为介 质的动态电容（由石英材料的压电特性决定，可忽略），Rg为放电区域的等效电阻（与溶液 电导率和气液两相流的参数有关。为了计算方便，使用化替代Cd和Cg构成的串联电容， 用化替代Rd和Rg构成的串联电阻。在本发明中，为了降低放电难度，应该保持化的值小 于500uF，化的值大于化0。
[0061] 图14是激励图12和图13所示的水下密集气泡D抓反应器的谐振式脉冲电源。 使用图11所示的4路PWM波（电气端口LH与RH的驱动信号同相，电气端口化与化的 驱动信号同相，LH与化的驱动信号反相）驱动由Q1-Q4构成的全桥电路工作，将AHV端 的DC300-500V的直流高压逆变为高频交流，再通过多级脉冲变压器PT1-P化的倍压后送给 C0、C1、C2、MSI、MS2和LAD构成的磁脉冲压缩电路，磁脉冲压缩的输出端连接D抓反应器。
[0062] 图14所示的高压谐振式高压脉冲电源主体电路中，变压器PT1-P化初级并联电感 与磁开关电感LS串联后与电容Cp形成谐振电路，其谐振频率与图10所示的电源频率fn相 等。MSI、MS2和LAD的饱和电感值Ls1、Ls2和Ls3与电容CO、Cl、C2和化共同构成T型谐振 匹配网，在本发明的电路中，取电容Cd=C1 =C2,Cd+Ci+C2>Cr;第一级磁开关MS1的未饱和 电感Liusa.、饱和电感Lisat和脉冲变压器PT的次级电感Lpt之间，应满足LLpts>Lisat。 谐振式全桥逆变磁脉冲高压电源的工作过程描述如下： 阳06引当Q1和Q2导通他和Q4关闭）的正半周期，电流从AHV经过Cp、PT1-P化的初 级线圈和LS流向地线，LS从未饱和过度到饱和状态时，初级谐振电路的高压施加到变压器 PT1-P化的初级线圈，在变压器的次级产生高压，对C0充电，并有电流流过MSI。当MSI达到 磁饱和时，C0存储的电能向C1充电，依次类推促使MS2达到磁饱和并向C2充电，直到MSI、 MS2和LAD均达到磁饱和时，经过压缩的高压脉冲信号向反应器的等效电容化充电。此时， MSUMS2和LAD的饱和电感值Lsl、Ls2和Ls3与电容C0、C1、C2和化共同构成T型谐振匹 配网，在CR两端产生高压高频谐振，并促使反应器内的气液两相流产生正击穿放电； W64] 当Q2和Q4导通怕1和Q2关闭）的负半周期，电流从AHV经过LS、PT1-P化的初 级线圈和Cp流向地线，反向电流促使LS反向磁复位，并再次从未饱和过度到饱和状态，初 级谐振电路的高压再次施加到变压器PT1-P化的初级线圈，在变压器的次级产生负电压， 对C0-C2和化反向充电，并有电流反向流过MS1-MS2和LAD并促使它们反向磁复位。当 MSI达到反向磁饱和时，C1存储的电能向C0充电，依次类推直到MSI、MS2和LAD均达到磁 饱和时，反应器的等效电容化向整个匹配电路网络释放能量。此时，MSI、MS2和LAD的饱 和电感值Lsl、Ls2和Ls3与电容C0、C1、C2和化共同构成T型谐振匹配网，并促使反应器 内的气液两相流产生负击穿放电。 W65] W上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，运些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
【主权项】
1. 电机调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器，其特征在于，包括底座（1)、安装在底 座（1)上的壳体（2)、储水箱（3)、栗组件、阀门组件、高压脉冲电源（6)、数据采集及控制单 元（7)、用于产生水下密集气泡两相流的机械搅拌装置、安装在壳体（2)上用于检测放电区 域放电光谱的光谱检测器（9)和用于检测液面高度的液位传感器（10); 所述机械搅拌装置包括设置在壳体（2)底部的调速电机（8-1)、设置在壳体（2)内的 搅拌器（8-2)和与调速电机（8-1)输入端相连接用于控制调速电机（8-1)的调速驱动器 (8-3)，所述调速电机（8-1)的转轴穿过壳体（2)与搅拌器（8-2)相连接； 所述壳体（2)的下方设有反应器进气口（11-1)及反应器进水口（11-2)，壳体（2)的上 方设有反应器出水口（11-4)及反应器出气口（11-3); 所述壳体（2)内设有介质阻挡放电电极阵列（12)、设置在介质阻挡放电电极上下层负 载催化剂的冲孔网板（13)和位于介质阻挡放电电极阵列（12)下方的曝气装置（14)，所述 介质阻挡放电电极阵列（12)与高压脉冲电源（6)相连接； 所述液位传感器（10)、光谱检测器（9)与数据采集及控制单元（7)的输入端相连接，所 述数据采集及控制单元（7)的输出端连接栗组件、阀门组件、高压脉冲电源（6)和调速驱动 器（8-3)，所述栗组件及阀门组件在数据采集及控制单元（7)的控制下，实现水处理通道的 选择和气体的循环。2. 根据权利要求1所述的电机调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器，其特征在于， 所述搅拌器（8-2)包括与调速电机（8-1)的转轴相连接的转盘（8-2-1)和均匀分布在转盘 上的多个搅拌叶片（8-2-2)，所述搅拌叶片（8-2-2)上设有突起（8-2-2-1)。3. 根据权利要求1所述的电机调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器，其特征在于， 所述反应器出水口（11-4)安装有气液分离器（15);所述阀门组件包括设置在干净水源出 水管上的第一阀门（5-1)、设置在储水箱出水管上的第二阀门（5-2)、设置在进气管道上的 第三阀门（5-3)、设置在储水箱进水管上的第四阀门（5-4)和设置在单次处理水出水管上 的第五阀门（5-5);所述栗组件包括气栗（4-1)和液压栗（4-2);所述干净水源出水管的另 一端、储水箱出水管的另一端均与反应器进水口（11-2)相连接，所述液压栗（4-2)安装在 反应器进水口（11-2)处；所述储水箱进水管的另一端和单次处理水出水管的另一端均与 气液分离器出水口（15-1)相连接；所述进气管道一端与反应器进气口（11-1)相连接，另一 端与反应器出气口（11-3)及气液分离器出气口（15-2)相连接，所述气栗（4-1)安装在反 应器进气口（11-1)处。4. 根据权利要求3所述的电机调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器，其特征在于， 所述反应器进水口（11-2)处还设有液体流量计（16-1)，所述反应器进气口（11-1)处还设 有气体流量计（16-2)。5. 根据权利要求1所述的电机调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器，其特征在于， 所述光谱检测器（9)具体采用的是石英管或者发光光谱仪，所述石英管的底部紧贴放电区 域，所述发光光谱仪的光纤探头伸入壳体（2)内部。6. 根据权利要求1所述的电机调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器，其特征在于， 所述介质阻挡放电电极阵列（12)每层由10~30对介质阻挡放电电极构成，层数为1~10 层。7. 根据权利要求6所述的电机调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器，其特征在于， 所述介质阻挡放电电极包括作为绝缘介质的石英玻璃管（12-1)和插在石英玻璃管（12-1) 内作为导电电极的不锈钢棒（12-2)，在所述不锈钢棒（12-2)与石英玻璃管（12-1)之间的 间隙中填充有金属粉或者高真空硅脂。8. 根据权利要求7所述的电机调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器，其特征在于， 所述石英玻璃管（12-1)的外径为4. 0-6.Omm、内径为2. 0-4.Omm，所述不锈钢棒（12-2)的 直径为 2. 0-4. 0mm。9. 根据权利要求1所述的电机调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器，其特征在于， 所述冲孔网板（13)具体采用的是涂敷110 2薄膜的冲孔钛板，所述冲孔钛板上均匀分布多 个孔洞（13-1);所述冲孔钛板的厚度为I. 5-3. 0mm，所述TiO2薄膜的厚度为50-200nm;每 个孔洞（13-1)的孔径为0.5-3. 0mm，相邻两个孔洞（13-1)中心间距为1.0-6. 0mm。10. 根据权利要求1所述的电机调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器，其特征在于， 所述壳体（2)的两侧设有绝缘支架（17)，所述底座（1)和绝缘支架（17)采用的是聚四氟乙 烯板材制作。
【专利摘要】本发明公开了一种电机调控水下密集气泡介质阻挡放电反应器，包括底座、安装在底座上的壳体、储水箱、泵组件、阀门组件、高压脉冲电源、数据采集及控制单元、用于产生水下密集气泡两相流的机械搅拌装置、光谱检测器和液位传感器；壳体内设有介质阻挡放电电极阵列、冲孔网板和曝气装置，介质阻挡放电电极阵列与高压脉冲电源相连接；液位传感器、光谱检测器与数据采集及控制单元的输入端相连接，数据采集及控制单元的输出端连接泵组件、阀门组件、高压脉冲电源和调速驱动器，泵组件及阀门组件在数据采集及控制单元的控制下，实现水处理通道的选择和气体的循环。本发明能够处理大流量废水，放电简单，放电区域大，处理效率高，成本低。
【IPC分类】C02F1/32, C02F1/78
【公开号】CN105198034
【申请号】CN201510496829
【发明人】陈秉岩, 王媛, 周灵君, 张敏健, 朱昌平, 费峻涛, 何湘, 文文, 殷澄, 蒋永锋, 单鸣雷
【申请人】江苏省环境科学研究院
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月13日