(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108671713 A(43)申请公布日 2018.10.19
(21)申请号 201810894306.4(22)申请日 2018.08.08
(71)申请人 深圳市奥普斯等离子体科技有限公
司
地址 518118 广东省深圳市龙岗区宝龙街
道宝龙社区宝龙四路2号安博科技宝龙厂区3号厂房1楼(72)发明人 王红卫 李绪军 周勇 (74)专利代理机构 北京卓恒知识产权代理事务
所(特殊普通合伙) 11394
代理人 高新升(51)Int.Cl.
B01D 53/32(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图2页
(54)发明名称
一种低温等离子废气处理发生器
(57)摘要
本发明涉及一种低温等离子废气处理发生器，包括壳体、脚架和低温等离子发生器，所述低温等离子发生器包括金属化的放电电极管、正极输入电极板、负极输入电极板、支撑柱、输电电极管，所述金属化的放电电极管包括正极放电电极管、负极放电电极管，所述金属化的放电电极管由表面金属层和绝缘管组成，所述金属化的放电电极管呈阵列方式设置。所述低温等离子发生器通过在金属化的放电电极管的管内输入冷却液来实施冷却。本发明在其进气和出气管道上设置了清洗装置能显著降低低温等离子废气处理发生器更换次数，节省成本。本发明能避免低温等离子废气处理发生器净化废气过程中超温，而造成爆炸事故；并且能提高有效放电面积。
CN 108671713 ACN 108671713 A
权 利 要 求 书
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1.一种低温等离子废气处理发生器，包括壳体(1)、脚架(2)和低温等离子发生器(3)，其特征在于，所述低温等离子发生器(3)包括金属化的放电电极管(7)、正极输入电极板(6)、负极输入电极板(8)、支撑柱(10)、输电电极管；
所述金属化的放电电极管(7)由表面金属层和绝缘管(13)组成，所述金属化的放电电极管(7)分为正极放电电极管、负极放电电极管，所述正极放电电极管和负极放电电极管在所述正极输入电极板(6)和负极输入电极板(8)之间呈阵列方式排列；
所述低温等离子发生器(3)通过在金属化的放电电极管(7)内输入冷却液来实施冷却。2.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气处理发生器，其特征在于，所述绝缘管(13)为氧化铝陶瓷管、氮化硅陶瓷管、氮化铝陶瓷管、碳化硅陶瓷管，石英玻璃管中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气处理发生器，其特征在于，所述表面金属层附着于所述绝缘管(13)的内壁，所述表面金属层在所述绝缘管(13)内壁金属化至任一端面，并且由此端面延伸至外壁5-20mm，将此端面作为电极输入接口，所述表面金属层在所述绝缘管(13)内壁延伸至距另一端面10-50mm位置处。
4.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气处理发生器，其特征在于，所述表面金属层由钨、钼、镍、钌、钯、银中的一种或其复合物的金属浆料，通过刷涂或喷涂与绝缘管(13)表面结合后高温烧制而成，所述表面金属层厚度5-100μm。
5.根据权利要求3所述的一种低温等离子废气处理发生器，其特征在于，所述金属化的放电电极管(7)为多个，一部分所述金属化的放电电极管(7)的电极输入接口与正极输入电极板(6)相连接，构成所述正极放电电极管；另一部分所述金属化的放电电极管(7)的电极输入接口与负极输入电极板(8)相连接，构成所述负极放电电极管；所述正极放电电极管和所述负极放电电极管纵向和横向均间隔布置，相邻所述正极放电电极管和所述负极放电电极管间距1-8mm。
6.根据权利要求5所述的一种低温等离子废气处理发生器，其特征在于，所述正极输入电极板(6)和所述负极输入电极板(8)分别连接高压高频电源的正、负输入电极，所述高压高频电源的电源频率为10-80kHz，电源电压为3-10kV。
7.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气处理发生器，其特征在于，所述冷却液为绝缘液体。
8.根据权利要求3所述的一种低温等离子废气处理发生器，其特征在于，所述电极输入接口与正极输入电极板(6)和负极输入电极板(8)的连接方式为焊接或者嵌套，所述输电电极管与正极输入电极板(6)和负极输入电极板(8)的连接方式为螺纹、承插、嵌套或焊接。
9.根据权利要求1所述的一种低温等离子废气处理发生器，其特征在于，所述低温等离子废气处理发生器的前后通气管道上分别设置有三通式分流阀，用于通入有机废气和清洗液。
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说 明 书
一种低温等离子废气处理发生器
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技术领域
[0001]本发明属于环境技术和废气处理、等离子技术应用领域，具体涉及一种低温等离子废气处理发生器。
背景技术
[0002]在21世纪，我们化学品的生产规模和品种的扩大极为迅速，化学品在人类的生活中占据了重要的地位。但是与此同时，少数的化学品也给人类的生存环境和人体健康带来了严重的危害，这其中就包括了有机废气污染物对空气环境的危害。[0003]等离子废气处理相较于传统的废气处理方法，如吸附法、冷凝法、燃烧法、生物法，具有明显的优点：
[0004]1)可在常温常压下操作，即开即用；[0005]2)对大部分有机废气污染物而言，处理后的产物为CO2和H2O，没有其他的中间产物，避免了再生污染的问题；
[0006]3)运行的费用相对来说较低，客户更容易接受；[0007]4)工艺比较简单，运行过程的管理相对方便。
[0008]在常压下产生低温等离子的原理有电晕放电和介质阻挡放电。电晕放电采用尖端放电方式，此种放电方式极有可能引发废气爆炸，不适合于工业废气处理。业内采用的等离子产生方式已逐渐转为介质阻挡放电，但是有些介质阻挡放电因为电极设计的不合理和没有冷却，导致局部温度过高，长期运行达到燃点，容易引发废气燃烧爆炸。[0009]例如专利CN201010280645所示为石英玻璃管内嵌金属管共同组成的矩阵式介质阻挡放电单元，电极和介质都没有直接的冷却，仍然有可能会出现局部温度过高；专利CN201210055932是放电管与喷淋管冲洗管耦合，但是这使废气湿度特别高，对废气处理效果有影响，放电过程中也无法冷却电极；还有CN201610665910和CN201410585683都是蜂窝状的管套管的结构，这种在电压低时，间距小，流量受到限制，电压高时，流量虽可增加，但由于放电间距增加，又没有直接冷却，安全系数低。[0010]因此，发明一种安全、高效率、低成本、无再生污染的低温等离子废气处理发生器尤为必要和急迫。
发明内容
[0011]为了克服现有技术缺陷，防止废气处理过程中低温等离子发生器超温，保证废气处理过程安全和高效，并且减少了待处理废气对电极管的污染。为此本发明所提供如下技术方案：
[0012]一种低温等离子废气处理发生器，包括壳体、脚架和低温等离子发生器，其特征在于，所述低温等离子发生器包括金属化的放电电极管、正极输入电极板、负极输入电极板、支撑柱、输电电极管；
[0013]所述金属化的放电电极管由表面金属层和绝缘管组成，所述金属化的放电电极管
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说 明 书
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分为正极放电电极管、负极放电电极管，所述正极放电电极管和负极放电电极管在所述正极输入电极板和负极输入电极板之间呈阵列方式排列；
[0014]所述低温等离子发生器通过在金属化的放电电极管内输入冷却液来实施冷却。[0015]优选地，所述绝缘管为氧化铝陶瓷管、氮化硅陶瓷管、氮化铝陶瓷管、碳化硅陶瓷管，石英玻璃管中的一种。[0016]优选地，所述表面金属层附着于所述绝缘管的内壁，所述表面金属层在所述绝缘管内壁金属化至任一端面，并且由此端面延伸至外壁5-20mm，将此端面作为电极输入接口，所述表面金属化在所述绝缘管内壁延伸至距另一端面10-50mm位置处。[0017]优选地，所述表面金属层由钨、钼、镍、钌、钯、银中的一种或其复合物的金属浆料，通过刷涂或喷涂与绝缘管表面结合后高温烧制而成，所述表面金属层厚度5-100μm。[0018]优选地，所述金属化的放电电极管为多个，一部分所述金属化的放电电极管的电极输入接口与正极输入电极板相连接，构成所述正极放电电极管；另一部分所述金属化的放电电极管的电极输入接口与负极输入电极板相连接，构成所述负极放电电极管；所述正极放电电极管和所述负极放电电极管纵向和横向均间隔布置，相邻所述正极放电电极管和所述负极放电电极管间距1-8mm。[0019]优选地，所述正极输入电极板和所述负极输入电极板分别连接高压高频电源的正负输入电极，所述高压高频电源的电源频率为10-80kHz，电源电压为3-10kV。[0020]优选地，所述冷却液为绝缘液体。[0021]优选地，所述电极输入接口与正极输入电极板和负极输入电极板的连接方式为焊接或者嵌套，所述输电电极管与正极输入电极板和负极输入电极板的连接方式为螺纹、承插、嵌套或焊接。[0022]优选地，所述低温等离子废气处理发生器的前后通气管道上分别设置有三通式分流阀，用于通入有机废气和清洗液。
[0023]本发明所获得的有益技术效果：
[0024]1)本发明采用在绝缘管内附着金属化层作为放电电极，既满足了放电电极本身的电极属性，又便于冷却液直接冷却，相比于现有的技术，可同时对放电电极和绝缘管同步冷却，进而控制低温等离子发生器温度，以防止低温等离子发生器温度超温，保证废气处理过程安全和有效；
[0025]2)本发明采用正极放电电极管和负极放电电极管交叉布局，使得任意一根金属化的放电电极管与其上下左右相邻的金属化的放电电极管的电极输入极性均相反，金属化的放电电极管组成阵列，使每一根金属化的放电电极管的上下左右四个方向都可以发生等离子放电，显著增加了低温等离子发生器的有效放电面积；[0026]3)本发明的电极交变布置采用阵列方式，封堵了待处理废气从无效区域经过的通道、降低了风阻、减少了待处理废气对电极管的污染。
[0027]4)本发明设置有金属化的放电电极管的清洗系统，可及时对被污染的金属化的放电电极管实施清洗，避免污染物降低低温等离子废气处理发生器处理有机废气的效率，并且可降低低温等离子废气处理发生器的更换次数，显著减低净化有机废气的成本。[0028]5)本发明设置有两套低温等离子废气处理发生器，当其中一套低温等离子废气处理发生器清洗时，转为另一套低温等离子废气处理发生器工作，此种设计能保持连续生产。
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说 明 书
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附图说明
[0029]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：[0030]图1为本发明低温等离子废气处理发生器主体的结构示意图；[0031]图2为本发明低温等离子废气处理发生器电极阵列的结构示意图；[0032]图3为本发明低温等离子废气处理发生器电极交变布置示意图；[0033]图4为本发明等离子废气处理发生器电极管示意图。[0034]其中：1—壳体，2—脚架，3—低温等离子发生器，4—电源输入口，5—冷却液输入口，6—正极输入电极板，7—金属化的放电电极管，8—负极输入电极板，9—冷却液输入输出口，10—支撑柱，11—连接正极输入电极板的放电电极管，12—连接负极输入电极板的放电电极管，13—绝缘管，14—内壁未金属化区域，15—内壁金属化区域，16—外壁金属化区域，17—冷却液输出口。具体实施方式
[0035]以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。[0036]本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
[0037]实施例1
[0038]如图1所示的一种低温等离子废气处理发生器，包括壳体1、脚架2和低温等离子发生器3。所述低温等离子发生器3包括金属化的放电电极管7、正极输入电极板6、负极输入电极板8、支撑柱10、输电电极管。所述金属化的放电电极管7包括正极放电电极管、负极放电电极管，所述金属化的放电电极管7一端为电极输入接口，所述金属化的放电电极管7由表面金属层和绝缘管13组成，所述金属化的放电电极管7呈阵列方式设置。所述壳体1包括电源输入口4和冷却液输入口5，所述电源输入口4和冷却液输入口5分别位于壳体1的底部。所述脚架2与壳体1的连接方式为焊接，所述绝缘管13为氧化铝陶瓷管、氮化硅陶瓷管、氮化铝陶瓷管、碳化硅陶瓷管，石英玻璃管中的一种。[0039]表面金属层附着于绝缘管13的内壁，所述表面金属层在所述绝缘管13内壁金属化至一端面，并且由此端面延伸至外壁5-20mm，将此端面作为电极输入接口，另一端内壁表面金属化不延伸至端面，与端面距离10-50mm，内壁金属化区域15长度为470±2mm。[0040]所述表面金属层由钨、钼、镍、钌、钯、银中的一种或其复合物的金属浆料，通过刷涂、喷涂方式与绝缘管13表面结合后高温烧制而成，所述表面金属层厚度为5-100μm。[0041]所述金属化的放电电极管7为多个。一部分所述金属化的放电电极管7的电极输入接口与正极输入电极板6相连接，非电极输入接口一端与负极输入电极板8上的对应孔洞嵌入式连接，构成所述正极放电电极管；另一部分所述金属化的放电电极管7的电极输入接口
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说 明 书
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与负极输入电极板8相连接，非电极输入接口一端与正极输入电极板6上的对应孔洞嵌入式连接，构成所述负极放电电极管。所述正极放电电极管和负极放电电极管的两端分别与正极输入电极板6和负极输入电极板8紧密连接。所述正极输入电极板6和所述负极输入电极板8通过所述支撑柱10相对连接；所述正极放电电极管和所述负极放电电极管在纵向和横向均间隔布置，组成金属化的放电电极管阵列，相邻所述金属化的放电电极管7之间的间距1-8mm。
[0042]所述正极输入电极板6和所述负极输入电极板8分别经连接正极输入电极板的放电电极管11和连接负极输入电极板的放电电极管12与高压高频电源连接。所述高压高频电源的电源频率为10kHz，电源电压为3kV。
[0043]所述正极输入电极板6和所述负极输入电极板8的边缘与壳体1紧密连接，形成正极室和负极室，冷却液由冷却液输入口5向正极室或负极室加入冷却液，经金属化的放电电极管7流入另一边的正极室或负极室，然后经冷却液输出口17流出。以工作时实时流动的冷却液来对低温等离子发生器3实施冷却。所述冷却液输入口5和所述冷却液输出口17分别与所述正极室和负极室联通。所述冷却液为绝缘液体。所述绝缘液体包括但不限于变压器油。[0044]实施例2
[0045]本实施例所述一种低温等离子废气处理发生器与实施例1相比相同之处不再重复阐述，所不同在于，所述冷却液经冷却液输入口5向正极室、负极室和金属化的放电电极管7内充入，使正极室、负极室和金属化的放电电极管7完全充斥冷却液，以工作时实时充斥的非流动冷却液来对低温等离子发生器3实施冷却。所述正极室或负极室设置有排气阀，用于充入冷却液时排出正极室、负极室或金属化的放电电极管内的空气。[0046]实施例3
[0047]本实施例在实施例1和实施例2的基础上加入三通式分流阀，其具体实施方式如下。
[0048]所述低温等离子废气处理发生器的进气管道上和出气管道上均设置有三通式分流阀，分别为第一三通式分流阀和第二三通式分流阀。所述三通式分流阀靠近低温等离子废气处理发生器设置。所述三通式分流阀分为两挡，一挡为通气状态，二挡为通液状态。所述通气状态可导通气体管道侧的气体，同时关闭液体管道侧液体。所述通液状态可导通液体管道侧液体，同时关闭气体管道侧的气体，使液体能通过三通式分流阀流入低温等离子废气处理发生器，实施清洗被污染的正极放电电极管和负极放电电极管。所述液体为清洗液，用于清洗附着在正极放电电极管和负极放电电极管上的污染物。[0049]实施例4
[0050]本实施例在实施例1、实施例2和实施例3的基础上设置了第三三通阀，其具体实施方式如下。
[0051]在所述第一三通式分流阀进气上游设置有第三三通阀，所述第三三通阀两个出口各设置有一套低温等离子废气处理发生器，当其中一套低温等离子废气处理发生器清洗时，可将另一套低温等离子废气处理发生器工作，可持续保持生产的连续。所述一套低温等离子废气处理发生器包括低温等离子废气处理发生器、第一三通式分流阀、第二三通式分流阀。
[0052]本发明所涉及的低温等离子废气处理发生器的具体工作原理如下。
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说 明 书
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首先，打开高压高频电源，电源的正极和负极分别经连接正极输入电极板的放电
电极管11和连接负极输入电极板的放电电极管12分别与正极输入电极板6和负极输入电极板8连接，进而为正极放电电极管和负极放电电极管供电，实施对有机废气的净化。[0054]其次，打开输油阀，将冷却液经冷却液输入口5流入正极室或负极室内，再经金属化的放电电极管流入另一边的正极室或负极室内，最后经冷却液输出口17流出，进而完成低温等离子废气处理发生器的降温过程；[0055]或者打开输油阀和排气阀，将冷却液经冷却液输入口5流入低温等离子废气处理发生器，使正极室、负极室和金属化的放电电极管内完全充斥冷却液，然后关闭输油阀和排气阀。工作时使实时充斥的非流动冷却液来对低温等离子发生器3实施冷却。[0056]最后，正常处理有机废气时，将第一三通式分流阀和第二三通式分流阀调至通气状态，使有机废气经三通式分流阀流入低温等离子废气处理发生器中实施净化。清洗低温等离子废气处理发生器时，将第一三通式分流阀和第二三通式分流阀调至通液状态，将清洗液通过第一三通式分流阀流入低温等离子废气处理发生器，再经第二三通式分流阀流出，进而实现低温等离子废气处理发生器的清洗任务。[0057]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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