專利名稱：一體化焊煙凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空氣凈化裝置，尤其是涉及一種用于焊接煙塵的纖維過濾除塵與 等離子體除臭一體化焊煙凈化器。
背景技術(shù)：
產(chǎn)生焊煙的焊接方法主要是手弧焊接和氣體保護(hù)焊接。在手弧焊接中，鈦鈣型酸 性焊條和低氫型堿性焊條所產(chǎn)生煙塵的主要成分是Fe304、MnO2, SiO2和Fe2O3，還有一定量 的其他化學(xué)成分，如Mg0、Ca0、Ti02、Na20、CaF2、NaF等。在氣體保護(hù)焊接中排出的有害氣體 和物質(zhì)主要有N0x、C0、03、氟化物和鹵化物等。不銹鋼焊接煙塵中含有大量的鉻和鎳、三價(jià) 鉻、六價(jià)鉻。焊接過程產(chǎn)生的粉塵和臭味既污染環(huán)境，又危害人體健康，因此，研發(fā)既能除塵 又能除臭的焊煙凈化器具有重要實(shí)用意義。傳統(tǒng)處理焊煙中臭氣的方法有物理法(掩蔽法和稀釋擴(kuò)散法)、燃燒法(熱力燃 燒法和催化燃燒法)、吸附法、氧化法(臭氧氧化法、催化氧化法和過氧化氫法等)、洗滌法 (也稱吸收法)，這些方法分別存在著凈化不徹底、凈化氣體種類單一、工藝控制難度大、能 耗高和可能會(huì)造成二次污染等缺點(diǎn)。目前，較新的煙氣除臭方法有生物法、光催化氧化法和低溫等離子體法(鄒克華， 嚴(yán)義剛，劉詠，王保偉，寧曉宇，許根慧.低溫等離子體治理惡臭氣體研究進(jìn)展.化工環(huán)保， 2008年，28(2) :127-131)。其中，生物法設(shè)備簡單、能耗低、產(chǎn)生二次污染的可能性小，是目 前國內(nèi)外惡臭污染治理的主流方法，但是該方法需要培養(yǎng)可將臭氣成分氧化分解的菌種， 且處理過程緩慢、占地面積大。光催化氧化法需要的催化劑價(jià)格昂貴，并且受量子效率限 制，難以處理大流量高濃度的廢氣。相對來說，低溫等離子體法具有處理惡臭氣體效率高、 能耗低、成本低、處理時(shí)間短和產(chǎn)物二次污染少等優(yōu)點(diǎn)。等離子體是由大量的正負(fù)帶電粒子和中性粒子組成的。其主要特征是(1)從微 觀角度看，帶電粒子有正負(fù)之分，且所有的負(fù)粒子的電荷總量與所有的正粒子的電荷總量 相等，且又能在宏觀尺度上呈中性；(2)帶電粒子之間不存在庫侖力，是一種優(yōu)良的導(dǎo)電流 體；(3)帶電粒子之間無凈磁力；(4)電離氣體具有一定的熱效應(yīng)。目前，在等離子技術(shù)領(lǐng)域中廣泛采用的是“低溫等離子體技術(shù)”。而低溫等離子主 要是由氣體氣體放電產(chǎn)生的。主要有以下幾種形式(1)輝光放電；(2)電暈放電；(3)介質(zhì) 阻擋放電；(4)射頻放電；(5)微波放電。對于氣態(tài)污染物的治理，一般都是在常壓(IOOkPa 左右)下進(jìn)行，而能在常壓下產(chǎn)生低溫等離子體的有效方法主要是電暈放電和介質(zhì)阻擋放 電兩種形式。介質(zhì)阻擋放電(DBD)是將絕緣介質(zhì)插入放電空間的一種氣體放電，介質(zhì)可以覆蓋 在電極上，也可以懸掛在放電空間里。當(dāng)在放電電極間施加一定頻率(50kHz至幾兆赫茲) 的高頻電壓時(shí)，電極間的氣體就會(huì)被擊穿產(chǎn)生介質(zhì)阻擋氣體放電。介質(zhì)層對阻擋放電有兩個(gè)主要作用，一是限制放電中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，使微放電 成為一個(gè)個(gè)短促的脈沖；二是讓微放電均勻分布在整個(gè)面狀電極之間，防止火花放電。
3[0009]低溫等離子體化學(xué)反應(yīng)過程中能量的傳遞過程如下(1)電場+電子一高能電子；(2)高能電子+分子(或原子)一活性基團(tuán)(受激原子、受激基團(tuán)或游離基團(tuán))；(3)活性基團(tuán)+分子(或原子)一生成物十熱；(4)活性基團(tuán)+活性基團(tuán)一生成物+熱。從以上過程可以看出，電子先從電場獲得能量，通過激發(fā)或電離將能量轉(zhuǎn)移到分 子或原子中去，那些獲得能量的分子或原子被激發(fā)，同時(shí)有部分分子被電離，從而成為活性 基團(tuán)。然后這些活性基團(tuán)與分子或原子、活性基團(tuán)與活性基團(tuán)之間相互碰撞后生成穩(wěn)定產(chǎn) 物和熱。另外，高能電子也能被鹵素和氧氣等電子親和力較強(qiáng)的物質(zhì)俘獲，成為負(fù)離子。這 類負(fù)離子具有很好的化學(xué)活性，在化學(xué)反應(yīng)中起著重要的作用。用于焊接煙塵的纖維過濾除塵與等離子體除臭一體化空氣凈化器，主要是通過等 離子體來去除焊煙中的臭性氣體及殺菌，從而達(dá)到凈化空氣的作用。其基本原理是在外加 電場的作用下，介質(zhì)放電產(chǎn)生的大量攜能電子轟擊污染物分子，使其電離、解離和激發(fā)，然 后便引發(fā)了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，使復(fù)雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵涡》肿影踩?質(zhì)或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無毒無害或低毒低害的物質(zhì)，從而使污染物得以降解去除。采 用DBD方法脫除惡臭氣體是可行的，該方法具有能耗低，操作簡單，投資小等優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、除臭效率高、阻力小、運(yùn)行費(fèi)用低 的纖維過濾除塵與等離子除臭一體化焊煙凈化器。為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種一體化焊煙凈化器，包括一殼 體，所述殼體內(nèi)設(shè)有一纖維過濾除塵單元及等離子體除臭單元，所述過濾除塵單元包括設(shè) 置在殼體上部的脈沖噴吹管，與脈沖噴吹管相連接的壓縮氣包，脈沖噴吹管的下方間隔設(shè) 有若干個(gè)纖維濾筒，纖維濾筒的下方設(shè)有灰斗，所述纖維濾筒與進(jìn)氣管相連接；所述等離子 體除臭單元包括設(shè)置所述殼體頂部的絕緣子，連接在絕緣子下端的懸掛框架，在絕緣子中 穿設(shè)有螺桿，螺桿與高頻電源電連接，懸掛框架上間隔設(shè)有若干個(gè)高壓極板，高壓極板之間 設(shè)有接地極板，接地極板嵌入殼體兩側(cè)的卡槽內(nèi)，所述高壓極板夾在兩塊石英板中，在所述 高壓極板的下方設(shè)有出氣口，出氣口與離心風(fēng)機(jī)相連接。高壓極板、接地極板、石英板相互平行安裝。接地極板嵌入殼體兩測的卡槽內(nèi)。高 壓極板夾在兩塊石英板中。高壓極板上端與懸掛框架鉚接。懸掛框架通過絕緣子與凈化器 殼體絕緣。絕緣子螺桿通過高壓電纜與高頻電源聯(lián)結(jié)。焊煙中所要處理的臭氣主要是N0x、C0和氟化物。通過高壓放電，獲得低溫等離子 體，即產(chǎn)生大量的高能電子，高能電子與氣體分子(原子)發(fā)生非彈性碰撞，將能量轉(zhuǎn)化為 基態(tài)分子(原子)的內(nèi)能，發(fā)生激發(fā)、離解、電離等一系列反應(yīng)，使氣體處于活化狀態(tài)。當(dāng)電 子能量較低時(shí)，產(chǎn)生的活性自由基活化后的污染物分子經(jīng)過等離子體定向鏈化學(xué)反應(yīng)后被 脫除；當(dāng)電子的能量大于惡臭氣體分子化學(xué)鍵鍵能時(shí)，分子發(fā)生斷裂而分解，同時(shí)高能電子 激勵(lì)產(chǎn)生·0，·0Η，·Ν等自由基，由于·0，· OH具有很強(qiáng)的氧化性，最終可將惡臭氣體氧 化脫除。由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
4[0021]1.采用纖維過濾方法除塵，具有除塵效率高、過濾性能好；2.采用低溫等離子體方法除臭，具有除臭效率高、價(jià)格低、運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)；3.將纖維過濾除塵單元和阻擋放電等離子體除臭單元安裝在同一殼體內(nèi)，使本焊 煙凈化器結(jié)構(gòu)簡單緊湊。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1、圖2所示，圖1是本實(shí)用新型的纖維過濾裝置和等離子體發(fā)生器的結(jié)構(gòu) 示意圖。焊煙凈化器的除塵單元由壓縮氣包1、脈沖噴吹管2、灰斗14、纖維濾筒15、進(jìn)氣管 16組成。當(dāng)離心風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，含塵氣流從凈化器的左側(cè)進(jìn)氣管16吸入凈化器，流向纖維濾 筒15 ；此時(shí)，氣體透過纖維濾筒15，而被纖維濾筒15過濾的粉塵顆粒沉積在纖維濾筒15的 外表面。當(dāng)沉積在纖維濾筒15外表面的粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，脈沖噴吹管2對每個(gè)纖維濾 筒15噴射脈沖氣流，纖維濾筒15在脈沖氣流的作用下產(chǎn)生振動(dòng)，使粉塵脫離纖維濾筒15 外表面，粉塵在重力作用下落入灰斗14。如圖1所示，焊煙凈化器的除臭單元由絕緣子4、懸掛框架5、螺桿6、高頻電源7、 高壓極板8、接地極板9、卡槽10、石英板11、出氣口 12、離心風(fēng)機(jī)13組成。經(jīng)除塵后的煙氣 從焊煙凈化器的頂部由上至下進(jìn)入等離子體除臭單元。最后，凈化氣體從出氣口 12排出。除臭單元采用介質(zhì)阻擋放電(DBD)等離子體法。介質(zhì)阻擋放電的優(yōu)點(diǎn)是讓微放 電均勻分布在整個(gè)面狀電極之間，防止火花放電。將2塊高純度石英玻璃板11覆蓋黏合在 金屬高壓極板8電極的兩側(cè)。其優(yōu)點(diǎn)是在工藝上，解決了石英玻璃板的固定問題；在布置 上，使結(jié)構(gòu)更加緊驟；在原理上，由于石英玻璃板緊貼極板，在石英玻璃板11和金屬高壓極 板8之間無空氣層，所以，在較低的電壓下能產(chǎn)生密度較高的等離子體。高壓極板8上端與 懸掛框架5鉚接。懸掛框架5的固定螺桿6和殼體3之間的絕緣采用絕緣子4(聚四氟乙 烯或陶瓷瓶)，絕緣子4從殼體3頂部穿出。螺桿6通過高壓電纜與高頻電源8相連。如圖1和圖2所示，高壓極板8、接地極板9、石英板11相互平行安裝。接地極板 9嵌入殼體3前后兩測的卡槽10內(nèi)。為避免或降低邊緣放電效應(yīng)，接地極板9的高度小于 石英玻璃板11的高度，接地極板9的寬度大于石英玻璃板11的寬度。為降低成本和節(jié)能，高頻電源8的輸出電壓小于5kV。在此電壓下，要產(chǎn)生較好的 介質(zhì)阻擋放電效果，接地極板9與石英玻璃板11的間距為10 30mm。在功能和凈化順序上，本焊煙凈化器屬于過濾除塵與等離子體除臭串聯(lián)形式。在 結(jié)構(gòu)上，本焊煙凈化器是將纖維過濾除塵單元和阻擋放電等離子體除臭單元安裝在同一殼 體內(nèi)的一體化結(jié)構(gòu)。參照圖2所示，在本實(shí)施例中，設(shè)有三根脈沖噴吹管2，在其下方均布有9個(gè)按陣列 分布的纖維濾筒15。
權(quán)利要求1.一種一體化焊煙凈化器，包括一殼體(3)，其特征在于，所述殼體(3)內(nèi)設(shè)有一纖維 過濾除塵單元及等離子體除臭單元，所述過濾除塵單元包括設(shè)置在殼體上部的脈沖噴吹管 (2)，與脈沖噴吹管(2)相連接的壓縮氣包(1)，脈沖噴吹管(2)的下方間隔設(shè)有若干個(gè)纖 維濾筒(15)，纖維濾筒(15)的下方設(shè)有灰斗(14)，所述纖維濾筒(15)與進(jìn)氣管(16)相連 接；所述等離子體除臭單元包括設(shè)置所述殼體頂部的絕緣子(4)，連接在絕緣子(4)下端的 懸掛框架(5)，在絕緣子(4)中穿設(shè)有螺桿(6)，螺桿(6)與高頻電源(7)電連接，懸掛框架 (5)上間隔設(shè)有若干個(gè)高壓極板(8)，高壓極板(8)之間設(shè)有接地極板(9)，接地極板(9)嵌 入殼體(3)兩側(cè)的卡槽(10)內(nèi)，所述高壓極板(8)夾在兩塊石英板(11)中，在所述高壓極 板(9)的下方設(shè)有出氣口(12)，出氣口(12)與離心風(fēng)機(jī)(13)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊煙凈化器，其特征在于，所述纖維過濾除塵單元和阻擋放 電等離子體除臭單元安裝在殼體(3)內(nèi)，構(gòu)成具有串聯(lián)形式的過濾除塵等離子體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊煙凈化器，其特征在于，所述高壓極板(8)上端與懸掛框 架(5)鉚接，絕緣子⑷從殼體(3)頂部穿出，懸掛框架(5)和殼體(3)之間絕緣；絕緣子 (4)與懸掛框架(5)通過螺桿(6)聯(lián)結(jié)；螺桿(6)通過高壓電纜與高頻電源(7)聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊煙凈化器，其特征在于，所述高壓極板(8)、接地極板(9)、 石英板(11)相互平行安裝，接地極板(9)嵌入殼體(3)兩側(cè)的卡槽(10)內(nèi)，殼體(3)接 地，接地極板(9)的高度小于石英玻璃板(11)的高度，接地極板(9)的寬度大于石英玻璃 板(11)的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊煙凈化器，其特征在于，在所述殼體(3)的上部間隔設(shè)有 三根脈沖噴吹管(2)，在脈沖噴吹管(2)的下方間隔設(shè)有9個(gè)按陣列方式分布的纖維濾筒 (15)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種一體化焊煙凈化器，包括一殼體，殼體內(nèi)設(shè)有纖維過濾除塵單元及等離子體除臭單元，過濾除塵單元包括設(shè)在殼體上部的脈沖噴吹管，與脈沖噴吹管相連接的壓縮氣包，脈沖噴吹管的下方間隔設(shè)有纖維濾筒，纖維濾筒的下方設(shè)有灰斗；纖維濾筒與進(jìn)氣管相連接；等離子體除臭單元包括殼體頂部的絕緣子，連接在絕緣子下端的懸掛框架，在絕緣子中穿設(shè)有螺桿，螺桿與高頻電源連接，懸掛框架上間隔設(shè)有若干個(gè)高壓極板，高壓極板之間設(shè)有接地極板，接地極板嵌入殼體兩側(cè)的卡槽內(nèi)，高壓極板夾在兩塊石英板中，在高壓極板的下方設(shè)有出氣口，出氣口與離心風(fēng)機(jī)相連接。本凈化器結(jié)構(gòu)簡單、除臭效率高、阻力小、運(yùn)行費(fèi)用低。
文檔編號(hào)A61L9/22GK201783268SQ200920264940
公開日2011年4月6日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者林衛(wèi)波 申請人:東莞市匯樂清潔設(shè)備有限公司