一种管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置

技术属于等离子体，具体涉及一种管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置。

背景技术：

0、技术背景

1、滴灌技术以其先进的节水、节肥、增产、增效和改善作物品质等优点促进了现代农业的发展。但随着实际生产需要的不断提升以及“水肥一体化”在滴灌系统中的大量普及，为降低成本而使用的水肥生产工艺不可避免地导致流经滴灌系统的液体存在不溶物，微型管道内的物理堆积和化学腐蚀日趋严重，造成大量经济损失。现代科学农科领域展现出了对液态氮肥生产技术的迫切需求。

技术实现思路

1、本实用新型主要采用大气压气液放电等离子体技术，提出了一种管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置。旨在通过提供一种实时生产液态氮肥的装置，解决滴灌的实际使用过程中由肥料中不溶物导致的一系列问题。

2、等离子体区域中大量的高能电子可将环境中的氮气、氧气、水等激发、电离，经一系列反应后产生含氮活性基团(rns)、自由基等。其中，以为代表的硝化氮因其可以离子的形式被作物直接吸收并参与氮循环，被称为“土壤速效氮”。等离子体液相固氮不仅有较好的促生长作用，同时能有效避免不可溶的肥料堵塞滴灌导致的一系列问题。

3、本实用新型的具体技术方案为：

4、一种管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置，包括：多放电单元系统、气体管道系统和模块化密封水流腔室系统；

5、多放电单元系统包括多个放电单元，每个放电单元包括高压电极、高压电极固定件和放电单元腔室；高压电极通过高压电极固定件密封设在放电单元腔室内；

6、气体管道系统为一体式，包括主气体管道，主气体管道设有进气口和多个气体管道出口，气体管道出口与放电单元腔室的侧方进气口密封连接；

7、放电单元腔室与模块化密封水流腔室系统密封连接；模块化密封水流腔室系统内设有地电极。

8、具体的，所述的模块化密封水流腔室系统，包括水流腔室和水流腔室上盖板；放电单元腔室密封固定在水流腔室上盖板的圆孔内。

9、所述的地电极通过圆环结构固定在水流腔室中。所述的地电极的圆环与模块化密封水流腔室系统的进水口相扣。

10、本实用新型中，多个放电单元并列固定，水流依次流经各个放电区域达到多次处理的效果。

11、本实用新型以空气作为工作气体，空气由外接空气泵经气体管道系统通输送至高压电极末端的气液交接处，放电等离子体在此区域产生，流经次此区域的液体经等离子体处理后，水中富含大量离子形式的氮氧化物，并由水流腔室另一端流出。

12、该管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置的固氮方法，包括以下步骤：

13、步骤1：放电单元的组装。将高压电极固定件放入放电单元高压端，再将高压电极分支穿过高压电极固定件的中心圆孔，向下推至最大程度。按相同方式完成全部放单单元的组装并旋转放电单元腔室，调整至放电单元进气口端与高压电极横杆垂直。

14、步骤2：将气体管道出口分别连接各放电腔室进气口。

15、步骤3：将地电极从水流腔室进水口插入，使其圆环结构与进水口相扣。

16、步骤4：水流腔室的组装。将放电腔室分别插入水流腔室上盖板圆孔中。调整深度后将水流腔室与水流腔室上盖板密封连接。

17、步骤5：水流的处理。将外接水管接入进水口，空气泵接入进气口，打开外接电源。放电等离子体产生在放电单元下方的气液面交界处，水经等离子体处理后从水流腔室另一端流出，即可得到富含氮氧化物的农业灌溉水。

18、本实用新型的有益效果：

19、(1)水流依次流经多个放电区域，即被多次处理，这可以有效提高液体中氮氧化物含量。

20、(2)各放电单元可拆卸，模块化设计可适用于多种运行环境，同时方便长期使用所要求的检修替换。

21、(3)利用空气作为工作气体，可极大降低运行成本。

22、(4)本实用新型为滴灌管道嵌入式装置，水流腔室进水口可直接接入普通水管，操作简单，适用于多种工作环境。

技术特征：

1.一种管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置，其特征在于，包括：多放电单元系统、气体管道系统和模块化密封水流腔室系统；

2.根据权利要求1所述的一种管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置，其特征在于，所述的模块化密封水流腔室系统，包括水流腔室(1)和水流腔室上盖板(2)；放电单元腔室(7)密封固定在水流腔室上盖板(2)的圆孔内。

3.根据权利要求1所述的一种管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置，其特征在于，所述的地电极(11)通过圆环结构固定在水流腔室(1)中。

4.根据权利要求3所述的一种管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置，其特征在于，所述的地电极(11)的圆环与模块化密封水流腔室系统的进水口(3)相扣。

5.根据权利要求1所述的一种管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置，其特征在于，多个所述的放电单元并列设置。

技术总结
本技术公开了一种管道嵌入式放电等离子体液相固氮装置，包括多放电单元系统、气体管道系统和模块化密封水流腔室系统；基于大气压气液放电等离子体固氮技术，旨在通过提供能够实时生产液态氮肥的装置，以解决滴灌的实际使用过程中由肥料中不溶物导致的一系列问题。本技术以空气作为工作气体，水流由进水口进入腔体，依次经过多个放电等离子体区域，经处理后的液体携带氮氧化物由水流腔室的另一端流出，进入滴灌系统直接浇灌农作。本技术操作方便，成本低，可制成模块固氮产品推广应用，实现大面积滴灌系统浇灌作业。

技术研发人员：杨德正,李淑琪
受保护的技术使用者：石河子大学
技术研发日：20221019
技术公布日：2024/1/11