用于废气处理的大产量低温等离子发生器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于废气处理的大产量低温等离子发生器，包括若干排平行设置的正电极等离子发生管组和负电极等离子发生管组，正、负电极等离子发生管组中的每一根正、负电极等离子发生管分别与对应的发生管正电极和发生管负电极连接，发生管正电极通过发生管正电极连接片及正电极连接线与变频升压电源的正极接线端子连接，发生管负电极通过发生管负电极连接片及正电极连接线与变频升压电源的正极接线端子连接；正、负电极等离子发生管两端通过绝缘发生管固定板固定，发生管组外部由绝缘板围住，绝缘板的端部与绝缘发生管固定板固定连接。本实用新型制造简单，电子能量高，等离子密度大，运行可靠，适用于各种非易燃易爆工业有机废气处理。
【专利说明】
用于废气处理的大产量低温等离子发生器
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及一种用于废气处理的大产量低温等离子发生器。
【背景技术】
[0002]目前，实际应用于废气处理的双介质低温等离子发生器，采用废气流经发生管内的等离子处理技术，而这种处理技术，因其放电面积的制约，使其放电功率小，等离子产量低，难以达到工业废气处理的要求，只能多台组合，体积庞大，耗材多，生产成本高，特别对高浓度、大气量的工业废气处理，难以适应当前空气治理的要求。另外，发生管的直径受限，直径过大，势必放电电压升高，造成电源制作困难，危险性增大;为增加处理效果，增加发生管的长度，气体流经管内，温度升高，相对细长的玻璃管因气体受热会受损，甚至会爆破发生危险。
[0003]中国专利申请2013100605372公开了一种大风量低浓度等离子体废气处理装置，包括等离子壳体，其上设进、出气口，其内腔至少一横截面内安装若干等离子体发生器，同一横截面的等离子体发生器间相互连接，等离子体发生器垂直进气口，等离子体发生器包括绝缘基座，基座前、后面连接气流均布栅，基座内腔左、右板间由上至下垂直连接若干层电极丝和若干个电极板，各电极板间及其与各层电极丝间相互平行，各电极板与各层电极丝交错设置，各电极板与相邻电极丝间距相等，各层电极丝均匀、间隔设置，各电极板、电极丝分别连接引出线，二者引出线分别与高压交流电源的接地端和高压端连接。该专利申请的技术缺陷在于:一是单位面积等离子强度低。该专利申请的发生器由于是电极板和电极丝之间放电，电极丝的直径仅为Imm左右，并且是电极丝的两个测面放电，放电面积极小，功率加不上去，实际测试每只管最大功率10-30瓦，工业废气一般每小时几万立方到几十万立方，气体通过时风量大、流速快，不能有效处理废气。
[0004]二是电极丝易损坏。该专利申请的发生器，其电极丝是裸露的，直接与废气接触，废气中含有水分、杂质以及腐蚀性的物质。当电极放电时，电极丝温度升高，表面氧化腐蚀，因氧化腐蚀层的形成影响了热量的散发和放电效果，设备性能逐渐降低，长时间运行后电极丝就损坏了。
[0005]中国专利ZL2015201113257公开了一种用于处理有机废气的组合式低温等离子发生器，包括立方形边框，所述立方形组合边框左右两侧设置有电极安装板，所述的两个电极安装板上通过绝缘橡胶套设置有两根平行的正极固定杆，所述的两根正极固定杆上等间距的设置有多个正极放电块，所述的电极安装板的四个角上设置有四根负极固定杆，负极固定杆两端通过螺栓固定在电极安装板上，负极固定杆上等间距的设置有多片负极板，所述的负极板与正极放电块交错布置。该专利与前述专利申请2013100605372—样，同样存在了单位面积等离子强度低和是电极片易损坏的技术不足。另外该专利的发生器，采用多个放电块，这样，放电的频率和电压是固定的，当处理废气的物质、浓度、流量、压力改变时，需要及时调整电源的频率、电压，从而也调整放电功率。【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于废气处理的大产量低温等离子发生器，其采用双介质阻挡放电技术，采用高频、高压逆变电源，高朋桂玻璃为介质，制造简单，电子能量高，密度大。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:
[0008]一种用于废气处理的大产量低温等离子发生器，包括若干排平行设置的正电极等离子发生管组和负电极等离子发生管组，正、负电极等离子发生管组中的每一根正、负电极等离子发生管分别与对应的发生管正电极和发生管负电极连接，发生管正电极通过发生管正电极连接片及正电极连接线与变频升压电源的正极接线端子连接，发生管负电极通过发生管负电极连接片及正电极连接线与变频升压电源的正极接线端子连接;若干平行设置的正、负电极等离子发生管的两端通过绝缘发生管固定板固定，若干正、负电极等离子发生管组成的发生管组外部由绝缘板围住，且绝缘板的端部分别与绝缘发生管固定板固定连接；
[0009]相邻排正、负电极等离子发生管组中的正、负电极等离子发生管错位排列；
[0010]所述正、负电极等离子发生管均由介质玻璃管、导电金属粉和绝缘塞组成，介质玻璃管内装有导电金属粉，两端用绝缘塞封堵，其中一端绝缘塞中插有接电电极，且接电电极伸入到导电金属粉中。
[0011]处于非边缘的每一个正或负电极等离子发生管的周围等距离设置有四个负或正电极等离子发生管;使一个正或负电极等离子发生管周边相邻等距离4个负或正电极等离子发生管形成放电，这样放电面积更均匀稳定，从而等离子发生效率高。
[0012]正、负电极等离子发生管之间形成双介质阻挡放电，气体在介质玻璃管之间的间隙里通过，将所述发生管放电所产生的热量带走，使所述发生管能够长时间不间断运行。双介质是指在正负放电电极之间有双层的放电介质，电离气体在两个介质之间的空间内通过，等离子在此空间内产生，玻璃管内的金属粉是电极，并排两个玻璃管之间形成双介质。介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，DBD)是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电，如没有介质阻挡，要么不放电，要么被电压击穿。
[0013]所述正、负电极等离子发生管长度均为1000mm-2000mm，直径为1mm-15mm。
[0014]所述发生管正、负电极均为直径4_6mm且一端带螺纹的不锈钢棒，带螺纹的一端分别与对应的发生管正、负电极连接片连接，另一端插入对应的正、负电极等离子发生管内的导电金属粉中。
[0015]所述发生管正、负电极连接片为不锈钢片，厚度为1-1.5mm，宽度10-15mm。
[0016]所述绝缘发生管固定板为厚度15mm-25mm的聚四氟乙烯或环氧树脂板，按照介质玻璃管的直径在绝缘固定板上钻上孔，插入介质玻璃管从而固定起来，并使各个所述发生管之间绝缘隔离。绝缘发生管固定板将各个电极等离子发生管按一定几何图形相排列。
[0017]所述绝缘板为厚度的聚四氟乙烯或环氧树脂板，将所述等离子发生管围起来。
[0018]所述绝缘板围城一方形体，其中相对两侧面上分别开有进气孔和出气孔。
[0019]所述介质玻璃管的长度为1000mm-2000mm，直径为10臟-15111111、壁厚1111111-21]11]1的玻璃管，材质为高硼硅玻璃或石英玻璃，介质玻璃管是等离子发生时的放电管，玻璃为放电介质。
[0020]所述绝缘塞材质为聚四氟乙烯，塞在介质玻璃管两端，密封介质玻璃管内的导电金属粉。
[0021]所述导电金属粉是装填在放电玻璃管内不锈钢粉或铝粉，起到放电金属棒的作用。
[0022]所述升压变压器是将供电电网380V/50HZ的供电进行升压变频的电源，变频电源为功率5-100kVA、电压3kV-9kV、频率lkHZ-6kHZ，功率、电压、频率均可调，满足等离子发生时的放电要求。
[0023]本实用新型应用时，待处理的原气体从等离子发生器一侧进入等离子发生器后，随即进入放电区多只放电管形成一个整体放电区。单组正电极发生管和单组负电极发生管错位排列，使一个正电极发生管(或负电极发生管)周边相邻等距离4个负电极发生管(或正电极发生管)形成放电，这样放电面积更均匀稳定，从而等离子发生效率高。发生管之间形成双介质阻挡放电，气体在玻璃管之间的间隙里通过，将发生管放电所产生的热量带走，使发生管能够长时间不间断运行。由于放电介质玻璃保护了放电的电极，使电极免受气体的腐蚀性还是杂质水分的影响，大大延长了发生管的使用寿命。
[0024]本发明的发生器，电极在石英玻璃管里面，与废气以及外界完全隔离，电极不会受到氧化损害。具有极低的热膨胀系数，高的耐温性，极好的化学稳定性，优良的电绝缘性，低而稳定的超声延迟性能，最佳的透紫外光谱性能，能抵抗各种废气的侵蚀，使等离子发生稳定可靠。另外，玻璃管内的金属粉作为电极，细小的金属粉颗粒均匀附着在石英管内壁上，使得等离子发生更均匀。
[0025]与现有的等离子发生器相比，本实用新型具有以下明显优势:
[0026]1)、实现等离子发生量的大产量化。现有的等离子发生器普遍采用单管单电源，为实现产量增加累加电源和发生管，致使体积庞大难于控制，致使单套等离子发生装置发生量较难做大，难以满足实际需要。该实用新型的供电电源采用变频器和特种升压变压器组成，电源容量Ι-lOOkVA，单个箱体内的匹配的发生管10-1000支;本发明的发生器电极直径10-15mm,每个电极和相邻的4个电极放电，每只管最大功率10-1000瓦可调，并且可层层叠加，占用很小面积。
[0027]2)等离子发生效率高。单组正电极发生管和单组负电极发生管错位排列，使一个正电极(或负电极)周边相邻等距离4个负电极(或正电极)，这样放电面积更均与稳定，从而等离子发生效率高，可提高25-30%。
[0028]3)结构紧凑，等离子密度大。所有等离子发生管均匀分布在一个箱体内，使之形成一个放电整体，可产生大密度的等离子体，满足各种实际需求。
[0029]4)实现节能。放电频率可调，放电电压可调，功率可调，使发生器的电路处于谐振点，节能能源。本发明根据处理废气的气量和成分不同，可增加或减少放电管的数量，调整电源功率及其频率，适用于各种非易燃易爆的各种工业有机废气处理。本发明适应性强、不同的废气处理后排放达标，产品更节能。。
[0030]5)稳定可靠。采用双介质放电，玻璃管保护放电电极，加之上述的4个特点，设备运行稳定可靠，大大延长了设备使用寿命。
[0031]6)制造工艺简单，选材易，成本低。发生器采用绝缘板、玻璃管、金属粉、不锈钢片、不锈钢棒等，制造工艺简单，生产材料易选，易于加工生产，生产成本低。
[0032]本实用新型用工艺简单的方法制造单台大产量、高密度的等离子发生体，生产成本低，且运行可靠节能。产品易批量生产，适用于各种非易燃易爆的各种工业有机废气处理。本实用新型具有较大的市场推广价值和市场实用价值。
【附图说明】
[0033]图1是去掉外部箱体的发生器结构示意图；
[0034]图2是发生器结构示意图；
[0035]图3是发生管固定结构示意图；
[0036]图4是图3的A-A向剖面图；
[0037]图5是发生管放电示意图；
[0038]图6是发生管放电局部不意图；
[0039]图7是发生管结构示意图；
[0040]其中，1、等离子发生管;2、发生管负电极;3、发生管正电极;4、发生管正电极连接片;5、发生管负电极连接片;6、正电极连接线;7、负电极连接线;8、变频升压电源;9、发生管绝缘固定板；10、绝缘挡板；11、介质玻璃管；12、带电极的绝缘塞；13、导电金属粉；14、绝缘塞。
【具体实施方式】
[0041 ]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0042]如图1-图7所示，用于废气处理的大产量低温等离子发生器，包括等离子发生管I以及连接到等离子发生管I上的等离子发生管负电极2和等离子发生管正电极3，发生管正电极3用发生管正电极连接片4连接，发生管负电极2用发生管负电极连接片5连接。正电极连接线6将发生管正电极连接片4和变频升压电源8的正极接线端子连接起来，负电极连接线7将发生管负电极连接片5和变频升压电源8的负极接线端子连接起来。绝缘发生管固定板9固定等离子发生管两端。等离子发生管由介质玻璃管11、带电极的绝缘塞12、导电金属粉13和绝缘塞14组成，发生管周边用绝缘板10围起。
[0043]升压变压器8是将供电电网380V/50HZ的供电进行升压变频的电源，变频电源为功率5-1 OOkVA、电压3kV-9kV、频率I kHZ-6kHZ，功率、电压、频率均可调。
[0044]正电极连接线6将发生管正电极连接片4和变频升压电源8的正极接线端子连接起来，负电极连接线7将发生管负电极连接片5和变频升压电源8的负极接线端子连接起来。
[0045]发生管正电极连接片4是将各个发生管的正电极串联连接起来的316L不锈钢片，厚度为 1_1.5mm，宽度 10_15mm。
[0046]发生管负电极连接片5是将各个发生管的负电极串联连接起来的316L不锈钢片，厚度为 1_1.5mm，宽度 10_15mm。
[0047]发生管正电极3为Φ4-6πιπι L且一端带螺纹的316L不锈钢棒;带螺纹的一端与正电极连接片连接，另一端插入发生管内的导电金属粉。
[0048]发生管负电极2为Φ4_6πιπι且一端带螺纹的316L不锈钢棒;带螺纹的一端与负电极连接片连接，另一端插入发生管内的导电金属粉。
[0049]等离子发生管I由介质玻璃管11、带电极的绝缘塞12、导电金属粉13和绝缘塞14组成;介质玻璃管为长度L1000-2000mm，直径Φ10-15πιπι、壁厚l-2mm的玻璃管，材质为高硼硅玻璃或石英玻璃;绝缘塞材质为聚四氟乙烯;导电金属粉为不锈钢粉或铝粉。
[0050]发生管绝缘固定板9为厚度15-25mm的聚四氟乙烯或环氧树脂板，按照介质玻璃管的直径在绝缘固定板上钻上孔，插入介质玻璃管从而固定起来。
[0051]绝缘板10为厚度2-4mm的聚四氟乙烯或环氧树脂板，将发生管围起来。
[0052]如图1、图2所示，待处理的原气体从等离子发生器左侧进入等离子发生器后，随即进入放电区多只放电管形成一个整体放电区。单组正电极发生管和单组负电极发生管错位排列，处于非边缘的每一个正或负电极等离子发生管的周围等距离设置有四个负或正电极等离子发生管;使一个正电极发生管(或负电极发生管)周边相邻等距离4个负电极发生管(或正电极发生管)形成放电，如图5、图6所示，C负电极发生管和相邻的A、B、D、E正电极发生管形成放电。同样，E负电极发生管和相邻的C、F、H、G正电极发生管形成放电。这样放电面积更均与稳定，从而等离子发生效率高。
[0053]发生管之间形成双介质阻挡放电，气体在玻璃管之间的间隙里通过，将发生管放电所产生的热量带走，使发生管能够长时间不间断运行。如图1、图2所示，处理后的气体由等离子发生器右侧排出。由于放电介质玻璃保护了放电的电极，使电极免受气体的腐蚀性还是杂质水分的影响，大大延长了发生管的使用寿命。
[0054]放电频率可调，放电电压可调，功率可调，使发生器的电路处于谐振点，节能能源。
[0055]根据处理废气的气量和成分不同，可增加或减少放电管的数量，调整电源功率及其频率，适用于各种非易燃易爆的各种工业有机废气处理。
[0056]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出各种修改或变形仍在本实用新型保护范围以内。
【主权项】
1.一种用于废气处理的大产量低温等离子发生器，其特征是，包括若干排平行设置的正电极等离子发生管组和负电极等离子发生管组，正、负电极等离子发生管组中的每一根正、负电极等尚子发生管分别与对应的发生管正电极和发生管负电极连接，发生管正电极通过发生管正电极连接片及正电极连接线与变频升压电源的正极接线端子连接，发生管负电极通过发生管负电极连接片及正电极连接线与变频升压电源的正极接线端子连接;若干平行设置的正、负电极等离子发生管的两端通过绝缘发生管固定板固定，若干正、负电极等离子发生管组成的发生管组外部由绝缘板围住，且绝缘板的端部分别与绝缘发生管固定板固定连接;相邻排正、负电极等离子发生管组中的正、负电极等离子发生管错位排列； 所述正、负电极等离子发生管均由介质玻璃管、导电金属粉和绝缘塞组成，介质玻璃管内装有导电金属粉，两端用绝缘塞封堵，其中一端绝缘塞中插有接电电极，且接电电极伸入到导电金属粉中。2.如权利要求1所述的用于废气处理的大产量低温等离子发生器，其特征是，处于非边缘的每一个正或负电极等离子发生管的周围等距离设置有四个负或正电极等离子发生管；使一个正或负电极等离子发生管周边相邻等距离4个负或正电极等离子发生管形成放电。3.如权利要求1所述的用于废气处理的大产量低温等离子发生器，其特征是，正、负电极等离子发生管之间形成双介质阻挡放电，气体在介质玻璃管之间的间隙里通过，将所述发生管放电所产生的热量带走，使所述发生管能够长时间不间断运行。4.如权利要求1所述的用于废气处理的大产量低温等离子发生器，其特征是，所述正、负电极等离子发生管长度均为1000111111-2000111111，直径为10111111-151111]1。5.如权利要求1所述的用于废气处理的大产量低温等离子发生器，其特征是，所述发生管正、负电极均为直径4_6mm且一端带螺纹的不锈钢棒，带螺纹的一端分别与对应的发生管正、负电极连接片连接，另一端插入对应的正、负电极等离子发生管内的导电金属粉中。6.如权利要求1所述的用于废气处理的大产量低温等离子发生器，其特征是，所述发生管正、负电极连接片为不锈钢片，厚度为1-1.5mm，宽度10-15mm。7.如权利要求1所述的用于废气处理的大产量低温等离子发生器，其特征是，所述绝缘发生管固定板为厚度15mm-25mm的聚四氟乙烯或环氧树脂板，按照介质玻璃管的直径在绝缘固定板上钻上孔，插入介质玻璃管从而固定起来，并使各个所述发生管之间绝缘隔离。8.如权利要求1所述的用于废气处理的大产量低温等离子发生器，其特征是，所述绝缘板为厚度2_4mm的聚四氟乙烯或环氧树脂板，将所述等离子发生管围起来;所述绝缘板围城一方形体，其中相对两侧面上分别开有进气孔和出气孔。9.如权利要求1所述的用于废气处理的大产量低温等离子发生器，其特征是，所述介质玻璃管的长度为1000-2000mm，直径为10-15mm、壁厚l-2mm的玻璃管，材质为高硼硅玻璃或石英玻璃，介质玻璃管是等离子发生时的放电管，玻璃为放电介质； 所述绝缘塞材质为聚四氟乙烯，塞在介质玻璃管两端，密封介质玻璃管内的导电金属粉； 所述导电金属粉是装填在放电玻璃管内不锈钢粉或铝粉。10.如权利要求1所述的用于废气处理的大产量低温等离子发生器，其特征是，所述升压变压器是将供电电网380V/50HZ的供电进行升压变频的电源，变频电源为功率5-100kVA、电压3kV-9kV、频率I kHZ-6kHZ，功率、电压、频率均可调，满足等离子发生时的放电要求。
【文档编号】B01D53/32GK205412623SQ201620266695
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】赵凤明
【申请人】赵凤明