專(zhuān)利名稱(chēng)：等離子體放電電極、以及具備該電極的惡臭氣體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種惡臭氣體處理技術(shù)，具體地涉及利用等離子體脈沖放電進(jìn)行 惡臭氣體處理的等離子體放電電極以及惡臭氣體處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水準(zhǔn)的提高，公眾對(duì)提高環(huán)境質(zhì)量的要求也日益增強(qiáng)，有機(jī)廢氣及 惡臭污染已成為當(dāng)前我國(guó)城鎮(zhèn)居民投訴最強(qiáng)烈的環(huán)境問(wèn)題之一，一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)制定了 相關(guān)的環(huán)保法律，嚴(yán)格控制這些氣態(tài)污染物的排放，我國(guó)也把有機(jī)廢氣及惡臭發(fā)生源作為 一個(gè)主要的評(píng)價(jià)對(duì)象，并采取了各種措施防止臭氣的擴(kuò)散。在絕對(duì)溫度不為零的任何氣體中，總存在一定成分的原子電離。由宇宙射線(xiàn)或熱 燈絲產(chǎn)生的一定數(shù)量的初級(jí)電子在外部激勵(lì)源的電場(chǎng)中獲能，當(dāng)其能量高于氣體原子的電 離能時(shí)，電子與原子間的非彈性碰撞將導(dǎo)致氣體電離。當(dāng)氣體的電離率足夠大時(shí)，中性粒子 的物理性質(zhì)開(kāi)始退居次要地位，整個(gè)系統(tǒng)受帶電粒子支配，此時(shí)電離的氣體即為等離子體。非平衡態(tài)等離子體通常采用輝光放電、電暈放電、介電阻擋放電、微波放電和射頻 放電產(chǎn)生。非平衡態(tài)低溫等離子體技術(shù)則利用其中的高能電子參與形成的物理、化學(xué)反應(yīng) 過(guò)程。利用等離子體中的大量活性粒子對(duì)于有毒、有害、難降解環(huán)境污染物進(jìn)行直接的 分解去除，如有毒化學(xué)溶劑的降解，溫室氣體的去除，以及SOx和NOx的處理，還有其它如烴 類(lèi)和鹵代烴等污染物的降解是一種新型的方法。通過(guò)前沿陡峭、脈寬窄(納秒級(jí))的高壓 脈沖電暈放電，在常溫常壓下獲得非平衡等離子體，能產(chǎn)生大量高能電子和0、OH等活性粒 子，這些高能活性粒子具有極強(qiáng)的離子能量，可將含硫化合物和其它烴類(lèi)、醇類(lèi)氧化成二氧 化碳和水，對(duì)有機(jī)廢氣及惡臭中的有機(jī)物分子進(jìn)行中和分解，使污染物最終轉(zhuǎn)化為無(wú)害物 質(zhì)。有機(jī)物在等離子體中的降解機(jī)理，主要有下面幾個(gè)過(guò)程在高能電子作用下，強(qiáng)氧化性自由基0、OH、HO2的產(chǎn)生；有機(jī)物分子受到高能電子碰撞被激發(fā)，及原子鍵斷裂形成小碎片基團(tuán)和原子；0、OH、HO2與激發(fā)原子、有機(jī)物分子、破碎的基團(tuán)、其他自由基等發(fā)生一系列反應(yīng)， 有機(jī)物分子最終被氧化降解為CO、CO2, H2O0從除臭機(jī)理上分析，主要發(fā)生以下反應(yīng)H2S+o2、02\ O2+ — SO3+H2ONH3+O2、02\ 02+ — nox+H2Ovocs+o2、02\ O2+ — so3+co2+h2o從上述反應(yīng)來(lái)看，惡臭組分經(jīng)過(guò)處理后，最終轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2、NOx、CO2、H2O等小分子，由 于產(chǎn)物的濃度極低，均能被周邊的大氣所接受，因此無(wú)二次污染。由于等離子體反應(yīng)器的影響因素較多，如電源、放電極性、放電電極與反應(yīng)器外筒 的材質(zhì)及形狀大小等，因此，傳統(tǒng)的等離子體反應(yīng)器存在等離子產(chǎn)生率低、能耗高、成本高、 性能不穩(wěn)定等的多種問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于，改進(jìn)傳統(tǒng)等離子體放電電極的不足之處 以提供一種具有高活性等離子產(chǎn)生率、低能耗、低成本、性能穩(wěn)定的等離子體放電電極以及 具備該等離子體放電電極的惡臭氣體處理裝置。本實(shí)用新型的等離子體放電電極，其特征在于，所述等離子體放電電極為齒板式 結(jié)構(gòu)，所述等離子體放電電極由金屬板和多片平行排列的金屬齒片以相互垂直的方式構(gòu) 成。優(yōu)選地，所述金屬板作為接地端，所述金屬齒片作為放電端優(yōu)選地，所述金屬齒片為四面鋸齒狀矩形結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述金屬齒片為帶有通孔的不銹鋼齒片，通過(guò)所述通孔由金屬螺紋棒串 接所述金屬齒片，在上述金屬螺紋棒外套有絕緣套管。優(yōu)選地，所述金屬板和所述金屬齒片之間利用絕緣構(gòu)件進(jìn)行連接，所述絕緣構(gòu)件 的擊穿電壓在15kV以上。優(yōu)選地，所述絕緣構(gòu)件包括絕緣子；與所述絕緣子耦合的絕緣螺母；和具有通孔 的絕緣支架，其中，所述絕緣子和所述絕緣螺母穿過(guò)所述絕緣支架上的通孔連接所述金屬 板和金屬齒片。優(yōu)選地，所述金屬齒片齒間距為1 20mm，鋸齒高度為2 6mm，鋸齒尖角為45
度 80度。優(yōu)選地，所述金屬板和所述金屬齒片為垂直組合排列，所述金屬齒片和所述金屬 板的間距為10 60_。優(yōu)選地，所述絕緣構(gòu)件為“U”字型、“工”字型、“凹”字型中的任意一種。本實(shí)用新型的惡臭氣體處理裝置，其特征在于，具備以上所述的等離子體放電電 極。根據(jù)本實(shí)用新型的等離子體放電電極，反應(yīng)的有效面和容積大，能夠得到充分的 放電反應(yīng)，由此，能夠更高效地降解有機(jī)廢氣和惡臭氣體。根據(jù)本實(shí)用新型的等離子體放電電極，在高頻脈沖電源的作用下，能產(chǎn)生脈沖寬 度小于100ns，電壓大于2kV 60kV的高頻高壓脈沖，激發(fā)空氣中的氧氣，形成大量等離子 體，而且整個(gè)電極工作時(shí)處于無(wú)火花放電的高效電暈放電下，效率高。與普通的筒式等離子 體放電電極相比較，電極的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可加工性強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠，抗腐蝕，而且單位體 積下的放電性能穩(wěn)定、等離子體產(chǎn)生量高，能夠達(dá)到了工業(yè)實(shí)用的規(guī)模，具有廣闊的應(yīng)用前
旦
ο因此，本實(shí)用新型的等離子體放電電極以及具備該等離子體放電電極的惡臭氣體 處理裝置具有活性等離子體產(chǎn)率高、能量效率高、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行穩(wěn)定性高等的優(yōu)勢(shì)。

圖1是本實(shí)用新型的等離子體放電電極結(jié)構(gòu)的正視圖。圖2是本實(shí)用新型的等離子體放電電極的結(jié)構(gòu)的放大圖。圖3是本實(shí)用新型的等離子體放電電極的金屬齒片的放大示意圖。
4[0032]圖4(a)、(b)分別表示本實(shí)用新型的等離子體放電電極的絕緣子第一實(shí)施方式的 主視圖、右視圖。圖5(a)、(b)、(C)分別表示本實(shí)用新型的等離子體放電電極的絕緣子第二實(shí)施方 式的左視圖、主視圖、右視圖。圖6(a)、(b)分別表示本實(shí)用新型的等離子體放電電極的絕緣螺母第一實(shí)施方式 的主視圖、右視圖。圖7(a)、(b)、(C)分別表示本實(shí)用新型的等離子體放電電極的絕緣螺母的第一實(shí) 施方式的左視圖、主視圖、右視圖。圖8為(a)、(b)本實(shí)用新型的等離子體放電電極的一實(shí)施方式的絕緣支架的主視 圖、右視圖。
具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型的等離子體放電電極結(jié)構(gòu)的正視圖。圖2是本實(shí)用新型的等離 子體放電電極的結(jié)構(gòu)的放大圖。如圖1、2所示，本實(shí)用新型的等離子體放電電極為齒板式結(jié)構(gòu)，其中，該等離子體 放電電極由金屬板1和多片金屬齒片2以相互垂直的方式構(gòu)成。金屬齒片2和金屬板1為 垂直組合排列，金屬齒片2和金屬板1之間利用絕緣構(gòu)件4進(jìn)行連接固定。這里，金屬齒片2具備設(shè)置于其上的通孔。通過(guò)該通孔用金屬螺紋棒5串接連接 多個(gè)金屬齒片2。同時(shí)，在金屬螺紋棒5外套有絕緣套管3，以使得每個(gè)齒片2之間相互隔 離。這里，絕緣套管3可以采用陶瓷管。圖3是本實(shí)用新型的等離子體放電電極的金屬齒片2的放大示意圖。在圖3中， 金屬齒片2為四面鋸齒狀的結(jié)構(gòu)。作為一個(gè)示例，相鄰的兩鋸齒間的間隔例如可以設(shè)定為 1 20mm，鋸齒高度例如可以設(shè)定為2mm 6mm，鋸齒角度可以例如設(shè)定為45度 80度。 相鄰的金屬齒片2之間的間隔距離可以為10 50mm。該金屬齒片2可以采用不銹鋼制成 的齒片。另外，作為絕緣構(gòu)件4的材料，一般可以采用耐腐蝕、耐高壓、耐電弧、阻燃的絕緣 材料，或選擇性進(jìn)行防污閃涂料表面處理后的材料。另外，絕緣構(gòu)件4可以由電玉粉壓制而 成，其中，絕緣構(gòu)件4的擊穿電壓達(dá)15KV以上，由此能夠達(dá)到絕緣和抗腐蝕的作用。絕緣構(gòu)件4由絕緣子、與絕緣子耦合的絕緣螺母以及具有通孔的絕緣支架構(gòu)成。 絕緣子和絕緣螺母穿過(guò)所述絕緣支架上的通孔連接固定金屬齒片2和金屬板1。這里，為了更清晰地說(shuō)明絕緣子和絕緣螺母的形狀，在圖4(a)、(b)、圖5(a)、(b)、 (c)、圖6(a)、(b)以及圖7(a)、(b)、(c)中進(jìn)行了具體的示意。其中，在圖4(a)、(b)中表示了本實(shí)用新型的等離子體放電電極的絕緣子的第一 實(shí)施方式的主視圖、右視圖。在圖5(a)、(b)、(c)中表示了本實(shí)用新型的等離子體放電電 極的絕緣子的第二實(shí)施方式的左視圖、主視圖、右視圖。與該圖4(a)、(b)和圖5(a)、(b)、 (c)所示的絕緣子分別對(duì)應(yīng)，在圖6(a)、(b)中分別了表示本實(shí)用新型的等離子體放電電極 的絕緣螺母的第一實(shí)施方式的主視圖、右視圖，在圖7(a)、(b)、(c)中分別表示了本實(shí)用新 型的等離子體放電電極的絕緣螺母的第二實(shí)施方式的左視圖、主視圖、右視圖。另外，關(guān)于絕緣支架，其結(jié)構(gòu)可以為“U”字型、“工”字型、“凹”字型等的任意形狀。
5在圖8為(a)、(b)中表示了本實(shí)用新型的等離子體放電電極的一實(shí)施方式的絕緣支架的主 視圖、右視圖。本實(shí)用新型的等離子體放電電極的金屬齒片2的數(shù)量能夠根據(jù)處理有機(jī)廢氣及 惡臭氣體濃度和風(fēng)量進(jìn)行配置。一般在工作狀態(tài)下，利用本實(shí)用新型的等離子體放電電極， 能夠產(chǎn)生脈沖寬度小于100ns、電壓2kV 60KV、頻率IkHz 20kH這的高頻高壓脈沖。這樣，在利用本實(shí)用新型的等離子體放電電極所產(chǎn)生的高頻高壓脈沖下，能夠產(chǎn) 生大量等離子體，這些等離子體能夠有效降解有機(jī)廢氣及惡臭，例如能夠?qū)⒘蚧瘹?、氨氣?甲硫醇、苯系物等惡臭物質(zhì)氧化分解成S0X、CO2, H2O等無(wú)臭并且對(duì)大氣環(huán)境危害較小的分 子。特別地，在本實(shí)用新型中，由于密集排布的齒板式的放電結(jié)構(gòu)，可以保證單位放電 面積下較高的等離子體產(chǎn)生量，由此，能夠極高效地去除惡臭污染物。例如，將本實(shí)用新型的等離子體放電電極與傳統(tǒng)的筒式放電電極相比，可以具有 以下顯著的優(yōu)勢(shì)(1)產(chǎn)生量高等離子體產(chǎn)生數(shù)是同等容積線(xiàn)筒式放電電極所產(chǎn)生的2 5倍；(2)能耗低是同等處理效率的傳統(tǒng)放電電極能耗的約1/10-1/20 ；(3)處理效率高有機(jī)污染物去除率較線(xiàn)筒式處理裝置提高20% 50%。另一方面，本實(shí)用新型還提供了一種惡臭氣體處理裝置。該惡臭氣體處理裝置具 備上述本實(shí)用新型的等離子體放電電極。以上對(duì)本實(shí)用新型的各個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了具體描述。最后，應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上各具體實(shí)施方式
僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制。盡管參照上述具體實(shí) 施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對(duì)本 實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或?qū)Σ糠旨夹g(shù)特征進(jìn)行等同替換，而在不脫離本實(shí)用新 型的技術(shù)方案的精神下，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種等離子體放電電極，其特征在于，所述等離子體放電電極為齒板式結(jié)構(gòu)，所述等離子體放電電極由金屬板和多片平行排列的金屬齒片以相互垂直的方式構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體放電電極，其特征在于， 所述金屬板作為接地端，所述金屬齒片作為放電端。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子體放電電極，其特征在于，所述金屬齒片為四面鋸齒狀結(jié)構(gòu)，所述鋸齒的齒尖指向所述金屬板。
4.如權(quán)利要求2所述的等離子體放電電極，其特征在于，所述金屬齒片為帶有通孔的不銹鋼齒片，通過(guò)所述通孔由金屬螺紋棒串接所述金屬齒 片，在上述金屬螺紋棒外套有絕緣套管。
5.如權(quán)利要求2所述的等離子體放電電極，其特征在于，所述金屬板和所述金屬齒片之間利用絕緣構(gòu)件進(jìn)行連接，所述絕緣構(gòu)件的擊穿電壓在 15kV以上。
6.如權(quán)利要求5所述的等離子體放電電極，其特征在于， 所述絕緣構(gòu)件包括絕緣子；與所述絕緣子耦合的絕緣螺母；和 具有通孔的絕緣支架，其中，所述絕緣子和所述絕緣螺母穿過(guò)所述絕緣支架上的通孔連接所述金屬板和金屬 齒片。
7.如權(quán)利要求3所述的等離子體放電電極，其特征在于，所述金屬齒片齒間距為1 20mm，鋸齒高度為2 6mm，鋸齒尖角為45度 80度。
8.如權(quán)利要求3所述的等離子體放電電極，其特征在于，所述金屬板和所述金屬齒片為垂直組合排列，所述金屬齒片和所述金屬板的間距為 10 60mmo
9.如權(quán)利要求6所述的等離子體放電電極，其特征在于，所述絕緣構(gòu)件為“U”字型、“工”字型、“凹”字型中的任意一種。
10.一種惡臭氣體處理裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求1 9所述等離子體放電電極。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及等離子體放電電極以及具備該電極的有機(jī)廢氣及惡臭氣體處理裝置。本實(shí)用新型的等離子體放電電極為齒板式結(jié)構(gòu)，由金屬板和多片平行排列的金屬齒片以相互垂直的方式構(gòu)成，其中，金屬板作為接地端，金屬齒片作為放電端，并且金屬齒片為四面鋸齒狀結(jié)構(gòu)。該金屬齒片為帶有通孔的不銹鋼齒片，通過(guò)該通孔由金屬螺紋棒串接所述金屬齒片，在上述金屬螺紋棒外套有絕緣套管。利用本實(shí)用新型，能夠提供一種具有高活性等離子產(chǎn)生率、低能耗、低成本、性能穩(wěn)定的等離子體放電電極以及惡臭氣體處理裝置。
文檔編號(hào)H05H1/26GK201726583SQ201020269468
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者陳剛 申請(qǐng)人:陳剛