[發明專利]一種帶孔介質阻擋等離子體放電基本單元及反應器

有效

• 申請號: 201410083751.4
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103861435A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 姚水良;牛東暉
• 申請（專利權）人: 姚水良
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32;B01D53/94
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 朱慶華

?

技術領域

本發明涉及等離子體反應器領域，尤其涉及一種可用于如汽車尾氣、煙道氣、大氣、室內空氣及各種工業排氣的氣體凈化的帶孔介質阻擋等離子體放電基本單元及反應器。

?

背景技術

介質阻擋等離子體反應器按電極結構來分，主要有同軸圓心介質阻擋型（圖1）、管狀介質阻擋填充型（圖2）、面-面介質阻擋型（圖3）和沿面介質阻擋型（圖4），由此可知常用的介質阻擋等離子體反應器均包括兩個電極，而兩個電極之間均設有一層或二層介質，且兩個電極之間設置的介質主要起到保護兩個電極不受放電產生的活性物質所腐蝕的作用，在臭氧制備和其它一些化學氧化反應中被廣泛使用。另外，除了管狀介質阻擋填充型等離子體反應器采用球狀介質外，其它三種等離子體反應器均采用平面（板狀）或曲面狀介質，平面（板狀）或曲面狀介質中有氣孔，當高壓電施加在介質兩側的電極上時會發生電極間的火花放電，使得等離子體放電局部化，從而不能達到介質阻擋等離子體反應器應有的均勻放電效果，故為了防止等離子體放電局部化，使用致密性介質（不存在氣孔）來制造等離子體反應器似乎是必然的選擇。

然而，選用致密性介質制造等離子體反應器不僅使得制造成本大大提高，而且現實中的介質由于其生產過程中存在的問題不可避免地會產生氣孔，氣孔的大小和數量都會影響到介質阻擋等離子體反應器的使用。如果介質上的氣孔數量過多，則會通過氣孔引起電極之間的火花放電，使得介質形同虛設，發揮不了應有的作用。

?

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術中介質阻擋等離子體反應器制造成本高且放電效果差等上述缺陷，提供一種制造成本低且能均勻放電的帶孔介質阻擋等離子體放電基本單元及反應器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種帶孔介質阻擋等離子體放電基本單元，包括第一導線、第二導線、第一介質層、第二介質層及相互平行的第一電極和第二電極；

第一導線和第二導線分別與第一電極頂端和第二電極底端電氣連接；

第一介質層和第二介質層均位于第一電極和第二電極之間并分別與第一電極底端和第二電極頂端相連，且第一介質層和第二介質層之間形成至少一個放電空間；放電空間設有至少一個氣體進口和至少一個氣體出口；

第一介質層和第二介質層上分別設有多個第一氣孔和多個第二氣孔；第一氣孔在第一介質層表面長度方向上的截面積和第二氣孔在第二介質層表面長度方向上的截面積均為（0.0001，10）mm²，且多個第一氣孔在第一介質層表面長度方向上的截面積總和與多個第二氣孔在第二介質層表面長度方向上的截面積總和分別占第一介質層和第二介質層總表面積的（0.00001%，10%）。

在本發明所述帶孔介質阻擋等離子體放電基本單元中，第一介質層和第二介質層上分別設有多個第一氣孔和多個第二氣孔，其中，第一氣孔在第一介質層表面長度方向上的截面積和第二氣孔在第二介質層表面長度方向上的截面積均為（0.0001，10）mm²，且多個第一氣孔在第一介質層表面長度方向上的截面積總和與多個第二氣孔在第二介質層表面長度方向上的截面積總和分別占第一介質層和第二介質層總表面積的（0.00001%，10%），由此可知，本發明的設計采用了帶孔介質去取代致密性介質，一方面大大地降低了制造成本，另一方面，本發明通過控制第一介質層和第二介質層上第一氣孔和第二氣孔的大小和數量來避免產生因為第一氣孔和第二氣孔太大或數量過多而引起的第一電極和第二電極之間產生火花放電等現象，從而能起到保護第一電極和第二電極不受放電產生的活性物質所腐蝕的作用，且還能達到介質阻擋等離子體放電基本單元應有的均勻放電效果。

作為對本發明所述技術方案的一種改進，第一氣孔和第二氣孔之間的最短距離L≥10mm。第一氣孔和第二氣孔之間的最短距離L≥10mm，這樣的設計進一步限定了第一介質層和第二介質層上的第一氣孔和第二氣孔的數量，增強了所述介質阻擋等離子體放電基本單元的均勻放電效果。

作為對本發明所述技術方案的一種改進，第一氣孔為通孔、盲孔或埋孔。在本發明所述技術方案中，通孔為貫穿介質層的孔，盲孔為介質層上的半孔，埋孔為包含在介質層內部的孔。另外，第一氣孔在第一介質層表面長度方向的形狀為矩形、圓形、三角形、橢圓形、梯形、十字形、星形、多邊形、L形、半圓形、缺角矩形或其它任意形狀。