一种增强等离子体浓度提高除尘效率的装置及方法与流程

本发明涉及一种提高除尘效率的装置及方法，尤其涉及一种增强等离子体浓度提高除尘效率的装置及方法。

背景技术：

随着科技的迅猛发展，社会开始向着工业化的进程迈进，人类正面临越来越多的环境问题，尤其是近几年来，空气雾霾及粉尘污染已严重的威胁着人类的健康，因此，为了减少空气污染对人类的危害，增强除尘器中的等离子浓度，提高净化器的除尘效率已显得尤为必要。

现有的高压除尘装置，虽然正负极板间的脉冲高压电离空气够产生等离子，但产生的等离子浓度有限，灰尘的带电吸附能力较弱、粉尘粒子之间的凝聚系数较小，除尘的效率不高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提供一种增强等离子体浓度提高除尘效率的装置及方法，在原有高压除尘装置外部，增加YAG脉冲激光器和汇聚透镜，脉冲激光经过汇聚透镜聚焦于铝板，由热电子发射、多光子电离、广义上的光电效应激发等离子，与高压装置内部产生的等离子二次叠加，增加等离子浓度。同时能够提高带电粒子的带电量、粉尘粒子的直径、凝并系数，因而可以提高除尘装置的除尘效率。

本发明的目的是这样实现的：一种增强等离子体浓度提高除尘效率的装置，包括方形壳体、依次设置在方向壳体外部的YAG脉冲激光器和汇聚透镜，在方形壳体的下端面设置有进风口、上端面设置有出风口、一侧面设置有通孔，在方向壳体内设置有第一电除尘极板和第二电除尘极板，两块电除尘极板位于进风口的两侧且两块电除尘极板之间设置有连接铜柱，两个电除尘板之间还设置有三根竖直方向的镍铬合金丝且镍铬合金丝，镍铬合金丝与电除尘极板之间通过尼龙柱连接，与通孔相邻的第一电除尘极板上设置有小孔，所述小孔、通孔、YAG脉冲激光器和汇聚透镜设置在同一水平线上，方形壳体内还设置有高压脉冲电源和电源线，高压脉冲电源与电除尘极板连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述连接铜柱有四个，且对称设置在两块电除尘极板之间，且两块电除尘极板均是作为负极的铝板，所述镍铬合金丝是正极。

2.汇聚透镜距带有小孔的极板的距离为12cm，汇聚透镜的焦距为10cm。

3.一种增强等离子体浓度提高除尘效率的方法，包括权利要求3所述的一种增强等离子体浓度提高除尘效率的装置，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：接通电源线后，粉尘粒子经过进风口进入至方形壳体内，脉冲开关电源产生30kV的高压作用于镍铬合金丝和电除尘极板，正极的镍镉合金丝与负极的电除尘极板形成高压差，电离空气产生等离子体；

步骤二：开启脉冲激光器，脉冲激光器产生的激光经过汇聚透镜，通过通孔、小孔焦点聚焦于第二电除尘极板，激光与第二电除尘极板接触，第二电除尘极板立即吸收激光光能，光能转化为热能后，随着第二电除尘极板温度的进一步升高，达到第二电除尘极板的熔点，第二电除尘极板逐步开始融化、气化，并在激光的作用下发生电离，产生离子、分子、原子在内的等离子体；

步骤三：激光电离产生的离子和电子在高压电场的作用下加速向两块电除尘极板运动，与空气中其它的粒子产生碰撞，撞击出新的离子、电子等中性粒子，发生电子雪崩；

步骤四：前后两种电离方式产生的等离子体，在除尘装置中由场致荷电和扩散荷电使粉尘离子带电，带电后的粒子在电场力的作用下向两块电除尘极板运动，完成粉尘粒子的收集。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明电源线接通后，高压除尘装置内产生等离子体，脉冲激光器发出的连续脉冲激光经汇聚透镜后聚焦于铝板，铝板被辐射的区域会在1ns的时间内被汽化和蒸发，喷射出的蒸汽会通过光电离和韧致辐射吸收大量的激光能量，产生大量的原子、离子、电子，在铝板负极形成高密度的离子和电子区域，离子和电子在高压电场的作用下加速向极板运动，与空气中其它的粒子产生碰撞，撞击处新的离子、电子等中性粒子，发生雪崩。于是增加了高压除尘装置内部原有的的离子浓度，同时能够提高粉尘粒子的带电量、离子直径、凝并系数，进而提高除尘效率。

本发明方法可以大幅度增强除尘装置的等离子浓度，提高影响除尘效率的各个参数，提高除尘效率，主要应用于工业废气除尘。

附图说明

图1是本发明的装置的结构示意图；

图2是本发明的除尘流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1，本发明的一种增强等离子体浓度提高除尘效率的装置，包括壳体6、壳体内部的电除尘极板9、壳体内部的镍镉合金丝4、连接铜柱5、高压脉冲电源7、电源线8、YAG脉冲激光器1、汇聚透镜2、通孔3、尼龙柱10、进风口12、出风口11。

所述进风口位于高压除尘装置的下侧，所述出风口位于高压除尘装置的上侧、所述进风口两侧有电除尘极板，所述电除尘极板之间由4根铜柱连接，所述铜柱和铜柱之间有3根镍铬合金丝，所述镍铬合金丝与电除尘极板之间由尼龙柱连接，所述镍镉合金丝的左侧有通孔，所述通孔的左侧是电除尘装置壳体，所述壳体左侧有汇聚透镜，所述汇聚透镜的左侧有YAG脉冲激光器。

高压除尘装置的外部有YAG脉冲激光器，YAG脉冲激光器发出激光的波长为1064nm，激光脉宽为20ns，脉冲功率密度为2×10⁸W/cm²。

在YAG脉冲激光器和高压除尘装置中间有汇聚透镜，汇聚透镜距通孔内部的极板距离为12cm，汇聚透镜的焦距为10cm。

本发明的电除尘极板是由铝条拼接成的铝板，且除尘装置的左边铝板(第一电除尘极板)上有一个小孔，通孔的孔径直径为1cm。

本发明由高压除尘装置中的脉冲电源及正负极板作为整个除尘装置的核心，开关开启后，脉冲电源产生30kV的高压，加载到除尘装置的正负极板上，正负极板间形成高压差，瞬间击穿空气，产生包扩离子、电子、分子在内的等离子体，使灰尘颗粒带电。带电的灰尘颗粒在电场中受到库仑力的作用被吸附到正负极板，实现空气的净化。

结合图2，本发明的一种增强等离子体浓度提高除尘效率的方法，包括以下步骤：

步骤一：电源线接通后，粉尘粒子经过高压除尘装置的进风口，进入到除尘装置的内部，脉冲开关电源产生30kV的高压作用于正负极板，正极的镍镉合金丝与负极的铝板形成高压差，电离空气产生等离子体。

步骤二：开启脉冲激光器，所产生的激光经过汇聚透镜，通过通孔焦点聚焦于除尘装置的负极，激光与电除尘极板(以下简称铝板)接触，铝板立即吸收激光光能，光能转化为热能后，随着铝板温度的进一步升高，达到铝板的熔点，铝板开始融化、气化，铝板进一步吸收能量，在激光的作用下发生电离，片产生了离子，分子原子在内的等离子体。

步骤三：激光电离产生的离子和电子在高压电场的作用下加速向极板运动，与空气中其它的粒子产生碰撞，撞击出新的离子、电子等中性粒子，发生电子雪崩。

步骤四：前后两种电离方式产生的等离子体，在除尘装置中由场致荷电和扩散荷电使粉尘离子带电，带电后的粒子在电场力的作用下向电除尘极板运动，于是完成了粉尘粒子的收集。