[發(fā)明專利]三相交流滑動弧非平衡等離子體污水處理裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710028667.2
• 申請日: 2007-06-19
• 公開（公告）號: CN101066791A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜長明
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: C02F1/48
• 分類號: C02F1/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三相交流滑動弧非平衡等離子體污水處理裝置，屬于環(huán)境技術(shù)和水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

與等離子體技術(shù)在廢氣處理領(lǐng)域的應(yīng)用相比較來說，非平衡等離子(或非熱等離子體)于水處理起步較晚，由于其具有獨特優(yōu)勢和較好的污染物去除效率，呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，逐漸成為研究熱點。非平衡等離子體的產(chǎn)生方式有輝光放電、電暈放電、脈沖放電、介質(zhì)阻擋放電和非熱電弧放電等。1902年AyrtonH.發(fā)表了大氣中碳電極自由非熱電弧的電壓—電流特性，并列出了這種自由非熱電弧的參考范圍；1988年Lesueur?H.和Czernichowski?A.等提出了用氣流驅(qū)動和冷卻電弧的滑動弧放電裝置產(chǎn)生大氣壓非熱電弧等離子體(法國專利2639172)；后來，法國、美國、俄羅斯、波蘭等國外研究人員也開展了滑動弧放電的研究，研究不僅包含滑動弧放電等離子體的物理理論分析，而且還把其應(yīng)用于氣流污染物的控制、制取合成氣、有機溶劑凈化等領(lǐng)域，如Fridman?A.等分析了滑動弧放電中平衡態(tài)和非平衡態(tài)(Fridman?A.，et?al.J.Prog.Energy?andComb.Sci.1999，25：211-231.)；Czernichowski?A.等利用氫氣H₂作為還原氣體催化分解SO₂，研究表明67％SO₂轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，利用滑動弧放電等離子體去除甲醛、甲苯和庚烷等揮發(fā)性有機污染的研究，庚烷的最大去除率可達到100％(Czernichowski?A.，et?al.Chemtech.1996，26(4)：45-49.)；Krawczyk?K.等報道了利用滑動弧放電處理含CCl₄的廢氣，CCl₄的降解率達到100％(Krawczyk?K.，et?al.Plasma?Chem.Plasma?Process.2003，24(2)：155-167.)；Moussa?D.等人把與電源相連的兩個電極安裝在有機溶劑正上方，把形成的單相交流滑動弧放電產(chǎn)生的活性粒子打入液體中，氧化分解有機物(Moussa?D.，et?al.J.Hazard.Mater.B.2003，102：189-200.)。國內(nèi)，滑動弧放電的研究處于起步階段，在滑動弧放電物理特性方面有一定的研究，如林烈等較早開發(fā)了磁驅(qū)動滑動弧放電大氣壓非平衡等離子體(中國專利97111936.8)，研究主要集中在直流純氣流驅(qū)動的滑動弧放電物理特性方面；夏維東等開展了直流兩電極磁驅(qū)動滑移弧的放電特性研究(李磊，夏維東，等.核技術(shù).2004，27(5)：350-353.)；但在污染物的控制方面研究甚少，主要是杜長明等開展單相交流滑動弧放電的研究，并把它應(yīng)用于脫除廢氣中多環(huán)芳烴、碳黑顆粒等(杜長明，等.中國電機工程學(xué)報.2006，26(1)：77-81.)，研究表明單相交流滑動弧放電具有放電區(qū)域小、處理能力小等不足之處。迄今為止，回顧國內(nèi)外文獻和資料，尚無三相交流滑動弧非平衡等離子體處理污水的研究或報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種成本低、放電區(qū)域大、處理能力強的三相交流滑動弧非平衡等離子體污水處理裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種三相交流滑動弧非平衡等離子體污水處理裝置，包括：三相交流高壓電源1、等離子體反應(yīng)器主體、噴霧系統(tǒng)等。等離子體反應(yīng)器主體由水冷玻璃反應(yīng)釜3、3個刀形金屬電極5和絕緣蓋4構(gòu)成，電極通過絕緣支柱2固定在絕緣蓋內(nèi)，以及通過絕緣支柱內(nèi)的預(yù)先安裝的金屬導(dǎo)體與電源線相連；噴霧系統(tǒng)由霧化噴嘴6、水泵7、污水源8和載氣源9構(gòu)成。

所述的三相交流高壓電源1，為具有升壓和限流功能的變壓器，輸出的電壓控制在5-10kV范圍內(nèi)。

所述的3個刀形金屬電極5按相差120度排列，相鄰兩電極之間的最小距離在1-3mm范圍內(nèi)；制作電極的材料可選用鎢、鋁和不銹鋼等；電極的厚度為1-2mm，長50-100mm，寬20-35mm，具體尺寸根據(jù)非平衡等離子體產(chǎn)生裝置功率的大小來確定。

所述的水冷玻璃反應(yīng)釜3采用雙套筒形式，包括排水口11、冷卻水入口12冷卻水出口13及排氣口14，其具體的尺寸根據(jù)電極5的尺寸大小來確定。

所述的絕緣蓋4和絕緣支柱2采用聚四氟乙烯棒或尼龍棒等絕緣材料制作，其具體的尺寸根據(jù)電極5和水冷玻璃反應(yīng)釜3的尺寸大小來確定。

所述的霧化噴嘴6的噴口直徑為0.5-2mm。