低温等离子净化器

摘要

本发明涉及一种低温等离子净化器。它包括一个外石英管，有一根不锈钢环形钢丝缠绕在外石英管外壁上，外石英管两端各有一个穿孔，两穿孔中各塞有一个带中心孔的绝缘密封塞，两个绝缘密封塞的中心孔中分别插有负电极探针和正电极探针。外石英管内置一个一端带有铜弹片的铜管，铜管内再放置一个内石英管，铜管由两个放置在外石英管内部的聚四氟乙烯铜管支撑环支撑。石英管内部放置一根一端带有不锈钢弹片的不锈钢丝，不锈钢丝由两个放置在外石英管内部的聚四氟乙烯不锈钢丝支撑环支撑。外石英管一端塞有带进气口的密封塞，另一端与可拆卸催化剂套筒相连接。正负电极探针电连接高压脉冲电源，不锈钢环形钢丝一端与负电极探针相连。该净化器在常温常压下工作，无噪音，且理论上可以实现无限次放电，该装置的使用寿命长，操作方便；该装置的低温等离子区的范围是可调的，并且催化区可方便拆卸便于灵活更换催化剂；此外，该装置产生低温等离子体的成本低，净化效果良好，同时降低了净化成本，可以处理不同性质的有害气体，适用范围广。

权利要求

1.一种低温等离子净化器，包括一个外石英管(9)，其特征在于有一根不锈钢环形钢丝(5)缠绕在所述外石英管(9)外壁上，所述外石英管(9)两端部各有一个穿孔，所述两个穿孔中各塞有一个有中心孔的绝缘密封塞(3，7)，所述两个绝缘密封塞(3，7)的中心孔中分别插有负电极探针(4)和正电极探针(6)，所述外石英管(9)内放置一个一端外壁上带有铜弹片(8)的铜管(15)，所述铜弹片(8)与所述正电极探针(6)内端接触；所述铜管(15)内套装一个内石英管(14)，所述铜管(15)由两个放置在外石英管(9)内部的聚四氟乙烯铜管支撑环(16)支撑；所述内石英管(14)内部放置一根一端带有不锈钢弹片(18)的不锈钢丝(13)，所述不锈钢弹片(18)与所述负电极探针(4)内端接触；所述不锈钢丝(13)由两个放置在外石英管(9)内部的聚四氟乙烯不锈钢丝支撑环(17)支撑；所述外石英管(9)一端塞有带进气口(1)的密封塞(2)，另一端与可拆卸催化剂套筒(11)相连接；所述正、负电极探针(6，4)电连接高压脉冲电源；所述不锈钢环形钢丝(5)的一端与负电极探针(4)相连，另一端悬空，其有效长度根据需要进行改变。

2.根据权利要求1所述的低温等离子净化器，其特征在于上述可拆卸催化套筒(11)的外端是出气口(12)，所述可拆卸催化套筒(11)内放置随机的催化剂(10)；所述的外石英管(9)和可拆卸催化套筒(11)连接后安置在底座(19)上。

说明书

低温等离子净化器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种对汽车尾气等有害气体进行净化的装置，特别是在常温常压下，可以得到低温等离子体，它包括低温等离子发生装置和金属载体催化剂两部分，产生的低温等离子体先与废弃发生物理和化学反应，再经过催化区，将有害气体中的有害成分除去，如汽车尾气导入该净化器内便可高效地除去有NO，CO，CH等有害成分，较传统单一的催化剂净化有更多的优点。

背景技术

[0002] 自1913年美国福特公司发明汽车生产装配流水线以来，汽车制造业就异军突起。资料显示，到2000年末，全世界汽车拥有量超过6亿辆，116辆/千人，以3000万辆/年递增；人们在享用汽车的诸多好处时，一个甩不掉的健康杀手如影随形且迅速膨胀——那就是汽车尾气。

[0003] 传统处理汽车尾气的方法是催化剂净化，但随着国内外对汽车排放要求的越来越严格，同时催化剂应用的成本也越来越大，特别是现在有效的催化剂要用到稀有贵金属，不仅成本较高同时易中毒失去活性。

[0004] 低温等离子技术(NTP)的出现为净化方法指明了一条新的途径。从上个世纪八十年代开始，国外很多科研工作者就开始利用低温等离子放电技术进行各方而的研究。等离子体化学方法净化汽车尾气的机理是，在常压下通过电晕或介质阻挡放电产生低温等离子体，利用等离子体中含有的大量高能电子、激发态粒子、原子氧(O)以及由此产生的氧化性* *极强的自由基(OH，HO2)、臭氧(O3)等，引发一系列的物理和化学反应，从而实现净化有害物的目的。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于针对目前催化剂净化有害气体的局限性，提供一种新的低温等离子体净化器，该净化器将低温等离子技术和成熟的催化剂技术有效结合，大大地提高了净化效果，降低了以往净化的难度，使用寿命长。

[0006] 为达上述目的，本发明的构思是：

[0007] 基于传统的催化剂净化有害气体的局限性，研制一种新的净化装置，将高压脉冲电源产生的高压脉冲加载到净化器中的低温等离子体发生装置的正负极上，在作为介质的石英管的阻挡下产生介质阻挡放电，从而在低温等离子体发生装置的腔体内产生低温等离子体，该腔体又分为内腔与外腔，内腔的低温等离子由内石英管作为阻挡介质，由中心不锈钢丝和铜管作为电极；外腔由外石英管作为阻挡介质，由铜管和外围不锈环形钢丝作为电极。通过改变外围环形不锈钢丝的长度可以改变放电范围。有害气体经入口先进入到低温等离子体区，然后被低温等离子体处理后的气体再经过净化器的催化区，最后由出口排出。该净化器在常温常压下工作，无噪音，且理论上可以实现无限次放电，该装置的使用寿命长，操作方便；该装置的低温等离子区的范围是可调的，并且催化区可方便拆卸便于灵活更换催化剂；此外，该装置产生低温等离子体的成本低，净化效果良好，同时降低了净化成本，可以处理不同性质的有害气体，适用范围广。

[0008] 根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

[0009] 一种低温等离子净化器，包括一个外石英管，其特征在于有一根不锈钢环形钢丝缠绕在所述外石英管外壁上，所述外石英管两端部各有一个穿孔，所述两个穿孔中各塞有一个有中心孔的绝缘密封塞，所述两个绝缘密封塞的中心孔中分别插有负电极探针和正电极探针。上述外石英管内放置一个一端外壁上带有铜弹片的铜管，所述铜弹片与所述正电极探针内端接触；所述铜管内套装一个内石英管，所述铜管由两个放置在外石英管内部的聚四氟乙烯铜管支撑环支撑。所述内石英管内部放置一根一端带有不锈钢弹片的不锈钢丝，所述不锈钢弹片与所述负电极探针内端接触；所述不锈钢丝由两个放置在外石英管内部的聚四氟乙烯不锈钢丝支撑环支撑。所述外石英管一端塞有带进气口的密封塞，另一端与拆卸催化剂套筒相连接。所述正负电极探针电连接高压脉冲电源，所述不锈钢环形钢丝的一段与负电极探针相连，另一端悬空，其有效长度可根据需要进行改变。

[0010] 上述可拆卸催化剂套筒的外端是出气口，所述可拆卸催化套筒内可放置随机的催化剂。所述的外石英管和可拆卸催化套筒连接后安置在底座上。

[0011] 本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性点和显著优点：

[0012] 首先，本发明由于采用内外腔同时放电产生低温等离子体，有效地增大了放电范围，能够产生更多的低温等离子体，同时使得放电电场相对更加均匀，这都有利于低温等离子体净化有害气体。其次，由于外腔放电的负极是不锈钢环形钢丝，可以改变其有效长度，从而实现对外腔放电范围的控制。再次，该净化器不仅包括低温等离子处理部分，还包括金属载体催化部分，对低温等离子体处理后的成分再进一步净化，采用的是二级净化，保证净化的效果更好，如此同时，该催化部分是可拆卸的，可针对不同的处理气体针对性的更换催化剂。最后，该净化器在常温常压下工作，无噪音，且理论上可以实现无限次放电，该装置的使用寿命长，操作方便；该装置产生低温等离子体的成本低，净化效果良好，同时降低了净化成本，可以处理不同性质的有害气体，适用范围广。

附图说明

[0013] 图1是本发明一个实施例的剖面结构示意图。

[0014] 图2是本发明一个实施例去掉进气口密封塞的一个内部结构示意图。

具体实施方式

[0015] 结合附图及实施例对本发明说明如下：

[0016] 参见图1、图2，本低温等离子净化器包括一个外石英管9和一根不锈钢环形钢丝5，其不锈钢环形钢丝5缠绕在外石英管9外壁上，外石英管9两端各有一个直径为10mm的孔，两孔中各塞有一个有中心孔的绝缘密封塞3，7，绝缘密封塞3，7的中心孔中分别插有负电极探针4和正电极探针6。外石英管9内放置一个一端带有铜弹片8的铜管15，铜管15内套装一个内石英管14，铜管15由两个放置在大石英管9内部的聚四氟乙烯铜管支撑环
16支撑。小石英管14内部放置一根一端带有不锈钢弹片18的不锈钢丝13，不锈钢丝13由两个放置在外石英管内部的聚四氟乙烯不锈钢丝支撑环17支撑。外石英管9一端塞有进气口密封塞2，另一端与可拆卸催化剂套筒11相连接。

[0017] 下面作进一步详细说明：

[0018] 参见图1，外石英管9外径为64mm，壁厚2mm，长250mm，该外石英管9外绕有一根直径为2mm的不锈钢环形钢丝5，该外石英管9两端各有一个直径为10mm的孔，左端的孔塞有带中心孔的绝缘密封塞3，右端的孔塞有带中心孔的密封塞7，带中心孔的绝缘密封塞3的中心孔中插有负电极探针4，不锈钢环形钢丝5与负电极探针4相连，带中心孔的绝缘密封塞7的中心孔中插有正电极探针6。外石英管9内放置一个外径为32mm、壁厚为1mm、长度为180mm的、一端带有铜弹片8的铜管15，正电极探针6插在带中心孔的绝缘密封塞7中心孔中可以上下移动来保证与铜弹片8接触良好，此连接保证了铜管15与正电极探针6相连。铜管15内再放置一个外径为30mm、壁厚为1mm、长为200mm的内石英管14，铜管15由两个放置在外石英管9内部的聚四氟乙烯铜管支撑环16支撑，从而保证铜管15处于外石英管的中间位置。内石英管14内部放置一根直径为2mm、长为230mm、一端带有不锈钢弹片18的不锈钢丝13，负电极探针4插在带中心孔的绝缘密封塞3的中心孔中可以上下移动来保证与不锈钢弹片18接触良好，此连接保证了不锈钢丝13与负电极探针4相连。不锈钢丝13由两个放置在外石英管9内部的聚四氟乙烯不锈钢丝支撑环17支撑。该聚四氟乙烯不锈钢丝支撑环17保证不锈钢丝13处于内石英管14的中间位置。根据上述，不锈钢环形钢丝5和不锈钢丝13都与放电负极相连，铜管15与放电正极相连，当该净化器接入高压脉冲电源时，由于外石英管9、内石英管14作为阻挡介质，将在正负电极之间的区域进行介质阻挡放电，产生低温等离子体。由于作为放电负极的不锈钢环形钢丝5的有效长度是可调的，从而可以改变低温等离子放电区的范围。当有害气体从进气口1进入该区时与低温等离子体发生化学和物理反应，经低温等离子体处理后的气体进入到催化剂10区，最后由出气口11排出。可拆卸催化剂套筒11与外石英管9是可拆卸连接，催化剂10可灵活得根据需要进行针对性的更改。

[0019] 参见图2，不锈钢环形钢丝5作为放电负极，铜管15作为放电正极，外石英管9作为阻挡介质，可见其三者之间形成了一个环形放电区域，将此区域称为外腔放电区域，放电产生的电场相对均匀。不锈钢丝13作为放电负极，铜管15作为放电正极，内石英管9作为阻挡介质，其三者之间形成了一个圆形放电区域，将此区域称为内腔放电区域，此区域放电产生的电场也相对均匀。通过这种内外两腔将放电区域细化，可产生相对均匀的电场，这将有利于低温等离子体的产生以及有利于低温等离子体处理有害气体。