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等离子体放电结构及等离子体反应器

阅读：563发布：2021-02-27

IPRDB可以提供等离子体放电结构及等离子体反应器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种等离子体放电结构及等离子体反应器，包括壳体、放电层和两个接地层，所述放电层设置在两个所述接地层之间，所述壳体包裹固定部分所述接地层，所述壳体内设有导线，所述导线连接所述放电层。该等离子体放电结构及等离子体反应器通过设置上下两层接地层，中间一层放电层的三层结构，采用双介质阻挡放电的方式，形成中心放电的双电场模式，可以有效地避免相邻等离子体放电结构之间的磁场干扰，具有较强的抗干扰性，且更易形成均匀电场，使其能与污染物分子充分反应，从而提高能量的利用率。故，该等离子体放电结构及等离子体反应器具有改进结构简单、操作方便、处理效率高、能耗低、抗干扰性强、使用寿命长、易于模块化生产组装等优点。，下面是等离子体放电结构及等离子体反应器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种等离子体放电结构，其特征在于：包括壳体、放电层和两个接地层，所述放电层设置在两个所述接地层之间，所述壳体包裹固定部分所述接地层，所述壳体内设有导线，所述导线连接所述放电层。

2.如权利要求1所述的等离子体放电结构，其特征在于，所述放电层的表面电镀有高介电常数填料。

3.如权利要求2所述的等离子体放电结构，其特征在于，所述高介电常数填料为纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料。

4.如权利要求3所述的等离子体放电结构，其特征在于，所述纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料均匀电镀在所述放电层表面。

5.如权利要求1或4所述的等离子体放电结构，其特征在于，所述放电层和接地层由若干列管排列形成。

6.如权利要求5所述的等离子体放电结构，其特征在于，所述列管包括放电层列管和接地层列管，所述放电层列管的直径为5-10mm，每个所述放电层列管之间的距离为3-7mm。

7.如权利要求5所述的等离子体放电结构，其特征在于，所述列管外部套设有石英玻璃管。

8.如权利要求7所述的等离子体放电结构，其特征在于，所述列管为不锈钢材质。

9.如权利要求1所述的等离子体放电结构，其特征在于，所述壳体为不锈钢材质。

10.一种等离子体反应器，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一项所述的等离子体放电结构、电源、外壳体、进气口、出气口以及导流板，所述导流板和等离子体放电结构设置在所述外壳体内，所述进气口和出气口相对设置在所述外壳体两侧，所述等离子体放电结构连接所述电源。

说明书全文

等离子体放电结构及等离子体反应器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种等离子体放电结构及等离子体反应器。

背景技术

[0002] 随着化学工业快速发展，石化、电镀、印染等行业每年产生大量VOCs，其对大气产生多重环境效应，严重危害人体健康。目前工业源是VOCs主要排放源，其显著特征是排放强度大、浓度高、污染物种类多、持续时间长，对区域大气环境产生较大影响，当前VOCs治理已成为我国大气污染防治重点和难点。

[0003] 低温等离子体技术作为处理VOCs的有效手段，在常温常压条件下即可产生大量高能电子、羟基自由基、臭氧等具有强氧化性的活性粒子，与VOCs分子反应降解生成CO、CO2、H2O等其他无毒或低毒性小分子物质，该技术具有净化效率高、运行管理方便、工艺流程简单等诸多优点被广泛应用在烟气净化系统。

[0004] 在工程实践中低温等离子体反应器采用的放电方式主要为介质阻挡放电，反应原理是将绝缘介质插入放电空间产生一种气体放电形式，具体反应过程可分为放电的击穿、电荷的传递、分子或原子的激发三个阶段，放电的击穿和电荷的传递可以产生微放电，在外加电场能量供应下微放电产生的电子与周围气体分子发生碰撞，使气体分子激发电离引起电子雪崩，形成微放电通道，从而实现对VOCs分子连续稳定降解过程。

[0005] 现有的等离子体放电结构存在电极易腐蚀、相邻等离子体放电结构之间易产生磁场干扰、使用寿命短、处理效率相对较低等问题。针对现有处理设备存在的不足，本发明提出一种列管式等离子体放电结构，经过对等离子体放电结构的优化改进，上述问题得到有效解决。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种等离子体放电结构及等离子体反应器，经过对等离子体放电结构的优化，具有改进结构简单、操作方便、处理效率高、能耗低、抗干扰性强、使用寿命长、易于模块化生产组装等优点。

[0007] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种等离子体放电结构，包括壳体、放电层和两个接地层，所述放电层设置在两个所述接地层之间，所述壳体包裹固定部分所述接地层，所述壳体内设有导线，所述导线连接所述放电层。

[0008] 进一步地，所述等离子体放电结构采用三层结构形式，其中，上下两层为接地层，中间一层为放电层，所述放电层通过所述导线连接电源，以形成中心放电的双电场模式。

[0009] 进一步地，中心放电可以避免相邻等离子体放电结构之间的磁场干扰，具有较强的抗干扰性，且更易形成均匀电场，使其能与污染物分子充分反应，从而提高能量的利用率。

[0010] 进一步地，所述等离子体放电结构采用双介质阻挡放电方式。

[0011] 进一步地，所述放电层的表面电镀有高介电常数填料。

[0012] 进一步地，所述高介电常数填料为纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料。

[0013] 进一步地，所述纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料均匀电镀在所述放电层表面。

[0014] 进一步地，所述纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料是在BaTiO3中掺入一定量的锶、锌、锆和锡，这些掺杂离子均匀进入母体晶格，该填料的介电常数在常温下就能达到12000以上，比BaTiO3纯相提高10倍，这使得Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料在较小的电场强度下就可以发生极化，极大增强等离子体反应器的放电强度，获得大量的高能电子、羟基自由基、臭氧等具有强氧化性的活性粒子，有效提高能量利用效率，降低系统能耗。

[0015] 进一步地，所述放电层和接地层由若干列管排列形成。

[0016] 进一步地，所述列管包括放电层列管和接地层列管，所述放电层列管的直径为5-10mm，每个所述放电层列管之间的距离为3-7mm。

[0017] 进一步地，所述列管外部套设有石英玻璃管，以避免污染物与放电层列管和接地层列管的直接接触，防止电极腐蚀现象的发生，延长所述等离子体放电结构的使用寿命。

[0018] 进一步地，所述列管为不锈钢材质。

[0019] 进一步地，所述壳体为不锈钢材质。

[0020] 为达到上述目的，本发明还提供了一种等离子体反应器，包括所述的等离子体放电结构、电源、外壳体、进气口、出气口以及导流板，所述导流板和等离子体放电结构设置在所述外壳体内，所述进气口和出气口相对设置在所述外壳体两侧，所述等离子体放电结构连接所述电源。

[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的等离子体放电结构及等离子体反应器通过设置上下两层接地层，中间一层放电层的三层结构，采用双介质阻挡放电的方式，形成中心放电的双电场模式，可以有效地避免相邻等离子体放电结构之间的磁场干扰，具有较强的抗干扰性，且更易形成均匀电场，使其能与污染物分子充分反应，从而提高能量的利用率。故，该等离子体放电结构及等离子体反应器具有改进结构简单、操作方便、处理效率高、能耗低、抗干扰性强、使用寿命长、易于模块化生产组装等优点。

[0022] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

[0023] 图1和图2为本发明一实施例所示的等离子体放电结构的结构示意图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0025] 请参见图1和图2，本发明一实施例所示的不锈钢包括壳体1、设置在壳体内的导线4、放电层2和两个接地层3，所述放电层2设置在两个所述接地层3之间，所述壳体1包裹固定部分所述接地层3，所述导线4连接所述放电层2。

[0026] 在本实施例中，所述放电层2和接地层3由若干不锈钢材质的列管排列形成，分别为放电层列管21和接地层列管31。所述列管外部套设有石英玻璃管，以避免污染物与放电层列管21和接地层列管31的直接接触，防止电极腐蚀现象的发生，延长所述等离子体放电结构的使用寿命。

[0027] 在本实施例中，所述等离子体放电结构采用三层结构形式，其中，上下两层为接地层3，中间一层为放电层2，所述放电层2通过所述导线4连接电源，以形成中心放电的双电场模式。每个所述等离子体放电结构由1个电源、20个放电层列管21和40个接地层列管31组装形成。所述等离子体放电结构的尺寸为720*540*74mm，一块等离子体放电结构过滤风量可达到6000—8000Nm3/h，其占据体积小，可以根据现场实际处理需求对等离子放电结构进行模块化组装，有效地提高总图布设效率。

[0028] 在本实施例中，在所述放电层2的表面，即每个放电层列管21表面均匀电镀有高介电常数填料，优选地，所述高介电常数填料为纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料。所述纳米Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料是在BaTiO3中掺入一定量的锶、锌、锆和锡，这些掺杂离子均匀进入母体晶格，该填料的介电常数在常温下就能达到12000以上，比BaTiO3纯相提高10倍，这使得Ba0.8Sr0.2Zr0.1Ti0.9O3填料在较小的电场强度下就可以发生极化，极大增强等离子体反应器的放电强度，获得大量的高能电子、羟基自由基、臭氧等具有强氧化性的活性粒子，有效提高能量利用效率，降低系统能耗。

[0029] 本发明还提供了一种等离子体反应器(未图示)，其包括所述的等离子体放电结构、电源、外壳体、进气口、出气口以及导流板，所述导流板和等离子体放电结构设置在所述外壳体内，所述进气口和出气口相对设置在所述外壳体两侧，所述等离子体放电结构连接所述电源。

[0030] 发明人为实现电源与反应器达到最佳匹配和深度净化污染物的效果，经过多次研究和改进，发现当放电层列管21直径为5-10mm，每个放电层列管21之间距离3-7mm时，系统处理效率达到较高水平，且系统能耗较低。

[0031] 综上所述：本发明的等离子体放电结构及等离子体反应器通过设置上下两层接地层，中间一层放电层的三层结构，采用双介质阻挡放电的方式，形成中心放电的双电场模式，可以有效地避免相邻等离子体放电结构之间的磁场干扰，具有较强的抗干扰性，且更易形成均匀电场，使其能与污染物分子充分反应，从而提高能量的利用率。故，该等离子体放电结构及等离子体反应器具有改进结构简单、操作方便、处理效率高、能耗低、抗干扰性强、使用寿命长、易于模块化生产组装等优点。

[0032] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0033] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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