一种低温等离子水下放电固氮装置的制作方法

本发明属于等离子放电，具体涉及一种低温等离子水下放电固氮装置。

背景技术：

1、目前利用等离子体法固氮的装置是以n2/h2混合气体等气体为原料的气相放电等离子体固氮，由于都是气体，装置气密性要求较高，带来的问题是故障率的增加和生产成本的增加。且反应若涉及氢气和其他气体的混合气体，除了气体成本较高外，还容易发生爆炸，反应安全性差。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明设计了一种低温等离子水下放电固氮装置。

2、本发明采用如下技术方案实现：

3、一种低温等离子水下放电固氮装置，包括壳体，所述壳体的底部设有开口，所述壳体卡接在外壳底座板上；

4、所述壳体的一侧设有进气端口，所述进气端口通过气管与放电所需的空气气源相连，所述壳体的另一侧设有高压进线端口，所述高压进线端口用来穿过高压电极的进线；

5、所述外壳底座板的上表面通过第一固定柱与pcb基板固定连接，所述pcb基板上焊接有高压放电针底座，所述高压放电针底座呈“倒置的桌子”状，所述高压放电针底座的中间有通槽，所述通槽内安装有高压放电针管，所述高压放电针管作为高压电极；

6、所述高压放电针底座通过导线与高压电极的进线连通；

7、所述高压放电针管外侧设有介质管，所述介质管为中空结构，所述介质管的内壁与高压放电针管外壁紧密贴合；

8、所述外壳底座板上设有多个孔位，所述介质管的顶部穿过孔位，所述外壳底座板与介质管接触的地方用胶紧密粘结固定，并实现密闭性；

9、所述外壳底座板的下表面通过第二固定柱和接地孔板固定相连，所述接地孔板放置在高压放电针管的下方，所述接地孔板与高压电源地线连接。

10、进一步的，所述通槽内设有内螺纹，所述高压放电针管的端部设有外螺纹，所述通槽和高压放电针管为螺纹连接。

11、进一步的，所述介质管的厚度为1mm-2mm，所述介质管的材质为石英玻璃、陶瓷或四氟乙烯。

12、进一步的，所述介质管的底面位于高压放电针管的底面的下方2-5mm处。

13、进一步的，所述接地孔板为不锈钢冲孔金属板，所述接地孔板上开设有若干个直径为2~10mm的圆形冲孔，能够实现在气压的作用下保证水的流动性畅通。

14、进一步的，所述外壳底座板为阶梯式结构；所述外壳底座板和壳体接触的位置设有密封垫，以增加密封性能，并通过螺丝固定。

15、进一步的，进气端口和高压进线端口均选用密封接头防止壳体内进水。

16、进一步的，所述第一固定柱材质为绝缘材料，如陶瓷、尼龙。

17、本发明的有益技术效果：

18、（1）本发明利用高功率高频高压电源，对高压放电针管与地电极间的水进行高电压、大电流的放电，把较大的能量在空间和时间上进行集中压缩，使水介质在极短的时间内集聚起极高的能量密度，诱发多种复杂的物理效应和化学效应。

19、（2）本发明采用高频高压电源作为驱动电源，利用空气作为放电气体，在壳体的两侧分别接入电源和空气源后，将装置放入水中。进入装置的空气进入到会在气压作用下从壳体内进入高压放电针管。随后空气会在多根高压放电针管和接地电极之间形成等离子体放电通道，并被排入水中。放电等离子体会生成短寿命自由基如羟基、活性氧原子等也会产生具有强氧化性的臭氧、过氧化氢、过氧亚硝酸等，同时也会产生硝酸根离子和亚硝酸根离子，混合于水中形成富含活性氮氧物质的活化水，从而实现水中固氮。

20、（3）本发明放电等离子体固氮原料一般为水和氮气/空气，成本低廉，无爆炸风险，对应反应器的成本较气相放电等离子体固氮要低。

技术特征：

1.一种低温等离子水下放电固氮装置，其特征在于：包括壳体（1），所述壳体（1）的底部设有开口，所述壳体（1）卡接在外壳底座板（2）上；

2.根据权利要求1所述的低温等离子水下放电固氮装置，其特征在于：所述通槽（8）内设有内螺纹，所述高压放电针管（14）的端部设有外螺纹，所述通槽（8）和高压放电针管（14）为螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的低温等离子水下放电固氮装置，其特征在于：所述介质管（9）的厚度为1mm-2mm，所述介质管（9）的材质为石英玻璃、陶瓷或四氟乙烯。

4.根据权利要求3所述的低温等离子水下放电固氮装置，其特征在于：所述介质管（9）的底面位于高压放电针管（14）的底面的下方2-5mm处。

5.根据权利要求1所述的低温等离子水下放电固氮装置，其特征在于：所述接地孔板（12）为不锈钢冲孔金属板，所述接地孔板（12）上开设有若干个直径为2-10mm的圆形冲孔（13）。

6.根据权利要求1所述的低温等离子水下放电固氮装置，其特征在于：所述外壳底座板（2）为阶梯式结构；所述外壳底座板（2）和壳体（1）接触的位置设有密封垫，以增加密封性能，并通过螺丝固定。

7.根据权利要求1所述的低温等离子水下放电固氮装置，其特征在于：所述进气端口（3）和高压进线端口（4）均选用密封接头，防止壳体（1）内进水。

8.根据权利要求1所述的低温等离子水下放电固氮装置，其特征在于：所述第一固定柱（5）材质为绝缘材料。

技术总结
本发明属于等离子放电技术领域，具体涉及一种低温等离子水下放电固氮装置，包括壳体，壳体卡接在外壳底座板上；壳体上设有进气端口和高压进线端口，外壳底座板的上表面通过第一固定柱与PCB基板固定连接，PCB基板上焊接有高压放电针底座，安装有高压放电针管，高压放电针管外侧设有介质管，外壳底座板的下表面通过第二固定柱和接地孔板固定相连。本发明利用高功率高频高压电源，对高压放电针管与地电极间的水进行高电压、大电流的放电，实现水中固氮。

技术研发人员：孙宝静,胡小龙,张伟
受保护的技术使用者：离享未来（德州）等离子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21