающийся тем, что торцы газоразрядных элементов залиты специальным герметиком, снабженным предохранителем для контроля пробоя диэлектрика, а внутренний электрод газоразрядного элемента выполнен в виде сетчатого цилиндра с сечением ячеек, исключающим электрический разряд на поверхности диэлектрика.2. Плазмохимический реактор по п.1, отличающийся тем, что при рабочем напряжении высоковольтного источника 5-12 кB, размеры ячейки внутреннего электрода газоразрядного элемента равны менее 0,5×0,5 мм.3. Плазмохимический реактор по п.1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя диэлектрическая трубка каждой кассеты выполнены без электродов.1. Plasma-chemical reactor for air purification, comprising a housing, inside which cassettes with high-voltage gas-discharge elements are installed, including a dielectric tube with electrodes fixed to its inner and outer walls, connected to a high-voltage AC source and perpendicular to the stream of cleaned air, and the outer electrode is made in the form of a conductive tape having a V-shaped cross section with serrated edges, wound in a spiral on the outer surface of the di an electrician and a conductive spiral bus pressed to it, characterized in that the ends of the gas-discharge elements are filled with a special sealant equipped with a fuse to control the breakdown of the dielectric, and the internal electrode of the gas-discharge element is made in the form of a mesh cylinder with a cell cross section that excludes electric discharge on the surface of the dielectric. 2. The plasma-chemical reactor according to claim 1, characterized in that when the operating voltage of the high-voltage source is 5-12 kV, the cell dimensions of the internal electrode of the gas-discharge element are less than 0.5 × 0.5 mm. The plasma-chemical reactor according to claim 1, characterized in that the upper and lower dielectric tubes of each cartridge are made without electrodes.
Description
Полезная модель относится к устройствам для получения низкотемпературной неравновесной газоразрядной плазмы и может быть использована в установках очистки воздуха и газов для плазмохимической конверсии вредных, токсичных и дурно пахнущих газов в безвредные и нетоксичные химические соединения в различных отраслях промышленности.The utility model relates to devices for producing low-temperature nonequilibrium gas-discharge plasma and can be used in air and gas purification plants for plasma-chemical conversion of harmful, toxic and foul-smelling gases into harmless and non-toxic chemical compounds in various industries.
Наряду с существующими методами очистки воздуха (газов) от загрязняющих веществ - электростатическими, биологическими, сорбционными, каталитическими, химическими, в последние годы распространение получили плазмокаталитические технологии (ПКТ) очистки воздуха (газов).Along with the existing methods of purifying air (gases) from pollutants - electrostatic, biological, sorption, catalytic, chemical, in recent years, plasma catalytic technologies (FCT) for purifying air (gases) have become widespread.
Плазма представляет собой газ, молекулы которого ионизированы. Плазма состоит из многих компонентов: электроны различных энергий, положительные и отрицательные ионы, нейтральные частицы. К нейтральным частицам относятся как молекулы и атомы в основном состоянии, так и молекулы, атомы, радикалы в возбужденном состоянии. Различают высокотемпературную и низкотемпературную плазмы. В условиях низкотемпературной плазмы физико-химические процессы и реакции протекают в существенно неравновесных условиях, что проявляется по-разному: в значительном превышении средней энергии электронов над средней энергией тяжелых частиц; в неравновесной функции распределения электронов; в разнице поступательной (300К) и колебательной (10 К) температур; в значительно превышающей равновесную степень ионизации газа и т.д. Эти и другие факторы приводят к большим концентрациям частиц в различных квантовых состояниях, что сближает характерные времена физических и химических процессов. В такой ситуации становится невозможным их разделить, а значит описать законами химической кинетики. Поэтому модели плазмохимических процессов носят эмпирический характер и основываются, в основном, на результатах практического применения газоразрядных установок.Plasma is a gas whose molecules are ionized. Plasma consists of many components: electrons of various energies, positive and negative ions, and neutral particles. Neutral particles include both molecules and atoms in the ground state, and molecules, atoms, radicals in an excited state. Distinguish between high and low temperature plasma. In a low-temperature plasma, physicochemical processes and reactions proceed under substantially nonequilibrium conditions, which manifests itself in different ways: in a significant excess of the average electron energy over the average energy of heavy particles; in the nonequilibrium electron distribution function; in the difference between translational (300K) and vibrational (10K) temperatures; significantly exceeding the equilibrium degree of gas ionization, etc. These and other factors lead to large concentrations of particles in various quantum states, which brings together the characteristic times of physical and chemical processes. In such a situation, it becomes impossible to separate them, which means to describe them by the laws of chemical kinetics. Therefore, the models of plasma-chemical processes are empirical in nature and are based mainly on the results of the practical application of gas-discharge installations.
Процесс конверсии вредных веществ происходит по следующему механизму: загрязненный воздух проходит через газоразрядный реактор, в котором происходит разрушение вредных веществ под действием низкотемпературной плазмы и других физико-химических факторов воздействия. А также, в результате этих воздействий происходит возбуждение молекул, атомов и радикалов, что качественно влияет на работу каталитической ступени очистки.The process of conversion of harmful substances occurs according to the following mechanism: polluted air passes through a gas discharge reactor, in which the destruction of harmful substances occurs under the influence of low-temperature plasma and other physicochemical factors. And also, as a result of these effects, molecules, atoms and radicals are excited, which qualitatively affects the operation of the catalytic stage of purification.
Применение плазменно-каталитической технологии очистки воздуха от вредных газообразных веществ осуществляется оборудованием, основанном на трехступенчатой обработке газо-воздушной смеси (ГВС). Первая ступень - противопылевая, вторая - плазмохимическая, где происходит разрушение, окисление молекул газов, бомбардировка быстрыми электронами, энергетический разрыв молекулярных связей, образование нестабильных комплексов и радикалов. Третья - каталитическая, где происходит глубокое окисление, разрушение и стабилизация простых молекулярных форм. Конструкции плазменно-каталитических газоочистных установок (ПКГОУ) различны, несмотря на одинаковость технологического процесса.The use of plasma-catalytic technology for purifying air from harmful gaseous substances is carried out by equipment based on a three-stage processing of a gas-air mixture (DHW). The first stage is antidust, the second is plasma-chemical, where the destruction, oxidation of gas molecules, bombardment by fast electrons, energy breakdown of molecular bonds, the formation of unstable complexes and radicals occur. The third is catalytic, where deep oxidation, destruction and stabilization of simple molecular forms takes place. The designs of plasma-catalytic gas treatment plants (PKGOU) are different, despite the identical technological process.
Известна установка для плазмокаталитической стерилизации и очистки воздуха, включающая корпус, имеющий входной и выходной каналы, последовательно расположенные между ними блок питания, газоразрядный узел, выполненный в виде плазмогенератора, каталитическую секцию, перед газоразрядным узлом установлен вентилятор с блоком управления, причем газоразрядный узел имеет изолирующую кассету с набором пластин из высокопористого ячеистого материала, диэлектрика и электропроводящей пластины, при этом каталитическая секция содержит теплогазоизолирующую перегородку, тепловые нагревательные элементы, закрепленные на каталитических блоках секции, выполненных из высокопористого ячеистого металла, и каталитические блоки из высокопористых ячеистых материалов. (Установка для плазмокаталитической очистки воздуха «Плазкат-АЭРО» Интернет: URL:http//_batai.php) и Патент РФ №2297874, опубликованный, 27.04.2007 г).A known installation for plasma-catalytic sterilization and air purification, comprising a housing having an input and output channels, a power supply unit sequentially located between them, a gas discharge unit made in the form of a plasma generator, a catalytic section, a fan with a control unit is installed in front of the gas discharge unit, the gas discharge unit having an insulating unit cassette with a set of plates of highly porous cellular material, a dielectric and a conductive plate, while the catalytic section contains heat gas an insulating wall, thermal heating elements fixed on the catalyst units sections made of high-porosity porous metal, and the catalyst units of highly porous cellular materials. (Plazkat-AERO installation for plasma-catalytic air purification Internet: URL: http // _ batai.php) and RF Patent No. 2297874, published on April 27, 2007).
К недостаткам известного технического решения следует отнести то, что поступающие в газоразрядный узел газы, пройдя слой высокопористого ячеистого материала, после плазмохимической реакции в зоне плазменного разряда отражаются от диэлектрической пластины и смешиваются с вновь поступающим газом, а значительная часть газового потока вообще не достигает зоны плазменного разряда, обтекая газоразрядный узел, что снижает эффективность плазмохимической обработки газа и производительность установки.The disadvantages of the known technical solution include the fact that the gases entering the gas discharge unit, having passed through a layer of highly porous cellular material, are reflected from the dielectric plate after plasma-chemical reaction in the plasma discharge zone and mix with the newly introduced gas, and a significant part of the gas stream does not reach the plasma zone at all discharge, flowing around a gas-discharge unit, which reduces the efficiency of plasma-chemical gas treatment and plant productivity.
Известен плазмохимический реактор щелевого типа для технологической очистки воздуха, разработанный ЗАО «МЭЛП». Он может быть использован также в качестве одной из ступеней установок очистки воздуха от органических загрязнений. Газоразрядный узел представляет собой решетку из параллельно расположенных трубчатых электродов. Газоразрядные элементы выполнены из кварцевых трубок с внешнем диаметром 3,2 мм и внутренним диаметром 1,3 мм, в которые плотно вставлены токоподводы из нержавеющей проволоки.Known plasmochemical slot type reactor for technological air purification, developed by ZAO "MELP". It can also be used as one of the stages of air purification from organic pollution. The gas discharge unit is a lattice of parallel tubular electrodes. Gas discharge elements are made of quartz tubes with an outer diameter of 3.2 mm and an inner diameter of 1.3 mm, into which current leads from stainless steel are tightly inserted.
Конструктивно решетка из электродов может быть плоской или зигзагообразный, однорядной или двухрядной, тогда электроды располагаются в шахматном порядке. Электроды разной полярности (высоковольтный и низковольтный чередуются в реакторе с шагом 4,5 мм. Токоподводы высоковольтных и низковольных электродов направлены в разные стороны и подключены к соответствующему общему коллектору. (Варгаузин А.А., Кручинин А.А. и др. «Плазмохимический реактор щелевого типа и его применение в технологиях очистки воздуха», ЗАО «МПЭЛ», Санкт-Петербург, 2009 г.).Structurally, the array of electrodes can be flat or zigzag, single or double row, then the electrodes are staggered. Electrodes of different polarity (high-voltage and low-voltage are alternated in the reactor with a pitch of 4.5 mm. The current leads of the high-voltage and low-voltage electrodes are directed in different directions and connected to the corresponding common collector. (Vargauzin AA, Kruchinin AA, etc. “Plasma-chemical slotted type reactor and its application in air purification technologies ”, MPEL CJSC, St. Petersburg, 2009).
В результате химических реакций, протекающих в газовом разряде, воздушный поток, пропускаемый через реактор в направлении перпендикулярном газоразрядным элементам, обогащается активными частицами (озоном, атомарным кислородом, ОН - радикалами), обладающими очень высокой окислительной способностью. Молекулы органических соединений, присутствующие в воздушном потоке, подвергаются деструкции и окислению как непосредственно в зоне разряда, где помимо взаимодействия с активными частицами они могут быть разрушены электронным ударом, так и на выходе реактора.As a result of chemical reactions occurring in a gas discharge, the air flow passing through the reactor in the direction perpendicular to the gas discharge elements is enriched in active particles (ozone, atomic oxygen, OH - radicals), which have a very high oxidizing ability. Molecules of organic compounds present in the air stream undergo destruction and oxidation both directly in the discharge zone, where, in addition to interacting with active particles, they can be destroyed by electron impact and at the outlet of the reactor.
Недостатком этого реактора является ограниченность его применения, т.к. фиксированная величина шага между газоразрядными элементами не позволяет использовать их для широкого спектра производительности по воздуху и электрической энергии выделяющейся в объеме воздуха.The disadvantage of this reactor is its limited use, because a fixed step size between gas-discharge elements does not allow using them for a wide range of air productivity and electric energy released in the air volume.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является установка сорбционно-плазмо-каталитической очистки газов "СТОПКР", которая предназначена для очистки воздуха от органических веществ: предельных, непредельных, ароматических углеводородов и др., а также неорганических веществ: NH3, H2S, SO2, NOx, СО и др. (ТУ 3646-004-83782690-2009, ООО «Воздухоочистка», С-Петербург, 2009 г).The closest technical solution to the claimed utility model is the STOPKR sorption-plasma-catalytic gas purification unit, which is designed to purify air from organic substances: saturated, unsaturated, aromatic hydrocarbons, etc., as well as inorganic substances: NH3, H2S, SO2 , NOx, СО, etc. (TU 3646-004-83782690-2009, LLC "Air Purification", St. Petersburg, 2009).
Установка включает три основных блоков: предварительный блок грубой очистки, плазмохимический реактор и каталитический реактор.The installation includes three main blocks: a preliminary rough block, a plasma-chemical reactor, and a catalytic reactor.
Плазмохимический реактор представляет собой металлический воздуховод, внутрь которого устанавливаются кассеты с высоковольтными газоразрядными элементами, кассеты электрически соединены с высоковольтными трансформаторами, которые расположены в специальных электрических шкафах, находящихся в нижней части корпуса или в верхней, либо вынесены. Газоразрядные элементы расположены в кассете в один ряд или в шахматном порядке перпендикулярно движущемуся загрязненному воздуху.The plasma-chemical reactor is a metal duct, inside of which cassettes with high-voltage gas-discharge elements are installed, the cassettes are electrically connected to high-voltage transformers, which are located in special electrical cabinets located in the lower part of the housing or in the upper one, or removed. The gas discharge elements are arranged in a cassette in one row or in a checkerboard pattern perpendicular to the moving polluted air.
Высоковольтные газоразрядные элементы могут быть выполнены аналогично описанным в патентах РФ №2066292 (опубл. 10.09.1996 г) на изобретение «Озонатор» или в полезной модели №72475 (опубл. 20.04.2008 г.) «Плазмообразующий элемент и плазмохимический реактор», причем первое техническое решение является прототипом второго.High-voltage gas-discharge elements can be performed similarly as described in RF patents No. 2066292 (publ. September 10, 1996) for the invention "Ozonator" or in utility model No. 72475 (publ. April 20, 2008) "Plasma-forming element and plasma-chemical reactor", moreover The first technical solution is a prototype of the second.
Предлагаемый газоразрядный элемент (плазмообразующий элемент) выполнен в виде цилиндрического диэлектрического баллона (трубки), заполненного электропроводящим газом, и двух электродов, один из которых пропущен через стенку баллона для контакта с электропроводящим газом, а другой электрод выполнен в виде токопроводящей ленты V-образного поперечного сечения с зубчатыми краями, намотанной по спирали на внешней поверхности баллона и прижатой к ней токопроводящей спиральной шиной. Зубчатые края ленты могут быть наклонены к поверхности баллона под углом 3-60°. Расстояние между остриями зубцов и поверхностью баллона может составлять 0,5-10,0 мм. Спирали электродов, выполняющие роль основы электродов, могут быть выполнены из различных материалов: алюминий, медь, хром, никель. Образованные таким образом из поперечных краевых проволочных нитей многочисленные тонкие иглы поднимаются над поверхностью диэлектрической трубки на высоту до 3 мм.The proposed gas-discharge element (plasma-forming element) is made in the form of a cylindrical dielectric cylinder (tube) filled with an electrically conductive gas, and two electrodes, one of which is passed through the wall of the cylinder to contact the electrically conductive gas, and the other electrode is made in the form of a conductive tape V-shaped transverse sections with serrated edges, wound in a spiral on the outer surface of the container and pressed against it by a conductive spiral bus. The serrated edges of the tape can be tilted to the surface of the cylinder at an angle of 3-60 °. The distance between the tips of the teeth and the surface of the cylinder may be 0.5-10.0 mm Spirals of electrodes, acting as the basis of electrodes, can be made of various materials: aluminum, copper, chromium, nickel. Numerous thin needles formed in this way from transverse edge wire threads rise above the surface of the dielectric tube to a height of 3 mm.
Газоразрядные элементы, закрепляются в металлическом корпусе, образуя кассету, причем в торцевой части корпус заземлен. Количество кассет в плазмохимическом реакторе зависит от мощности установки, а количество газоразрядных элементов в кассете может быть до 42.Gas discharge elements are fixed in a metal casing, forming a cassette, and in the end part of the casing is grounded. The number of cassettes in the plasma chemical reactor depends on the capacity of the installation, and the number of gas discharge elements in the cassette can be up to 42.
Работа установки осуществляется следующим образом. Загрязненный воздух, отбираемый вытяжной вентсистемой, содержащий газообразные загрязнители органической и неорганической природы, проходит предварительную очистку от пыли и взвешенных частиц и поступает на очистку в кассеты плазмохимического реактора. Газоразрядные элементы кассет вырабатывает низкотемпературную плазму барьерного и стриммерного разрядов. Продукты высоковольтного электрического разряда (озон, атомарный кислород, возбужденный молекулярный кислород, гидроксильные группы и ионы) имеют большую окислительную способность, что обеспечивает высокую эффективность газоочистки. Газообразные загрязнители, проходя зону высоковольтного разряда и взаимодействуя с продуктами электросинтеза, разрушаются и переходят в менее вредные и безвредные соединения, вплоть до СО2 и Н2О по схеме (согласно уравнениям химических реакций):The installation is as follows. The polluted air taken by the exhaust ventilation system, containing gaseous pollutants of organic and inorganic nature, undergoes preliminary cleaning from dust and suspended particles and enters the cassettes of the plasma chemical reactor for cleaning. Gas discharge elements of the cassettes produce low-temperature plasma barrier and streamer discharges. The products of a high-voltage electric discharge (ozone, atomic oxygen, excited molecular oxygen, hydroxyl groups and ions) have a large oxidizing ability, which ensures high efficiency of gas purification. Gaseous pollutants, passing through the high-voltage discharge zone and interacting with the products of electrosynthesis, are destroyed and turn into less harmful and harmless compounds, up to СО 2 and Н 2 О according to the scheme (according to the equations of chemical reactions):
Глубина конверсии (очистки) зависит от величины удельной энергии, выделяющейся в зоне реакции, а также аэродинамических и физических параметров проходящего очистку газа. После плазмохимического реактора воздух подвергается финишной тонкой очистке в каталитическом реакторе. Синтезируемый в газовом разряде плазмохимического реактора озон попадает на катализатор, где сразу разрушается на активный атомарный и молекулярный кислород. Остатки загрязняющих веществ, не уничтоженных в плазмохимическом реакторе, разрушаются на катализаторе благодаря интенсивной реакции с кислородом. После реактора очищенный воздух выбрасывается в атмосферу вентиляционными установками.The depth of conversion (purification) depends on the specific energy released in the reaction zone, as well as the aerodynamic and physical parameters of the gas being purified. After the plasma chemical reactor, the air undergoes final fine cleaning in a catalytic reactor. The ozone synthesized in the gas discharge of the plasma chemical reactor falls on the catalyst, where it is immediately destroyed by active atomic and molecular oxygen. Residues of contaminants not destroyed in the plasma-chemical reactor are destroyed on the catalyst due to the intense reaction with oxygen. After the reactor, purified air is emitted into the atmosphere by ventilation units.
Недостатки плазмохимического реактора-прототипа обусловлены следующим. В устройстве прототипе используется в качестве внутреннего электрода газоразрядного элемента электропроводящий газ, давление которого в колбе со временем падает и этот элемент требует замены. Кроме того, на ионизацию электропроводящего газа требуется дополнительная энергия. Контроль за работоспособностью газоразрядных элементов отсутствует, однако при пробое более 10% газоразрядных элементов, входящих в кассету ее необходимо заменять, т.к. снижается эффективность очистки воздуха от вредных примесей, поэтому плазмохимический реактор необходимо разбирать для удаления вышедшего из строя элемента. В результате снижается производительность плазмохимического реактора.The disadvantages of the plasma chemical prototype reactor are due to the following. In the prototype device, an electrically conductive gas is used as the internal electrode of the gas-discharge element, the pressure of which in the bulb decreases with time and this element requires replacement. In addition, the ionization of an electrically conductive gas requires additional energy. There is no control over the operability of gas-discharge elements, however, during breakdown of more than 10% of gas-discharge elements included in the cartridge, it must be replaced, because the efficiency of air purification from harmful impurities is reduced, therefore, the plasma-chemical reactor must be disassembled to remove the failed element. As a result, the productivity of the plasma chemical reactor decreases.
Задачей заявляемого в качестве полезной модели технического решения является устранение указанных недостатков плазмохимического реактора для очистки воздуха от вредных примесей путем создания более надежной конструкции газоразрядного элемента, снабженного средствами контроля его работоспособности и обеспечивающего получение неравновесной низкотемпературной плазмы в приповерхностном слое диэлектрика в скользящем барьерном разряде.The objective of the claimed technical solution as a useful model is to eliminate the indicated drawbacks of a plasma chemical reactor for purifying air from harmful impurities by creating a more reliable design of a gas-discharge element equipped with means for monitoring its operability and providing a nonequilibrium low-temperature plasma in a near-surface dielectric layer in a sliding barrier discharge.
Технический результат достигается за счет того, что в плазмохимический реактор для очистки воздуха, содержащий корпус, внутри которого установлены кассеты с высоковольтными газоразрядными элементами, включающими диэлектрическую трубку с закрепленными на ее внутренней и наружной стенках электродами, подключенными к высоковольтному источнику переменного тока и расположенными перпендикулярно потоку очищаемого воздуха, причем наружный электрод выполнен в виде токопроводящей ленты, имеющий V-образную поперечное сечение с зубчатыми краями, намотанной по спирали на внешней поверхности диэлектрика и прижатой к ней токопроводящей спиральной шиной, внесены изменения и дополнения, а именно:The technical result is achieved due to the fact that in a plasma-chemical reactor for air purification, containing a housing, inside which are installed cassettes with high-voltage gas-discharge elements, including a dielectric tube with electrodes fixed to its inner and outer walls, connected to a high-voltage AC source and located perpendicular to the flow cleaned air, and the outer electrode is made in the form of a conductive tape having a V-shaped cross section with serrated edges The holes, wound in a spiral on the outer surface of the dielectric and pressed against it by a conductive spiral bus, are amended and supplemented, namely:
- торцы газоразрядных элементов залиты специальным герметиком, снабженным предохранителем для контроля пробоя диэлектрика;- the ends of the gas discharge elements are filled with a special sealant equipped with a fuse to control the breakdown of the dielectric;
- внутренний электрод газоразрядного элемента выполнен в виде сетчатого цилиндра с сечением ячеек, исключающим электрический разряд внутри диэлектрика.- the internal electrode of the gas discharge element is made in the form of a mesh cylinder with a cell cross-section, eliminating the electrical discharge inside the dielectric.
Кроме того, при рабочем напряжении высоковольтного источника 5-12 KB, размеры ячейки внутреннего электрода газоразрядного элемента равны или менее 0,5∗0,5 мм.In addition, when the operating voltage of the high-voltage source is 5-12 KB, the cell dimensions of the internal electrode of the gas-discharge element are equal to or less than 0.5 * 0.5 mm.
Для исключения попадания электрического заряда на корпус кассеты верхняя и нижняя диэлектирические трубки выполнены без электродов.To prevent electric charge from entering the cassette body, the upper and lower dielectric tubes are made without electrodes.
При закрытых герметиком торцах диэлектрика газоразрядного элемента исключается электрический разряд внутри него и позволяется промывка газоразрядного элемента водой с последующей сушкой в самом плазмохимическом реакторе, а наличие вставленного в него предохранителя, выполненного в виде проволочки, позволяет зафиксировать пробой, в случае неисправности материала диэлектрика, т.к. предохранитель при пробое сгорает, что позволяет легко определить неисправный газоразрядный элемент и осуществить его замену.When the ends of the dielectric of the gas-discharge element are closed with a sealant, the electric discharge inside it is eliminated and the gas-discharge element is flushed with water and then dried in the plasma chemical reactor itself, and the presence of a fuse inserted in it, made in the form of a wire, allows you to fix the breakdown in the event of a malfunction of the dielectric material, to. the breakdown fuse blows, which makes it easy to identify a faulty gas discharge element and replace it.
Выполнение внутреннего электрода в виде проволочного сетчатого цилиндра, обладающего хорошей упругостью позволяет обеспечить надежный контакт его с внутренней поверхностью диэлектрика и обеспечить оптимальное растекание электрического разряда на внешней поверхности диэлектрика. На этот параметр влияет также размер ячеек сетки внутреннего электрода.The implementation of the inner electrode in the form of a wire mesh cylinder having good elasticity allows for reliable contact with the inner surface of the dielectric and optimal spreading of the electric discharge on the outer surface of the dielectric. This parameter is also affected by the mesh size of the inner electrode.
На основании исследований было установлено, что при рабочем напряжении высоковольтного трансформатора 5-12 KB, которое наиболее часто используется, оптимальный размер ячейки сетки составляет не более 0,5∗0,5 мм. В этом случае достигается растекание электрического заряда на внешней поверхности диэлектрика равным примерно 5 мм, поэтому оптимальный шаг спиральной намотки наружного электрода выбирают равным удвоенному значению, т.е. 10 мм.Based on the studies, it was found that at the operating voltage of the high-voltage transformer 5-12 KB, which is most often used, the optimal mesh cell size is not more than 0.5 * 0.5 mm. In this case, the spreading of the electric charge on the outer surface of the dielectric is approximately 5 mm; therefore, the optimal pitch of the spiral winding of the outer electrode is chosen to be doubled, i.e. 10 mm.
Для лучшего понимания сущности полезной модели, она иллюстрируется следующими рисунками: на фиг.1 показан общий вид установки «СТОПКР»; на фиг.2 представлена конструкция кассеты с газоразрядными элементами; на фиг.3 приведен газоразрядный элемент.For a better understanding of the essence of the utility model, it is illustrated by the following figures: figure 1 shows a General view of the installation "STOPKR"; figure 2 presents the design of the cartridge with gas discharge elements; figure 3 shows the discharge element.
Из фиг.1 видно, что установка состоит из блока 1 предварительной очистки - пылевой фильтр, блока 2 - плазмохимического реактора, блока 3 - каталитический реактор и блока 4, в котором размещены источники питания и система управления работой установки. На этой фигуре для лучшего понимания конструкции плазмохимического реактора выполнен вырыв и видны кассеты 5.Figure 1 shows that the installation consists of a
На фиг.2. показана конструкция кассеты 5 с газоразрядными элементами, которые расположены в один ряд, при большем количестве рядов они располагаются в шахматном порядке. Корпус 5 кассеты выполнен из металлического профиля П-образного вида, газоразрядный (плазмообразующий) элемент 6, диэлетрическая трубка 7 (без электродов), герметик 8, выполняющий роль пробки, высоковольтные кабели 9 и 10, муфты их ввода 11, шины высовольтных вводов 12 и 13, защитный предохранитель 14, соединенный с одной из высоковольтных шин, между газоразрядными элементами установлены диэлектрические вставки 15, ручка корпуса кассеты 16.In figure 2. shows the design of the
На фиг.3 показана конструкция газоразрядного элемента 6, который содержит диэлектрическую трубку 7, внутренний электрод 17 выполненный в виде цилиндрической сетки с размерами ячеек не более 0,5∗0,5 и диаметром, равным внутреннему диаметру диэлектрической трубки 7, внешний электрод 18, выполненный из токопроводящей ленты, имеющий V-образное поперечное сечение с зубчатыми краями, намотанной по спирали и прижатой к ней токопроводящей шиной.Figure 3 shows the design of the gas-discharge element 6, which contains a
Работа установки осуществляется следующим образом. Воздух, содержащий органические и неорганические компоненты под действием вентилятора сначала проходит обеспыливание в пылевом фильтре, затем поступает в плазмохимический реактор, где контактирует с поверхностью газоразрядных элементов. На диэлектрической поверхности газоразрядного элемента происходят высоковольтные разряды, продукты которых взаимодействуют с вредными газообразными веществами. Газообразные загрязнители, проходя зону высоковольтного разряда и взаимодействуя с продуктами электросинтеза, разрушаются и переходят в менее вредные и безвредные соединения. Конструктивное выполнение газоразрядного разрядного элемента позволяет обеспечить растекание заряда по внешней поверхности диэлектрической трубки, а оптимальный выбор шага намотки ленты обеспечивает эффективную очистку газа по всему объему кассеты. Степень очистки зависит от величины удельной энергии, выделяющейся в зоне реакции. После плазмохимического реактора воздух подвергается финишной тонкой очистке в каталитическом реакторе.The installation is as follows. Air containing organic and inorganic components under the action of a fan first passes dedusting in a dust filter, then enters a plasma-chemical reactor, where it contacts the surface of gas-discharge elements. High-voltage discharges occur on the dielectric surface of the gas-discharge element, the products of which interact with harmful gaseous substances. Gaseous pollutants passing through the zone of high-voltage discharge and interacting with the products of electrosynthesis are destroyed and turn into less harmful and harmless compounds. The design of the gas-discharge discharge element allows to ensure the spreading of the charge on the outer surface of the dielectric tube, and the optimal choice of the step of winding the tape provides effective gas purification throughout the volume of the cartridge. The degree of purification depends on the specific energy released in the reaction zone. After the plasma chemical reactor, the air undergoes final fine cleaning in a catalytic reactor.
Преимущества предлагаемого устройства заключаются в том, что повышена конструктивная надежность газоразрядного элемента, облегчение обслуживания установки, т.к. позволяет визуально выявить неработоспособные газоразрядные элементы, а также осуществить их промывку не вынимая из кассет. Обеспечение растекания заряда по поверхности диэлектрика позволяет повысить эффективность очистки газа. В настоящее время установка «СТОПКР», оснащенная новыми газоразрядными элементами проходит опытно-промышленные испытания, после которых будет осуществляться замена старых газоразрядных элементов.The advantages of the proposed device are that the structural reliability of the gas discharge element is improved, the installation is easier to maintain, because allows you to visually identify inoperative discharge elements, as well as to carry out their washing without removing from cassettes. Ensuring the spreading of the charge on the surface of the dielectric improves the efficiency of gas purification. At present, the STOPKR installation, equipped with new gas-discharge elements, is undergoing pilot tests, after which old gas-discharge elements will be replaced.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012136959/05U RU127324U1 (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | PLASMA CHEMICAL REACTOR FOR AIR CLEANING |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012136959/05U RU127324U1 (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | PLASMA CHEMICAL REACTOR FOR AIR CLEANING |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU127324U1 true RU127324U1 (en) | 2013-04-27 |
Family
ID=49154098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012136959/05U RU127324U1 (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | PLASMA CHEMICAL REACTOR FOR AIR CLEANING |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU127324U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2711203C2 (en) * | 2015-06-09 | 2020-01-15 | Ридель Фильтртехник ГмбХ | Air filtration and disinfection system by means of plasma injection |
| RU203298U1 (en) * | 2020-12-22 | 2021-03-30 | Александр Михайлович Панин | Air purifier |
-
2012
- 2012-08-29 RU RU2012136959/05U patent/RU127324U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2711203C2 (en) * | 2015-06-09 | 2020-01-15 | Ридель Фильтртехник ГмбХ | Air filtration and disinfection system by means of plasma injection |
| RU203298U1 (en) * | 2020-12-22 | 2021-03-30 | Александр Михайлович Панин | Air purifier |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8361402B2 (en) | Apparatus for air purification and disinfection | |
| Ma et al. | Study of SO2 removal using non-thermal plasma induced by dielectric barrier discharge (DBD) | |
| JP4718344B2 (en) | Air purification apparatus and air purification method using the same | |
| US20080056934A1 (en) | Diffusive plasma air treatment and material processing | |
| KR20140009922A (en) | Dielectric barrier discharge type electrode assembly having a conductor protrusion | |
| US6451252B1 (en) | Odor removal system and method having ozone and non-thermal plasma treatment | |
| CN103143245A (en) | Louver type large-area cold plasma exhaust gas processing device | |
| CN102935326A (en) | Array-type narrow-gap coaxial streamer discharge reactor for gaseous pollutant pretreatment | |
| US9381267B2 (en) | Apparatus for air purification and disinfection | |
| RU127324U1 (en) | PLASMA CHEMICAL REACTOR FOR AIR CLEANING | |
| CN108325351B (en) | Electromagnetic induction coupling double-medium low-temperature plasma gas purification device | |
| KR102109360B1 (en) | High Efficiency Plasma Odor Remover | |
| RU170798U1 (en) | Gas converter cell plasma discharge | |
| DE102005056726A1 (en) | Purification of oxygen-containing gases contaminated with organic particulates, e.g. bacteria, pollen,or odors, comprises treatment with cold plasma of free radicals and oxidizing molecules produced by silent electric discharge | |
| CN103127810A (en) | Inhomogeneous field strength plasma waste gas processing apparatus and processing system thereof | |
| CN203108410U (en) | Processing device and processing system for nonuniform field intensity plasma waste gas | |
| KR100472751B1 (en) | Mixture and one-body type purification apparatus with dielectric barrier structure | |
| CN103111168A (en) | Large-air-volume low-concentration plasma exhaust gas treatment device | |
| KR101174137B1 (en) | A device treating air pollutants with plasma | |
| PL211631B1 (en) | Method and the device for removal of bad-smelling compounds during the asphalt production | |
| RU78786U1 (en) | GAS DISCHARGE ELEMENT | |
| JP2005246353A (en) | Gas reforming apparatus | |
| CN220818009U (en) | Air purification module and air purification device | |
| RU203298U1 (en) | Air purifier | |
| AU2012201738A1 (en) | Apparatus for air purification and disinfection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130830 |