[發明專利]一種文丘里式水霧放電等離子體的污染物處理裝置

有效

• 申請號: 202010436941.5
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111559790B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 王小平;梅潔
• 申請（專利權）人: 重慶工商大學
• 主分類號: C02F1/48
• 分類號: C02F1/48;B01D53/32;C02F101/30
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本發明公開了一種文丘里式水霧放電等離子體的污染物處理裝置，其特征在于：包括水霧發生組件和放電組件；所述裝置進料口分別設置進氣口（2?7）和進水口（2?6）；所述放電組件包括高壓電極和地極；所述水霧發生組件設置于該水箱內，使用了文丘里原理，通過喉道（1?2）產生噴霧。放電區域位于收縮段和擴張段之間，高壓極（1?1）位于上方，地極（1?4）位于下方。本發明可實現放電時自降溫冷卻、同時能實現低成本、高效率地處理難降解有機污染物。

技術領域

本發明屬于污染物處理技術領域，具體一種文丘里式水霧放電等離子體的污染物處理裝置。

背景技術

隨著石油化工、有機合成、印染等行業的發展，各種高濃度難降解有機廢水、廢氣相應增多，給環境保護提出更多的問題。難降解有機污染物的處理一直是環境保護中的難點和重點。難降解有機物指生物不能降解，或在任何環境不能以足夠快的速度降解而使它在環境中長期積累的化合物，這類有機物具有易生物富集，環境污染嚴重，對人體傷害大等特點。常見的難降解有機污染有雜環類化合物、多環芳烴、鹵代烴、含氰化合物等有毒有害物質。

等離子體技術是一種新興的高級氧化技術，是集自由基氧化、臭氧氧化、紫外光解、高能電子轟擊、超臨界效應、局部熱效應等多種作用于一體，是物理、化學、生物和環境科學等學科交叉性的綜合性技術。等離子體是多種活性自由基、高能電子、生態氧、陰陽離子的聚集態，這些自由基、高能電子等活性粒子能與氣體或水體中的有機物污染物分子碰撞，發生一系列基元反應，從而在極短時間內高效率、無選擇性的實現有機物的破壞、斷鏈、氧化分解，進而達到處理有機污染物的目的。

低溫等離子體作為物質存在的一種基本形態，是由帶電的正離子、負離子(其中包括電子、自由基和各種活性集團等)組成的集合體，其中正電荷和負電荷電量相等故稱等離子體。等離子體包括高溫等離子體、熱等離子體和低溫等離子體。其中，低溫等離子體也稱為非熱力學平衡等離子體，它擁有高電子能量及較低的離子及氣體溫度，可使反應體系能耗減少，并且可以節約投資。介質阻擋放電、射頻放電、電暈放電、輝光放電均為產生低溫等離子體的有效放電方式。

從實際應用的角度出發，目前大氣壓等離子體研究主要集中在氣液兩相環境之間。在外加特殊電場作用下，氣態和液態之間會發生復雜的物理和化學反應過程，產生多種活性基團(例如OH、O、O₃、H₂O₂、NO_x等)，這些活性基團決定等離子體主要性質。

液體噴霧是利用電荷注入將液體流分解成液滴而形成的。靜電霧化具有產生大量粒徑分布窄且表面有電荷的細小液滴的優點，且液滴粒徑容易被施加的電壓控制。由于液滴的表面積比傳統的霧化方法大得多，因此可以預期分散的細液滴可以加速液相與氣相的化學反應。氣液兩相放電的活性成分及其劑量，受到放電類型、反應器結構、氣液兩相參數和反應動力學參數等多個物理和化學參量的協同調控，并最終導致實際應用效果的顯著差異。

目前設計和改造液相大氣壓等離子體介質阻擋放電裝置是等離子體科學研究的重要方向，如何設計出氣液接觸面積更大、氣液相之間傳質速率更快、活性物質產生更多以及壽命更長具有重要的工程實際意義。

發明內容

鑒于現有技術中存在上述的一個或多個缺陷，本發明提供了一種文丘里式水霧放電等離子體的污染物處理裝置。