[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
• 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

本發(fā)明公開了一種基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置及方法，基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置中，利用高壓直流電源擊穿載氣產(chǎn)生溫等離子體，使含氟氣體進行電離分解，并與活性氣體反應(yīng)抑制含氟氣體的復合反應(yīng)。該裝置包括氣體控制輸入系統(tǒng)，控制載氣、含氟氣體、活性氣體的輸入流量；溫等離子體發(fā)生器，產(chǎn)生直流電弧，得到的溫等離子體噴流經(jīng)過拉瓦爾噴口后快速冷卻；尾氣處理系統(tǒng)，產(chǎn)生的酸性氣體產(chǎn)物被吸附劑吸收，并由緩沖罐連接尾氣出口和循環(huán)泵，對含氟氣體進行循環(huán)多次降解，待尾氣檢驗合格后排放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣體降解技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置及方法。

背景技術(shù)

六氟化硫等含氟氣體因其非常穩(wěn)定的理化性質(zhì)和優(yōu)秀的電氣絕緣特性，被廣泛應(yīng)用于電力開關(guān)領(lǐng)域，但是由于其本身具有強大的溫室效應(yīng)，直接排放會對環(huán)境造成很大的影響。因目前尚未找到合適的替代氣體，含氟氣體仍廣泛應(yīng)用于開關(guān)行業(yè)。同時，因為含氟氣體本身的穩(wěn)定的理化性質(zhì)導致其很難被徹底降解，目前大部分裝置只是對含氟氣體進行回收凈化再利用，而回收凈化的氣體很難滿足最新的氣體使用標準。因此尋求一種高效降解含氟氣體的方法具有重大意義。

近年來，等離子體廢氣處理技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注和研究，相比于傳統(tǒng)的熱解法、光解法、催化降解等方法，等離子體廢氣處理技術(shù)具有降解率高、能量效率高、原理簡單等優(yōu)勢。

目前已有將冷等離子體運用于降解含氟氣體的研究。例如Kabouzi等人研究了不同微波功率，不同濃度范圍下SF₆降解率的變化，Son等人采用電子束放電等離子體研究了電子束輻照強度、不同濃度范圍、不同作用時間等對SF₆降解的影響等。

但是，目前而言這些裝置及方法都存在很多的問題，比如冷等離子體普遍降解度不高，電子束放電作用時間太久，效率低下等等，還有目前的一些含氟氣體回收處理裝置只回收不降解，而實際上在處理電力行業(yè)產(chǎn)生的含氟廢氣時，不僅僅只需要回收，還需要對回收的氣體進行降解處理。

在背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置及方法，通過溫等離子體噴口電弧放電提供溫等離子體，利用溫等離子體的特性使含氟氣體分解，同時通入活性氣體抑制含氟氣體的自恢復特性，通過酸性吸附劑吸附反應(yīng)產(chǎn)物，具有很好的實用價值。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)，一種基于溫等離子體噴口電弧的含氟氣體降解裝置包括：

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，