专利名称：一种处理挥发性有机物的低温等离子体装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种处理挥发性有机物的低温等离子体装置，属于挥发 性有机物的处理领域。
背景技术：
挥发性有机物(volatile organic compounds，简称VOCs)是一大类重要的 空气污染物，是指在常温下饱和蒸气压超过70.91Pa、常压下沸点小于260°C 的有机化合物，其主要成分为烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类等。 VOCs的危害主要有以下几个方面(1)大多数VOCs有异味且有毒，VOCs 中的许多物质有致癌、致畸、致突变性，这些物质千扰人体内分泌系统，具 有遗传毒性及引起"雌性化"的严重后果，对环境安全和人类生存繁衍构成 威胁；(2)在光线的照射下，许多VOCs很容易与一些氧化剂发生光化学反 应，生成光化学烟雾，危害人体健康，影响农作物生长；(3)某些卤代烃可 能会导致臭氧层的破坏，如氯氟碳化物(CFCs)和氯氟烃；(4)很多VOCs 属于易燃、易爆类化合物，给企业生产造成较大隐患。
等离子体作为物质存在的第四种形态，是由带电的正粒子、负粒子(其 中包括正离子、负离子、电子、自由基和各种活性基团等)组成的集合体。 低温等离子体降解VOC作为一种新的处理方法，具有去除率高、易操作、能 耗低等优点，较传统的方法显示出良好的技术优势和发展前景，能够达到较好 的去除效果。主要包括电子束照射法、介质阻挡放电法、沿面放电法和电晕 放电法等技术。电晕放电是使用曲率半径很小的电极(如针状电极或细线状 电极)，并在电极上施加高压电，由于电极的曲率半径很小，靠近电极区域的 电场特别强，电子逸出阴极，发生非均匀放电。介质阻挡放电是将绝缘介质 插入放电空间中，在介质阻挡放电过程中，电介质起到储能的作用，可以避 免电弧的生成，通常为随即丝状放电，使气体放电保持在均匀、散漫、稳定
的多个微电流细丝的状态。
近年来公开了 一些有关等离子体处理废气装置的专利。如专利02209303.6 公开了一种等离子体废气净化装置，电离室的顶部装有可上下移动的离子枪， 进气口和出气口分别设在电离室的两侧，由于离子枪产生的等离子体有效区 域是有限的，等离子体的有效利用率低，从而部分气体不能或不完全得到降 解，影响其处理效率。专利200420150218.7公开了针-板式脉冲放电等离子体 诱导光催化处理有机废水装置，它也能够用来处理有机废气，此装置中采用 的是针-板式电极结构，针型的放电电极为实心的或空心的，对于空心的放电 电极为普通的金属管，不利于气体放电和气流喷射，影响等离子体的有效利 用；装置中低压极是接地的金属板，与高压极之间不存在介质阻挡层，容易 形成电弧，导致击穿，影响设备的正常运行，使处理效率得不到保证。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了现有装置的上述缺陷，提供了一种处理挥发性 有机物的低温等离子体装置。本装置提高了废气的处理效率，降低了能耗。
为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本装置主要包括有进气口 1、渐扩器2、高压极板4、接地极板7和反应器壳体10。其中，进气口 l通 过渐扩器2与反应器壳体10固定连接，形成气体进入反应室的通道。在反应 器壳体10的内部、渐扩器2中心轴线的两侧各设置一块高压极板4，高压极 板4通过绝缘卡槽8与反应器壳体10相连接，两块高压极板4和反应器壳体 10围成的空间为气流缓冲室3，气流缓冲室3与渐扩器2相连通。高压极板4 上均匀分布有用于产生等离子体的高压极喷嘴5，高压极板4与反应器壳体 10侧面之间设置有接地极板7，接地极板7通过卡槽9与反应器壳体10相连 接，接地极板7与反应器壳体10之间留有用于处理后的气体通过的10~20mm 的间隙。在与接地极板7对应的反应器壳体10的两个侧面上均设置有出气口 12。
所述的高压极喷嘴5和接地极板7之间设置有介质阻挡层6。
所述的介质阻挡层6为聚四氟乙烯板或云母板。 所述的绝缘卡槽8为聚四氟乙烯卡槽。 所述的卡槽9的个数大于2。
给高压放电极施加工频交流高电压，在高压极喷嘴5和接地极板7之间 会形成极不均匀电场。当所施加电压大于起晕电压后高压极喷嘴5较锋利的 边缘会发生电晕放电现象，由于高压极喷嘴5和接地极板7之间介质阻挡层6 的存在，把电晕放电和介质阻挡放电结合起来，避免了电弧的生成，使气体 放电保持在均匀、散漫、稳定的多个微电流细丝的状态，从而形成从喷嘴边 缘出发到介质阻挡层的圆台体等离子体通道，如图5所示，通道内富集电子、 自由基等各种活性基团。反应器内设有多个卡槽9，接地极板7可以插在不同 的卡槽9内，用于调节与高压极喷嘴5的间距。待处理废气由进气口 1经渐 扩器2到达气体缓冲室3后，由于缓冲室3起到静压箱的作用，从而使气体 均匀的由分布在高压极板4上的高压极喷嘴5喷出，此时气流的方向与电场 方向相同，调节气体流速使气流扩散角小于等离子体通道的扩散角，待处理 废气经过等离子体通道的全部区域，并在其内得到有效降解，处理后的干净 气体最终由出气口 12排出。
本实用新型具有以下有益效果
1) 挥发性有机废气从高压极喷嘴以一定的扩散角喷出，气流扩散角小于等 离子体通道的扩散角，气体全部经过从喷嘴边缘出发到介质阻挡层的圆台体等 离子体通道，气体经喷嘴喷射出后经过圆台体，使气体全部经过等离子体有效 区域，并在其内得到降解，提高了等离子体的利用率，降低能耗。
2) 装置中设计高压极喷嘴利于气体的喷射和等离子体区域的有效利用， 而且喷嘴边缘锋利，易发生气体放电和提高其强度。
3) 装置中设计的气体缓冲室结构，起到静压箱的作用，可以使气体较均 匀的从高压极喷嘴喷出，从而提高废气的处理效率。
4) 这种装置将电晕放电和介质阻挡放电相结合，在放电期间避免了电弧的
产生，使气体放电保持在均匀、散漫、稳定的多个微电流细丝的状态,利于生
成等离子体活性基团。
图l为本实用新型处理挥发性有机物的低温等离子体装置结构的正视图； 图2为本实用新型处理挥发性有机物的低温等离子体装置结构的俯视图； 图3为本实用新型处理挥发性有机物的低温等离子体装置图1中A-A剖 面图4 (a)为本实用新型处理挥发性有机物的低温等离子体装置结构中高 压极的主视图4 (b)为本实用新型处理挥发性有机物的低温等离子体装置结构中高 压极的侧视图5为本实用新型处理挥发性有机物的低温等离子体装置中气流在喷嘴 产生的等离子体通道中运动的示意图中1、进气口； 2、渐扩器；3、气体缓冲室；4、高压极板；5、高压 极喷嘴；6、介质阻挡层；7、接地极板；8、绝缘卡槽；9、卡槽；10、反应 器壳体；11、法兰；12、出气口。
具体实施方式
下面结合图1 图5详细说明本实施例。
如图1、图2所示，本实施例主要包括有进气口 1、渐扩器2、反应器壳 体10，进气口 1通过法兰11与渐扩器2连接，渐扩器2与反应器壳体10固 定连接。反应器壳体10为长方体结构，其内部结构对称分布，在反应器壳体 10的上下两个侧面设置有绝缘卡槽8和卡槽9，高压极板4通过绝缘卡槽8 与反应器壳体10相连接，介质阻挡层6紧贴接地极板7由卡槽9固定，接地 极板7和介质阻挡层6的前后两个侧面与反应器壳体10之间留有15mm的间 隙，用于处理后的废气通过。两个高压极板4与反应器壳体10围成的空间为 气流缓冲室3，待处理的废气先经过气流缓冲室3，再由高压极喷嘴5喷出。
边缘锋利的高压极喷嘴5均匀分布在高压极板4上，其结构如图3、图4所示， 出气口 12设置在反应器的两个侧面上。
本实施例中并排设置有3个卡槽9，用于调节接地极板7与高压高压极喷 嘴5的间距。
本实施例中的介质阻挡层6采用聚四氟乙烯板或云母板。绝缘卡槽8采 用聚四氟乙烯材料制成，用以绝缘。
权利要求1、一种处理挥发性有机物的低温等离子体装置，其特征在于主要包括有进气口(1)、渐扩器(2)、高压极板(4)、接地极板(7)和反应器壳体(10)，其中，进气口(1)通过渐扩器(2)与反应器壳体(10)固定连接；在反应器壳体(10)的内部、渐扩器(2)中心轴线的两侧各设置一块高压极板(4)，高压极板(4)通过绝缘卡槽(8)与反应器壳体(10)相连接，两块高压极板(4)和反应器壳体(10)围成的空间为气流缓冲室(3)，气流缓冲室(3)与渐扩器(2)相连通；高压极板(4)上均匀分布有用于产生等离子体的高压极喷嘴(5)，高压极板(4)与反应器壳体(10)之间设置有接地极板(7)，接地极板(7)通过卡槽(9)与反应器壳体(10)相连接，接地极板(7)与反应器壳体(10)之间留有用于气体通过的间隙；与接地极板(7)对应的反应器壳体(10)的两个侧面上均设置有出气口(12)。
2、 根据权利要求1所述的一种处理挥发性有机物的低温等离子体装置，其特 征在于所述的高压极喷嘴(5)和接地极板(7)之间设置有介质阻挡层(6)。
3、 根据权利要求2所述的一种处理挥发性有机物的低温等离子体装置，其特 征在于所述的介质阻挡层(6)为聚四氟乙烯板或云母板。
4、 根据权利要求1所述的一种处理挥发性有机物的低温等离子体装置，其特 征在于所述的绝缘卡槽(8)为聚四氟乙烯卡槽。
5、 根据权利要求1所述的一种处理挥发性有机物的低温等离子体装置，其特 征在于所述的卡槽(9)的个数大于2。
专利摘要本实用新型涉及一种处理挥发性有机物的低温等离子体装置，属于挥发性有机废气的处理领域。本装置中的进气口(1)通过渐扩器(2)与反应器壳体(10)连接，在反应器壳体(10)的内部设置有高压极板(4)，高压极板(4)与反应器壳体(10)相连接。高压极板(4)上均匀分布有用于产生等离子体的高压极喷嘴(5)，高压极板(4)与反应器壳体(10)之间设置有接地极板(7)，接地电极(7)与反应器壳体(10)之间留有用于气体通过的间隙。在反应器壳体(10)的两个侧面上设置有出气口(12)。本实用新型提高了等离子体的利用率，介质阻挡层避免了电弧的产生，并且结构简单，适用性强，处理效率高，运行费用低。
文档编号B01D53/74GK201033281SQ20072014929
公开日2008年3月12日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者坚 李, 梁文俊, 涛 竹, 豆宝娟, 金毓峑 申请人:北京工业大学