[發(fā)明專利]一種等離子體放電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510516330.0
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN105163476B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 張先徽;周仁武;李江煒;楊周斌;楊思澤
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森,曾權(quán)

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及放電裝置，尤其是涉及可應用于大氣條件下消除一氧化氮,二氧化三氮，金屬汞等有毒成分，增加氣體內(nèi)的含氧自由基含量的一種等離子體放電裝置。

背景技術(shù)

氮的氧化物，金屬汞是影響空氣質(zhì)量的重要污染物，主要由石化燃料的燃燒、汽缸內(nèi)電火花放電以及煤炭高溫燃燒等條件下反應生成，去除的方法通常有高能電子氧化法、固相吸收再生法、煙氣循環(huán)流化床、有機鈣脫硫脫硝技術(shù)等。然而在處理過程中不可避免地存在缺點，如能耗高、引進新的雜質(zhì)、對原有廠房改造工程量大等缺點。大氣壓等離子體處理裝置簡單、能耗低，易于在原有廠房基礎上改造，凈化徹底、無二次污染、可常溫常壓下進行等優(yōu)點使其在工業(yè)化生產(chǎn)及日常生活中具有廣泛的應用前景。盡管大氣低溫等離子體用處很廣泛，但是以一定頻率振動的動態(tài)高壓電極放電并結(jié)合內(nèi)外地電極循環(huán)處理一氧化氮等氣體的方式并未出現(xiàn)。為了內(nèi)外電極同時均勻放電將內(nèi)電極和外電極各并聯(lián)一個可變電容，根據(jù)不同的放電氣體，調(diào)節(jié)電容實現(xiàn)均勻放電。放電過程屬于低溫大氣等離子體領域，對排放氣體管道內(nèi)的溫度基本沒有影響。此外，放電過程中除了消除NO、NO_x及金屬汞的同時，還可以提高二氧化硫的去除率并消除排放氣體內(nèi)的異味和細菌，利于環(huán)境保護業(yè)的良好發(fā)展。

該裝置產(chǎn)生的等離子體屬于非熱平衡等離子體，盡管電子溫度很高(10000度以上)，但是離子溫度遠低于電子溫度，使得氣體溫度趨于常溫，非熱平衡等離子體已經(jīng)廣泛用于鍍膜、表面處理、生物凈化、醫(yī)學等領域。

放電的各種裝置請見Anthony R Martin et al.“Modelling of non-thermal plasma aftertreatment of exhaust gas streams”J.Phys.D:Appl.Phys.37，42–49(2004)，和Wei Tian et al.“Atmospheric pressure dielectric barrier discharges interacting with liquid covered tissue”J.Phys.D:Appl.Phys.47，165201(2014)以上放電主要以盡管以介質(zhì)阻擋放電為主，去除率低，而且結(jié)構(gòu)較為復雜，限制了其應用前景。

傳統(tǒng)的管形狀放電除去氮氧化物參考文獻：Moo Been Chang et al.“Gas-Phase Removal of NO from Gas Streams via Dielectric Barrier Discharges”Environ.Sci.Technol.1992：26,777-781。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供針對現(xiàn)有的等離子體放電裝置存在的上述不足，提供具有耗能低、NO_x去除率高、無二次污染等效果，結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、易維護、適合在燃料高溫燃燒領域應用的一種等離子體放電裝置。

本發(fā)明設有交流電源、內(nèi)電極、高壓電極、外電極、支撐柱、可變電容、氣流擋板、高壓電極通孔、振動裝置、懸掛裝置；

支撐柱置于煙道底部中間，用于支撐內(nèi)電極，內(nèi)電極設于外電極的上方，外電極、高壓電極和內(nèi)電極處于同一軸線上，高壓電極套在內(nèi)電極外部，內(nèi)電極與高壓電極之間留有間隙，可變電容設在內(nèi)電極與地之間，高壓電極上端與振動裝置相連接，振動裝置一端與高壓電極引線相連接，振動裝置另一端與懸掛裝置相連接，懸掛裝置固定在煙道壁上；外電極位于煙道底部并懸掛在煙道內(nèi)壁上，外電極的位置高于支撐柱且略低于高壓電極，外電極引線與地電極間由可變電容連接；氣流擋板將高壓電極和外電極處理后的氣體通過高壓電極通孔引入到高壓電極與內(nèi)電極的間隙，從而使氣體在上升過程能夠再次處理；交流電源與高壓電極電連接；

所述外電極由絕緣材料、金屬棒、導線、外電極引線組成，金屬棒內(nèi)嵌于絕緣材料中，金屬棒由導線相連后，用外電極引線引出與可變電容相連；

所述高壓電極由高壓電極引線、絕緣材料、導線、金屬棒組成，金屬棒內(nèi)嵌于絕緣材料中，金屬棒由導線相連后，用外電極引線引出與可變電容相連，高壓電極通孔位于高壓電極中間位置，高壓電極通孔用于將第一次處理后的氣體引入內(nèi)電極與高壓電極間進行處理。

所述交流電源的電壓峰值調(diào)節(jié)范圍可為0～30kV，頻率調(diào)節(jié)范圍可為1～150kHz。