双介质阻挡放电低温等离子体处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于污染物控制领域，特别涉及一种双介质阻挡放电低温等离子体处理装 置。
【背景技术】
[0002] 化石燃料和金属冶炼产生的烟气中含有多种形态的汞。随着世界各国对大气中 汞污染问题的日益关注，烟气中排放的汞已成为目前我国迫切需要解决的一个重大环境问 题。同时我国面临着严重霾污染问题，捕集烟气颗粒物并实现从源头降低颗粒物排放是解 决霾污染的重要途径。
[0003] 低温等离子体法是一种前景广阔的烟气汞和颗粒物处理方法。它能在大气压下将 烟气中气态的单质汞（Hg°)转化成氧化态汞（Hg2+)和颗粒态汞（Hgp)，使其能被传统的空气 污染控制系统有效去除。低温等离子体中，大部分电能被用来产生紫外线和化学性质活跃 的03、H2O2等分子，以及OH、HO 2和O等基团。这些化学性质活跃的物质和紫外线可以高效 氧化烟气中的汞单质（Hg°)，并能对颗粒物进行荷电。
[0004] 双介质阻挡放电（Double Dielectric Barrier Discharge，DDBD)是介质阻挡放 电（DBD )的一种。介质阻挡放电是一种有绝缘介质插入放电空间的非平衡态气体放电现象， 又称介质阻挡电晕放电或无声放电。双介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工 作。其电极结构的设计形式多种多样，在两个放电电极之间充满某种工作气体，并将两个电 极用绝缘介质覆盖，也可以将介质直接悬挂在放电空间或采用颗粒状的介质填充其中，当 两电极间施加足够高的交流电压时，电极间的气体会被击穿而产生等离子体放电，即产生 了双介质阻挡放电。
[0005] 中国专利CN203507790提供了一种基于陡前沿纳秒脉冲电源的双介质低温等离 子反应器，其包括机壳、瓷介质棒、接地电极和阳电极，机壳两端分别设有进气端和出气端， 瓷介质棒通过两个安装支架轴向安装在机壳内的中部，接地电极以螺旋方式绕装在圆筒状 机壳的表面上，阳电极安装在瓷介质棒上，接地电极与阳电极连接到陡前沿纳秒脉冲电源 的输出端上，该陡前沿纳秒脉冲电源由高压交流电源、高压直流电源和交直流耦合电路连 接构成。该装置实现了燃烧炉大气污染物的协同与集成治理功能，但阳电极设置在瓷介质 棒上实际上未能实现双介质阻挡放电。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种双介质阻挡放电的低温等离子体处理装置。
[0007] -种双介质阻挡放电低温等离子体处理装置，从外到内包括外保护层、外电极、绝 缘介质外管、绝缘介质内管、内电极及内保护结构；该绝缘介质外管套设在该绝缘介质内管 外并与该绝缘介质内管间隔设置，该绝缘介质外管包括一进气口及一出气口；该外电极设 置在该绝缘介质外管的外壁上；该外保护层为耐热的绝缘层，设置在该外电极的外表面，使 该外电极与空气隔绝；该内电极设置在该绝缘介质内管的内壁上；该内保护结构为耐热的 绝缘结构，设置在该绝缘介质内管中并覆盖该内电极，使该内电极与空气隔绝。
[0008] 本发明的双介质阻挡放电低温等离子体处理装置中，该绝缘介质外管与绝缘介质 内管形成双阻挡介质，实现双介质阻挡低温等离子体放电。待处理的气体，如含有汞和气 溶胶颗粒物的烟气从进气口进入等离子体反应区域，被等离子体氧化后的烟气从出气口离 开，捕集效率可以达到95%以上。此外，该外电极与内电极之间可形成电场，使气溶胶微粒 带电并被有效捕集，从而具有静电除尘器的作用，对无机颗粒物的去除特别有效。另外，外 电极及内电极与通入的气体及外部空气均形成隔绝，既保护电极结构，又可以降低处理过 程消耗的电能，保证等离子体放电仅发生在绝缘介质外管与绝缘介质内管之间的区域中， 从而使得反应可以长时间稳定连续进行。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明实施例双介质阻挡放电低温等离子体处理装置的结构示意图。
[0010] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0011] 下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的一种双介质阻挡放电低温等离子 体处理装置做进一步的详细说明。
[0012] 请参阅图1，本发明提供一种双介质阻挡放电低温等离子体处理装置100,从外到 内包括外保护层110、外电极120、绝缘介质外管130、绝缘介质内管140、内电极150及内保 护结构160。
[0013] 该绝缘介质外管130的直径大于绝缘介质内管140的直径，套设在该绝缘介质内 管140外并与该绝缘介质内管140间隔设置。该绝缘介质外管130与该绝缘介质内管140 间的空隙是等离子体反应发生的场所。优选地，该绝缘介质外管130与该绝缘介质内管140 同轴设置。该绝缘介质外管130与绝缘介质内管140之间的距离优选为3 mm~10 mm，本实 施例中为5mm。该绝缘介质外管130与绝缘介质内管140的管壁厚度优选为2 mm~4 mm，本 实施例中为2 mm。该绝缘介质内管140的直径优选为20 mm~100 mm，本实施例中为42 mm。 该绝缘介质外管130与绝缘介质内管140优选为圆柱管。该绝缘介质外管130进一步包括 一进气口 132及一出气口 134,分别靠近该绝缘介质外管130的两端设置，优选为设置在该 绝缘介质外管130的侧壁上。该进气口 132及出气口 134用于向该绝缘介质外管130与该 绝缘介质内管140之间通入需要处理的气体，如通入含有烟气汞和颗粒物的废气。该绝缘 介质外管130与绝缘介质内管140优选为竖直设置，该进气口 132优选设置在靠近该绝缘 介质外管130的底端，该出气口 134优选设置在靠近该绝缘介质外管130的顶端。该进气 口 132优选设置在该绝缘介质外管130与绝缘介质内管140具有耐热性能，材料可以为石 英、陶瓷或耐热玻璃。
[0014] 该外电极120设置在该绝缘介质外管130的外壁上，优选为具有筒状结构，环绕该 绝缘介质外管130的外壁设置。举例来说，该外电极120可以是围绕在该绝缘介质外管130 的外壁上的金属膜、金属丝或金属带。该外电极120的材料优选为导电性好的金属材料，如 铜、金或银。例如该外电极120为螺旋围绕在该绝缘介质外管130外壁上的铜带。该外电 极120为等离子体发生器的低压电极或接地电极。
[0015] 该外保护层110为耐热的绝缘层，设置在该外电极120的外表面，使该外电极120 与空气隔绝，从而工作时不会使绝缘介质外管130外的空气发生等离子体放电，提高该外 电极120的耐用性。该外保护层110可以仅设置在该外电极120表面或整体包裹该绝缘介 质外管130,优选为完全覆盖该外电极120。具体地，该外保护层110可以为贴附在该外电 极120表面的耐热绝缘胶带或涂附在该外电极120表面的真空硅脂。
[0016] 该内电极150设置在该绝缘介质内管140的内壁上，具有筒状结构，环绕该绝缘介 质内管140的内壁设置。举例来说，该内电极150可以是套设在该绝缘介质内管140中的 金属管或围绕在该绝缘介质内管140的内壁上的金属膜、金属丝或金属带。该内电极150 的材料优选为导电性好的金属材料，如铜、金或银。例如该内电极150为套设在该绝缘介质 内管140中的铜管。该外电极120为等离子体发生器的高压电极或供电电极。
[0017] 该内保护结构160为耐热的绝缘结构，设置在该绝缘介质内管140中并覆盖该内 电极150,使该内电极150与空气隔绝，从而工作时不会使绝缘介质内管140内的空气发生 等离子体放电，提高该内电极150的耐用性。在一实施例中，该内保护结构160可以为内保 护层，仅设置在该内电极150表面或整体覆盖该绝缘介质内管140的内壁，优选为完全覆盖 该内电极150。具体地，该内保护层可以为贴附在该内电极150表面的耐热绝缘胶带或涂附 在该内电极150表面的真空硅脂。在另一实施例中，该内保护结构160为一芯柱，填充在该 绝缘介质内管140中，从而排除绝缘介质内管140中的空气。该芯柱的材料可以与该绝缘 介质内管140材料相同，与该绝缘介质内管140同轴设置。
[0018] 该双介质阻挡放电低温等离子体处理装置100中，该绝缘介质外管130与绝缘介 质内管140为双阻挡介质，工作时内电极150连接高压电源，外电极120接地，在双介质间 的区域内产生低温等离子体放电。待处理的气体，如含有汞和气溶胶颗粒物的