一种用于工业废气处理的放电等离子体发生装置的制作方法

本发明涉及一种用于工业废气处理放电等离子体发生装置，属于工业气态污染物控制技术和等离子体技术研究与应用领域。

背景技术：

石化行业、电子行业、喷涂行业、印刷行业等工业生产过程中排放大量的有毒有害气体，造成大气环境污染，严重危害人体健康，必须有效的方法进行治理。大气压放电等离子体生成强氧化的氧活性物质（ROS）和氮活性物质（RNS），其中ROS包括羟基自由基、过氧化氢、臭氧、活性氧原子、活性氧分子等，而RNS包括活性氮原子和活性氮分子等，应用这些活性物质与气态污染物分子反应，使气态污染物分子转变为无毒或者低毒性物质，实现工业气态污染物治理。

CN102553409A公开的一种耦合式介质阻挡放电等离子体处理有机异味废气的装置和CN101189059B公开的挥发性有机化合物处理装置等，是平行的板（高压电极）-绝缘介质-板（低压电极）结构形式的介质阻挡放电等离子体处理工业废气的方法。CN105664679A公开的DBD（介质阻挡）等离子体废气处理设备、CN101462021B公开的一种介质阻挡放电低温等离子体有害气体转化装置和CN101934190B公开的矩阵式介质阻挡放电等离子体处理异味气体装置等，是同轴的内管（高压电极或低压电极）-绝缘介质-外管（低压电极或者高压电极）结构形式的介质阻挡放电等离子体处理工业废气的方法。上述两类介质阻挡放电（DBD）等离子体电极结构形式，均属于均匀（近似均匀）电场的体DBD等离子体结构，电极结构对称，电极面积大，静态电容量大，开始放电电压高，随机分布在电极表面，放电等离子体强度低，放电电能利用效率低，而且对气体阻力大，处理高流量气体时等离子体电极系统体积大。CN103418217A公开的一种沿面和填充床复合放电处理工业废气装置，在一套电极系统上分别产生沿面放电等离子体区和填充床放电等离子体区实现工业废气高效处理。该种形式等离子体电极结构，虽然克服了放电间隙小的缺点，但是电极结构复杂，实际应用时维护不方便。

技术实现要素：

本发明针对上述的问题，提出了一种用于工业废气处理放电等离子体发生装置，是一种非对称结构的体介质阻挡放电等离子体发生装置，具有开始放电的电压低、放电等离子体分布性好、电极系统易维护的特点，适用于快速高效处理工业废气。

本发明的技术方案如下：

一种用于工业废气处理放电等离子体发生装置，包括带有尖端的金属棒电极、绝缘介质管、盛装在绝缘介质管内部的导体电极和交流高压电源，若干根金属棒电极和若干根绝缘介质管按照等距、交替、均匀、单层或多层的方式安装在绝缘子框架上，所有的金属棒电极通过导线连接在一起成为接线端子I，所有的绝缘介质管内部的导体电极通过导线连接在一起成为接线端子II，接线端子I和接线端子II通过匹配网络与交流高压电源连接构成电气回路。

金属棒电极是螺纹式金属棒，金属棒电极直径在5mm-50mm范围内，金属棒电极上均匀布置纹刃，纹刃间距为0.5mm，纹刃高度为50mm。

金属棒电极是叶片式金属棒，金属棒电极直径在5mm-50mm范围内，金属棒电极上均匀布置叶片，叶片间距为0.5mm，叶片宽度为50mm。

金属棒电极是芒刺针式金属棒，金属棒电极直径在5mm-50mm范围内，金属棒电极上对称布置细针，细针长度为0.5mm-50mm，针与针间距为0.5mm-50mm。

金属棒电极是锯齿式金属棒，金属棒电极直径在5mm-50mm范围内，金属棒电极上均匀布置锯齿，锯齿长度为0.5mm-50mm，锯齿间距为0.5mm-50mm。

绝缘介质管内导体是金属、导电粉体或导电液体。

相邻的金属棒电极尖端和绝缘介质管外壁间距范围在1mm-50mm。

金属棒电极和绝缘介质管内部导体作为放电等离子体发生的两个电极，均可分别作为的高压电极或低压电极。

本发明所述的一种用于工业废气处理放电等离子体发生装置，交流高压电源的频率为50Hz-50kHz范围内交流电源。

本发明所述的一种用于工业废气处理放电等离子体发生装置，上述的金属棒电极和绝缘介质管内部导体作为放电等离子体发生的两个电极，均可分别作为的高压电极或低压电极。

本发明所述的一种用于工业废气处理放电等离子体发生装置，金属棒电极上的尖端增加放电等离子体强度，克服棒状电极或板状电极因颗粒物沾付而影响放电等离子体发生和运行不稳定的问题。

本发明所述的一种用于工业废气处理的放电等离子体发生方法，通过增加金属棒电极长度、金属棒电极数量、电极系统层数、电极面积、放电通道数量等方法，增加等离子体空间体积，延长工业废气在等离子体空间体积，增加对废气中污染物处理效果。

附图说明

图1为一种用于工业废气处理放电等离子体发生装置的示意图。

图2为金属螺纹式金属棒电极的示意图。

图3为金属叶片式金属棒电极的示意图。

图4为金属芒刺针式金属棒电极的示意图。

图5为金属锯齿式金属棒电极的示意图。

图中：1金属棒电极；2绝缘介质管；3绝缘介质管内导体；4绝缘子框架；5高压电源；6电极接线端子I；7电极接线端子II；8匹配电路；9纹刃；10叶片；11芒刺针；12锯齿。

具体实施方式

下面结合实施例，介绍一种用于工业废气处理放电等离子体发生装置。

如图1所示为一种用于工业废气处理放电等离子体发生装置的示意图。放电等离子体电极结构是由5根金属螺纹式棒电极1、4根绝缘介质管2、绝缘介质管内部导体3和绝缘子框架4等部件组成。金属螺纹式棒电极1如图2所示，是直径10mm±0.1mm、长500mm、螺距2mm、螺纹深度1.5mm的不锈钢螺纹棒，通过带绝缘层的导线连出作为电极接线端子6。绝缘介质管2是外径在10mm±0.1mm、内径7 mm±0.1mm、长度600mm的石英玻璃管；绝缘介质管内部导体3是氯化钠盐溶液，填充长度为500mm，通过带绝缘层的导线连出作为电极接线端子7；绝缘子框架4是用宽30mm、高30mm的聚乙烯板条做成长方形框架，其框架内尺寸为宽125mm、高度450mm，并在框架上高度方向的两个对边制作9个直径10mm的孔；最后将4根的金属螺纹式棒电极1和5根装好导体的绝缘介质管2，按照图1 所示安装在绝缘子框架4上，金属螺纹式棒电极1和绝缘介质管2间距5mm，由此构成一种非对称结构的体介质阻挡放电等离子体电极系统。采用频率为10kHz范围内的交流高压电源5供电，电极接线端子6连接匹配网络8再与电极接线端子7分别与交流高压电源5输出端连接，升高交流高压电源5的输出电压，将在金属螺纹式棒电极1的纹刃9和绝缘介质管2之间的间隙处产生放电等离子体。

图3所示：金属棒电极1是叶片式金属棒，金属棒电极1直径在5mm-50mm范围内，金属棒电极1上均匀布置叶片10，叶片间距为0.5mm，叶片宽度为50mm。

图4所示：金属棒电极1是芒刺针式金属棒，金属棒电极1直径在5mm-50mm范围内，金属棒电极1上对称布置细针11，细针长度为0.5mm-50mm，针与针间距为0.5mm-50mm。

图5所示：金属棒电极1是锯齿式金属棒，金属棒电极1直径在5mm-50mm范围内，金属棒电极1上均匀布置锯齿12，锯齿长度为0.5mm-50mm，锯齿间距为0.5mm-50mm。