一种等离子体气体处理装置的制作方法

本发明涉及气体处理的技术领域，尤其涉及一种等离子体气体处理装置。

背景技术：

近年来，随着经济的发展，化工企业大量新起，企业环保投资的力度不够，导致了大量工业有机废气的排放，致使大气环境质量下降，给人体健康带来严重危害，因此需要加大对有机废气的处理。目前，有机废气的处理时普遍采用的是有机废气活性炭吸附处理法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法等，但上述废气处理方法对于处理低浓度、大流量有机废气仍然存在转化效率低、净化效果差的问题。采用低温等离子技术处理挥发性有机物是近年来兴起的技术，其可以解决上述传统有机废气处理方法不能解决的问题。

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

现有技术中的低温等离子废气处理设备，一般采用平行面式的芒刺-平板式放电结构，这种静态的放电结构对于气体的扰动小，气体的处理效果不够理想。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本发明提供的一种等离子体气体处理装置，该气体处理装置增强了反应腔内气体的扰动，不仅具有很好的气体处理效果，而且结构简单、制造成本低。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种等离子体气体处理装置，包括壳体，所述壳体限定出一反应腔；进气口和出气口，分别设置在所述壳体的两端，并与所述反应腔连通；多个呈阵列设置的等离子体发生单元，且相邻阵列的等离子体发生单元交叉设置；和控制单元，所述控制单元与所述等离子体发生单元连接，其中，

所述等离子体发生单元包括相对且间隔设置的正电极部和负电极部，所述正电极部包括位于所述反应腔内的第一放电体，所述负电极部包括位于所述反应腔内的第二放电体，所述第一放电体和第二放电体交错设置，

所述控制单元用于控制所述第一放电体和第二放电体相对于所述壳体的旋转。

进一步的，所述进气口和出气口限定出气体的流动方向，在所述壳体位于所述气体的流动方向两侧的侧面上各开设n个通孔，所述n个通孔用于固定所述正电极部和负电极部。

进一步的，所述正电极部包括第一绝缘套筒和正电极，所述第一绝缘套筒套于第一通孔内，所述正电极穿过所述第一绝缘套筒并将所述第一放电体伸入所述反应腔内；

所述负电极部包括第二绝缘套筒和负电极，所述第二绝缘套筒套于第二通孔内，所述负电极穿过所述第二绝缘套筒并将所述第二放电体伸入所述反应腔内；

所述第一通孔和第二通孔相对的设置在所述壳体的两个侧面上。

进一步的，所述正电极包括正电极棒和设置在所述正电极棒端部的正放电头，所述正放电头呈L形，所述L形正放电头的长边与所述正电极棒连接，其短边向所述反应腔的中轴线方向垂直延伸，所述第一放电体设置在所述L形正放电头的短边端部。

进一步的，所述负电极包括负电极棒和设置在所述负电极棒端部的负放电头，所述负放电头呈L形，所述L形负放电头的长边与所述负电极棒连接，其短边向所述反应腔的中轴线方向垂直延伸，所述第二放电体设置在所述L形负放电头的短边端部，且所述第一放电体与第二放电体的连线与所述反应腔的中轴线呈一定角度。

进一步的，所述控制单元包括第一变频电机和第二变频电机，所述第一变频电机的输出轴与所述正电极棒连接，所述第二变频电机的输出轴与所述负电极棒连接，通过改变所述第一变频电机和第二变频电机的转动频率来调节所述第一放电体和第二放电体相对于所述壳体的转速。

优选的，所述第一变频电机和第二变频电机的转动频率相同。

优选的，所述第一放电体和第二放电体的转动方向一致。

优选的，所述第一绝缘套筒和第二绝缘套筒的材质为SiO₂或陶瓷。

优选的，所述第一绝缘套筒与所述第一通孔过盈配合，所述第二绝缘套筒与所述第二通孔过盈配合。

本发明的一种等离子体气体处理装置，具有如下有益效果：

1、本发明的等离子体发生单元的第一放电体和第二放电体交错设置且均相对于所述壳体旋转。工作时，第一放电体和第二放电体之间的等离子体与需要处理的气体发生扰动性接触，有效的提高了气体的处理效果。

2、本发明的处理装置内设有多个呈阵列的等离子体发生单元，使得反应腔内等离子体工作强度高，增强了气体处理效果。

3、本发明的处理装置内的相邻阵列的等离子体发生单元交叉设置，使得气体穿过反应腔时，在等离子体阵列内接触均匀，避免气体短路，有效的提高了气体的处理效果。

4、处理装置的控制单元用于控制所述第一放电体和第二放电体相对于所述壳体的旋转并且其旋转速度可控，从而达到了扰动速率的调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例的一种等离子体气体处理装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的一种等离子体气体处理装置的俯视图。

图中：1-壳体，2-反应腔，3-等离子体反应单元，4-等离子体，11-进气口，12-出气口，31-正电极部，32-负电极部，311-第一绝缘套筒，312-正电极，312a-正电极棒，312b-正放电头，312c-第一放电体，321-第二绝缘套筒，322-负电极，322a-负电极棒，322b-负放电头，322c-第二放电体，51-第一通孔，52-第二通孔

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例

本实施例提供的一种等离子体气体处理装置，该气体处理装置增强了反应腔内气体的扰动，不仅具有很好的气体处理效果，而且结构简单、制造成本低。

请参阅图1和图2，其中图1为本发明实施例的一种等离子体气体处理装置的结构示意图；图2所示为本发明实施例的一种等离子体气体处理装置的俯视图。

由图可知，本实施例的等离子体气体处理装置包括壳体1，所述壳体1限定出一反应腔2；进气口11和出气口12，分别设置在所述壳体1的前后两端，并与所述反应腔2连通，所述进气口11和出气口12用于引导气体进入反应腔2内和排出所述反应腔2；多个呈阵列设置的等离子体发生单元3，相邻阵列的等离子体发生单元3交叉设置。

壳体1的形状不受限制，考虑到一般气体的体积流量较大，本实施例优选的，将壳体1的形状设置为方体，既便于制造也便于安装和运输。

所述等离子体发生单元包括相对且间隔设置的正电极部31和负电极部32，所述正电极部31包括位于所述反应腔2内的第一放电体312c，所述负电极部32包括位于所述反应腔2内的第二放电体322c，所述第一放电体312c和第二放电体322c交错设置。

所述进气口11和出气口12限定出气体的流动方向，在所述壳体1位于所述气体的流动方向两侧的侧面上各开设n个通孔51,52，所述n个通孔51,52用于固定所述正电极部31和负电极部32。

所述正电极部31包括第一绝缘套筒311和正电极312，所述第一绝缘套筒311套于第一通孔51内，所述正电极312穿过所述第一绝缘套筒311并将所述第一放电体312c伸入所述反应腔2内。

所述负电极部32包括第二绝缘套筒321和负电极322，所述第二绝缘套筒321套于第二通孔52内，所述负电极322穿过所述第二绝缘套筒321并将所述第二放电体322c伸入所述反应腔2内。所述第一通孔51和第二通孔52相对的设置在所述壳体1的两个侧面上。

本实施例优选的，所述第一绝缘套筒311和第二绝缘套筒321的材质为SiO₂或陶瓷。

本实施例优选的，所述第一绝缘套筒311与所述第一通孔51过盈配合，所述第二绝缘套筒321与所述第二通孔52过盈配合。

具体的，如图1所示，正电极部31设置在壳体1的上侧面，负电极部32设置在壳体1的下侧面，且正电极部31和负电极部32相对。第一通孔51设置在壳体1的上侧面，第二通孔52设置在壳体1的下侧面，第一绝缘套筒311和第二绝缘套筒321分别固定在相对设置的第一通孔51和第二通孔52中。正电极312穿过第一绝缘套筒311，其一端伸入反应腔2，另一端露出第一绝缘套筒311外，用于与外部电源连接等连接。负电极322穿过第二绝缘套筒321，其一端伸入反应腔2，另一端露出第二绝缘套筒321外，用于与外部电源等连接。

具体的，所述正电极312包括正电极棒312a和设置在所述正电极棒312a端部的正放电头312b，所述正放电头312b呈L形，所述L形正放电头312b的长边与所述正电极棒312a连接，其短边向所述反应腔2的中轴线方向垂直延伸，所述第一放电体312c设置在所述L形正放电头312b的短边端部。

具体的，所述负电极322包括负电极棒322a和设置在所述负电极棒322a端部的负放电头322b，所述负放电头322b呈L形，所述L形负放电头322b的长边与所述负电极棒322a连接，其短边向所述反应腔2的中轴线方向垂直延伸，所述第二放电体322c设置在所述L形负放电头322b的短边端部，且所述第一放电体312c与第二放电体322c的连线与所述反应腔2的中轴线呈一定角度。

请参阅图1，位于反应腔2上部的第一放电体312c和位于反应腔下部的第二放电体322c不在同一轴线上，二者交错设置，待处理气体从二者之间的空间穿过并反应。

阅读图2可知，多个等离子体发生单元呈阵列设置，且相邻的阵列交叉布置。本实施例的处理装置设有三个阵列的等离子体发生单元3，这三个阵列平行设置。其中两个阵列均由三个等离子体发生单元3组成，在这两个阵列之间设有第三个阵列，该第三个阵列由两个等离子体发生单元3组成，且这两个等离子体发生单元3分别与另外两个阵列的等离子体发生单元3交错布置，从而可以有效的避免气体的短路，增强气体的处理效果。

本实施的等离子体气体处理装置还包括控制单元，所述控制单元与所述等离子体发生单元3连接。所述控制单元用于控制所述第一放电体312c和第二放电体322c相对于所述壳体1的旋转。

作为一种可选的实施方式，所述控制单元包括第一变频电机和第二变频电机，所述第一变频电机的输出轴与所述正电极棒312a连接，所述第二变频电机的输出轴与所述负电极棒322a连接，通过改变所述第一变频电机和第二变频电机的转动频率来调节所述第一放电体312c和第二放电体322c相对于所述壳体1的转速。

本实施例优选的，所述第一变频电机和第二变频电机的转动频率相同。当然，可以理解的，第一变频电机和第二变频电机的转动频率也可以不同。

本实施例优选的，所述第一放电体312c和第二放电体322c的转动方向一致，以降低控制难度。

本实施例的等离子体气体处理装置工作时，接通高压电源，待处理气体由进气口11进入反应腔2内，在穿过反应腔2时，在由电源所产生的高压高频电场的作用下，反应腔2内上下旋转的第一放电体312c和第二放电体322c放电，产生等离子体4。该状态下，反应腔2内部充满大量高能电子、离子、激发态原子以及自由基(如超氧离子自由基)粒子等高活性物质，这些高活性物质与废气中的污染物进行一系列复杂的物理化学反应，将污染物的化学键打开并氧化分解污染物，达到去除的目的。此外，高能电子还能裂解气体中细菌的分子键，破坏细菌的核酸(DNA)，而超氧离子自由基(O^2-、O^-)与氧分子结合可以进一步生产臭氧，被破坏的细菌的核酸再通过臭氧的氧化反应，从而达到净化及杀灭细菌的目的。

由于等离子体4与气体的流动方向呈一定角度且在处理过程中通过控制单元可以不断调节第一放电体312c和第二放电体322c旋转速度及方向，从而对其中的气体产生强烈的扰动效应，该扰动效应增加了未处理气体和已处理气体的混合程度，进而增强了气体的处理效果。而反应腔2内的等离子体发生单元3呈阵列设置的，气体在向出气口12流动的过程中受到多次的处理，大大提高了气体的处理效果。

本实施例的等离子体气体处理装置具有如下的有益效果：

1、本发明的等离子体发生单元的第一放电体和第二放电体交错设置且均相对于所述壳体旋转。工作时，第一放电体和第二放电体之间的等离子体与需要处理的气体发生扰动性接触，有效的提高了气体的处理效果。

2、本发明的处理装置内设有多个呈阵列的等离子体发生单元，使得反应腔内等离子体工作强度高，增强了气体处理效果。

3、本发明的处理装置内的相邻阵列的等离子体发生单元交叉设置，使得气体穿过反应腔时，在等离子体阵列内接触均匀，避免气体短路，有效的提高了气体的处理效果。

4、处理装置的控制单元用于控制所述第一放电体和第二放电体相对于所述壳体的旋转并且其旋转速度可控，从而达到了扰动速率的调节。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。