CN108339379B - 基于电磁感应耦合双介质低温等离子废气处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废气处理领域，尤其涉及基于电磁感应耦合双介质低温等离子废气处理装置，包括进风口、过滤层、均风层、挡风板、低温等离子体发生器组、电压调节器、出风口，其中低温等离子体发生器组由数个低温等离子体发生器组成，每个低温等离子体发生器又包括壳体、螺线圈、低压放电电极、低压放电电极介质层、高压放电电极介质层、高压放电电极。该装置将低温等离子发生器组垂直于气流方向放置，极大提高了废气在等离子气氛中停留时间，同时利用通电螺线圈产生磁场，通过调节通电螺线圈电压的大小，来调节磁场的强弱，使低温等离子器激发的带电高能离子均匀分布，与废气接触面积更大，废气处理更高效。

Description

基于电磁感应耦合双介质低温等离子废气处理装置
技术领域
本发明属于废气处理领域，尤其涉及基于电磁感应耦合双介质低温等离子废气处理装置。
背景技术
工业废气处理的方法有活性炭吸附法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、等离子法等，其中低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，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。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。
现有技术CN201720149399.9一种低温等离子废气处理装置，包括壳体以及分别设置在所述壳体两端的进气口和出气口，还包括在所述壳体内依次设置的过滤模块、低温等离子反应模块和活性炭纤维过滤模块，其中，
所述低温等离子反应模块包括第一固定板、第二固定板以及间隔设置在所述第一固定板与第二固定板之间的n个低温等离子反应管，所述n个低温等离子反应管贯通所述第一固定板和第二固定板且沿着流体的流动路径延伸，所述n个低温等离子反应管均包括阴极外管、绝缘介质内管和阳极棒，所述阳极棒设置在绝缘介质内管中，所述阴极外管和绝缘介质内管之间设有环形间隙，以经过所述低温等离子反应管的径向截面，所述阳极棒、阴极外管和绝缘介质内管为同心圆结构，所述低温等离子反应模块还包括用于固定所述阳极棒的阳极棒支架，所述阳极棒支架设置在所述第一固定板上，所述阳极棒支架具有n个支撑柱，所述阳极棒均套设于所述n个支撑柱上，所述阳极棒的外壁上，呈螺旋阶梯状均匀分布若干根金属材质的放电绒毛。
上述装置，虽然在一定程度上提高了废气处理效果，但因其低温等离子发生器平行于气流方向，废气在等离子气氛中停留时间较短，不能够充分电离，且等离子空间分布不均匀，势必导致废气处理效果大打折扣。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明提供了基于电磁感应耦合双介质低温等离子废气处理装置，该装置将低温等离子发生器组垂直于气流方向放置，极大提高了废气在等离子气氛中停留时间，同时利用通电螺线圈产生磁场，通过调节通电螺线圈电压的大小，来调节磁场的强弱，使低温等离子器激发的带电高能离子均匀分布，与废气接触面积更大，废气处理更高效。
为实现以上发明目的，本发明提供如下技术方案：
基于电磁感应耦合双介质低温等离子废气处理装置，包括进风口、过滤层、均风层、挡风板、低温等离子体发生器组、电压调节器、出风口，其中低温等离子体发生器组由数个低温等离子体发生器组成，每个低温等离子体发生器又包括壳体、螺线圈、低压放电电极、低压放电电极介质层、高压放电电极介质层、高压放电电极。
进一步地，所述过滤层填充活性炭或其他可吸附气体中固体物质，固定于进风口端。
进一步地，所述低温等离子体发生器是套管状结构，中间有供气体通过的腔道，且数个并联组装，垂直于气流方向放置。
进一步地，所述挡风板位于低温等离子体发生器外的空隙部位、均风层后低温等离子体发生器中间的通风道的前端及出风端侧壁与低温等离子体发生器之间的空隙，用于阻挡气体，使气体由上下侧通过低温等离子体发生器。
进一步地，所述电压调节器包括直流电压调节器和高频电压调节器，其中直流电压调节器连接在螺线圈的两端，高频电压调节器连接在放电电极上。
进一步地，所述螺线圈均匀缠绕于等低温离子体发生器的外部，两端分别结于直流电压调节器的正负极。
进一步地，所述低压放电电极的材质为铜或不锈钢，包裹于低压放电电极介质层外，连于高频电压调节器的负极，同时接地。
进一步地，所述低压放电电极介质层为空心圆管状，材质为石英或陶瓷。
进一步地，所述高压放电电极介质层为空心圆柱状，材质为石英或陶瓷，由固定架固定于低压放电电极介质层空心圆管的中心位置。
进一步地，所述高压放电电极形状可为棒状、线状或锯齿状，材质为铜或钨，置于高压放电电极介质层内，外端连于高频电压调节器的正极。
本发明提供了基于电磁感应耦合双介质低温等离子废气处理装置，其有益效果是：
1.本发明将低温等离子发生器组垂直于气流方向放置，极大提高了废气在等离子气氛中停留时间。
2.本发明通过电磁感应原理，利用通电螺线圈产生磁场，该磁场的强弱可由通电电压的大小进行调节，使低温等离子器激发的带电高能离子分布均匀，与废气接触面积更大，废气处理更高效。
3.本发明将通电螺线圈与低温等离子发生器相结合，利用磁场使低温等离子发生器产生的带电离子分布于整个空间，更大范围地获得更多的等离子，在节能降耗方面起到了重要作用。
4.本发明利用双介质，使高压电极与低压电极间的放电更稳定，同时避免了放电对电极的损害，增加了装置的使用寿命。
5.本发明组装简便，容易操作，占地面积小，无二次污染的隐患。
附图说明
图1是本发明基于电磁感应耦合双介质低温等离子废气处理装置的示意性结构图。
图2是本发明中低温等离子体发生器的示意性结构图。
图中：1.进风口，2.过滤层，3.均风层，4.挡风板，5.低温等离子体发生器，51.高压放电电极，52.高压放电电极介质层，53.低压放电电极介质层，54.低压放电电极，55.壳体，56.螺线圈，6.电压调节器，7.出风口。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1示出了根据本发明一个实施例的基于电磁感应耦合双介质低温等离子废气处理装置的示意图。参见图1、图2，基于电磁感应耦合双介质低温等离子废气处理装置，包括进风口1、过滤层2、均风层3、挡风板4、低温等离子体发生器组、电压调节器6、出风口7，其中低温等离子体发生器组由数个低温等离子体发生器5组成，每个低温等离子体发生器5又包括壳体55、螺线圈56、低压放电电极54、低压放电电极介质层53、高压放电电极介质层52、高压放电电极51。
其中，所述过滤层2填充活性炭或其他可吸附气体中固体物质，固定于进风口1端。
其中，所述低温等离子体发生器5是套管状结构，中间有供气体通过的腔道，且数个并联组装，垂直于气流方向放置。
其中，所述挡风板4位于低温等离子体发生器5外的空隙部位、均风层3后低温等离子体发生器5中间的通风道的前端及出风端侧壁与低温等离子体发生器5之间的空隙，用于阻挡气体，使气体由上下侧通过低温等离子体发生器5。
其中，所述电压调节器6包括直流电压调节器和高频电压调节器，其中直流电压调节器连接在螺线圈56的两端，高频电压调节器连接在放电电极上。
其中，所述螺线圈56均匀缠绕于等低温离子体发生器5的外部，两端分别结于直流电压调节器的正负极。
其中，所述低压放电电极54的材质为铜或不锈钢，包裹于低压放电电极介质层53外，连于高频电压调节器的负极，同时接地。
其中，所述低压放电电极介质层53为空心圆管状，材质为石英或陶瓷。
其中，所述高压放电电极介质层52为空心圆柱状，材质为石英或陶瓷，固定于低压放电电极介质层53空心圆管的中心位置。
其中，所述高压放电电极51形状可为棒状、线状或锯齿状，材质为铜或钨，置于高压放电电极介质层52内，外端连于高频电压调节器的正极。
本发明将低温等离子发生器组垂直于气流方向放置，废气进入装置后，经过过滤层2，废气中的固体物质被吸附下来，通过均流层3 和挡风板4的作用，使废气流向上下侧，通过低温等离子体发生器5 后，进入中间的通风道排出，极大提高了废气在等离子气氛中停留时间，同时利用通电螺线圈产生磁场，通过调节通电螺线圈电压的大小，来调节磁场的强弱，使低温等离子器激发的带电高能离子均匀分布，与废气接触面积更大，废气处理更高效。
附图中描述关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.基于电磁感应耦合双介质低温等离子废气处理装置，其特征在于：包括进风口、过滤层、均风层、挡风板、低温等离子体发生器组、电压调节器、出风口，其中低温等离子体发生器组由数个低温等离子体发生器组成，每个低温等离子体发生器又包括壳体、螺线圈、低压放电电极、低压放电电极介质层、高压放电电极介质层、高压放电电极；
所述过滤层填充活性炭或其他可吸附气体中固体物质，固定于进风口端；
所述低温等离子体发生器是套管状结构，中间有供气体通过的腔道，且数个并联组装，垂直于气流方向放置；
所述挡风板位于低温等离子体发生器外的空隙部位、均风层后低温等离子体发生器中间的通风道的前端及出风端侧壁与低温等离子体发生器之间的空隙，用于阻挡气体，使气体由上下侧通过低温等离子体发生器；
所述电压调节器包括直流电压调节器和高频电压调节器，其中直流电压调节器连接在螺线圈的两端，高频电压调节器连接在放电电极上；
所述螺线圈均匀缠绕于等低温离子体发生器的外部，两端分别结于直流电压调节器的正负极；
所述低压放电电极的材质为铜或不锈钢，包裹于低压放电电极介质层外，连于高频电压调节器的负极，同时接地；
所述低压放电电极介质层为空心圆管状，材质为石英或陶瓷；
所述高压放电电极介质层为空心圆柱状，材质为石英或陶瓷，由固定架固定于低压放电电极介质层空心圆管的中心位置；
所述高压放电电极形状可为棒状、线状或锯齿状，材质为铜或钨，置于高压放电电极介质层内，外端连于高频电压调节器的正极。
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