[發(fā)明專利]基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置及方法

在審

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• 申請日: 2022-10-20
• 公開（公告）號: CN115888342A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫昊;榮命哲;吳翊;郭運順;龍虎
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32;B01D53/04;B01D53/68
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置，其特征在于，其包括：

氣體控制輸入系統(tǒng)，其包括：

含氟氣體輸入線路，其包括依次連接的含氟氣體氣源、氣閥和質(zhì)量流量計以提供含氟氣體流量；

活性氣體輸入線路，其包括依次連接的活性氣體氣源、氣閥和質(zhì)量流量計以提供活性氣體流量；

惰性氣體輸入線路，其包括依次連接的惰性氣體氣源、氣閥和質(zhì)量流量計以提供惰性氣體流量；

溫等離子體發(fā)生器，其包括：

絕緣基座；

陽極，其穿設(shè)于所述絕緣基座中，所述陽極設(shè)有反應(yīng)氣體入口，來自含氟氣體輸入線路的含氟氣體和來自活性氣體輸入線路的活性氣體混合后導(dǎo)入所述反應(yīng)氣體入口；

陰極，其固定連接所述絕緣基座且環(huán)繞所述陽極，所述陰極設(shè)有惰性氣體入口，來自惰性氣體輸入線路的惰性氣體導(dǎo)入所述惰性氣體入口；

陶瓷管，其穿設(shè)于所述陰極且朝向所述陽極，所述陶瓷管、陰極和陽極構(gòu)成生成溫等離子體的反應(yīng)空間，陶瓷管設(shè)有拉瓦爾噴口；

無害化處理系統(tǒng)，其包括：

酸性氣體吸附劑，其設(shè)于所述陶瓷管尾部內(nèi)以吸收反應(yīng)產(chǎn)生的酸性氣體；

緩沖罐，其連接所述陶瓷管，所述緩沖罐設(shè)有排放降解尾氣的尾氣出口；

循環(huán)泵，其一端連接所述緩沖罐，另一端連接反應(yīng)氣體入口，以重新充入陽極進行反應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置，其特征在于，優(yōu)選的，所述陽極的端部具有至少一個第一傾斜表面，所述陰極具有平行且相對于所述第一傾斜表面的第二傾斜表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置，其特征在于，所述陽極為中空結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置，其特征在于，所述陰極具有傾斜向下的環(huán)形通道，所述環(huán)形通道連通所述惰性氣體入口以構(gòu)成螺旋輸入氣路。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置，其特征在于，溫等離子體發(fā)生器還包括連接陰極和陶瓷管的密封法蘭。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置，其特征在于，所述絕緣基座為聚四氟基座。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置，其特征在于，直流電源的正負極分別連接于陽極和陰極構(gòu)成電路，鎮(zhèn)流電阻串聯(lián)于電路中。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置，其特征在于，所述直流電源額定電壓為10kV，額定電流為0.2A，所述的鎮(zhèn)流電阻阻值為35kΩ。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置，其特征在于，所述惰性氣體包括Ar或者N₂，所述含氟氣體包括SF₆或CF₄，所述活性氣體包括H₂、O₂或H₂O。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置的降解方法，其特征在于，其包括以下步驟，

打開惰性氣體氣源，通入預(yù)定流量的惰性氣體到反應(yīng)空間；

打開直流電源，在反應(yīng)空間引燃電弧形成溫等離子體；

來自含氟氣體輸入線路的含氟氣體和來自活性氣體輸入線路的活性氣體混合后導(dǎo)入所述反應(yīng)氣體入口，通入含氟氣體及相應(yīng)活性氣體，利用溫等離子體電離特性使含氟氣體分解；

含氟氣體分解后與活性氣體通過拉瓦爾噴口和酸性氣體吸附劑，酸性氣體吸附劑吸收所產(chǎn)生的酸性氣體；

通過緩沖罐與尾氣出口相連，尾氣經(jīng)廢氣檢測裝置檢測達標后通過尾氣出口排放，未達標的氣體經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)進入反應(yīng)空間直至達標后排放。