CN113877951B - 一种旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置，包括低温等离子体反应机构和左右摆动机构，且左右摆动机构用于驱动低温等离子体反应机构旋转；所述低温等离子体反应机构包括外部固定套管，外层介质筒和内层介质筒。通过提供了一种适用于土壤中农药污染物处理的旋转式低温等离子体降解装置，结构简单，便于安装拆卸；双介质阻挡放电有效隔离污染土壤和高压极，减少对气体放电产生影响；旋转态的低温等离子体反应器设计相比静止态的反应器有效解决了深层土壤降解效果差的问题，当电机转速接近且小于临界转速时，土壤在筒顶掉落实现土壤搅拌，同时增加与低温等离子体接触的表面积，提高反应降解能力。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复设备技术领域，具体为一种旋转式低温等离子降解处理土壤中污染物的装置。
背景技术
目前常被用于农药降解的方法有吸附法、生物法、光催化法、氧化法、低温等离子体法等。相比于传统治理技术，低温等离子体法具有启停方便、响应快、降解效率高、占地面积小等优势，特别适用于土壤中稳定性好、难降解的污染物处理。但是静止状态低温等离子体装置处理土壤时，低温等离子体无法输送到土壤底层，导致底层土壤降解效率大打折扣。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置，以解决深层土壤污染物的降解效果差问题，降低土壤净化成本，节约了装置的占地空间。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置，包括低温等离子体反应机构和左右摆动机构，且左右摆动机构用于驱动低温等离子体反应机构旋转；
所述低温等离子体反应机构包括
外部固定套管，所述外部固定套管的一端开通，另一端封闭；所述外部固定套管上设有外部出气口；
第一舵盘，所述第一舵盘安装在外部固定套管的开口处；
外层介质筒，所述外层介质筒嵌入安装在第一舵盘上，所述外层介质筒上设有进气口，且进气口置于外部固定套管外；所述外层介质筒上设有内部出气口，且内部出气口置于外部固定套管内；所述外层介质筒的外壁缠绕有接地极；
内层介质筒，所述内层介质筒设置在外层介质筒内，且内层介质筒和外层介质筒间填充有污染土壤；所述内层介质筒中设有高压极。
本发明还提供如下使用方法：包括以下步骤
步骤一：将污染土壤放入内层介质筒和外层介质筒之间，并用法兰安装好低温等离子体反应机构；将第二舵盘插在连接好的控制器和电机支架外端，分别将电机和电源与控制器电线连好，完成左侧旋转电机安装；
步骤二：开启电机，此时控制器将放大器输出信号全部回收到输入端，改变电机摆动方向，以此往复进行；为了不影响右侧低温等离子体反应机构，深层土壤也能随之翻拌，控制摆动角度为135°；为能实现待处理污染土壤能在旋转时不紧贴筒壁，到达筒顶后能够依靠重力掉落，控制器调节到±135°摆动角度，同时转速应小于临界转速；将接地极和高压极调节至合适的电压，等该装置放电均匀且稳定后进行下一步；
步骤三：打开真空泵，由流量计控制进气流量；向进气口鼓入空气，气体首先进入内层介质筒和外层介质筒之间放电产生的低温等离子体后，与旋转污染土壤接触，发生降解反应；
步骤四：土壤经低温等离子体处理后，废气由内部内部出气口排放出并沿相反方向进入外部固定套管后排出；土壤修复完成后需对装置放电，拆解外部固定套管和外层介质筒后可取出筒内土壤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过提供了一种适用于土壤中农药污染物处理的旋转式低温等离子体降解装置，结构简单，便于安装拆卸；双介质阻挡放电有效隔离污染土壤和高压极，减少对气体放电产生影响；旋转态的低温等离子体反应器设计相比静止态的反应器有效解决了深层土壤降解效果差的问题，当电机转速接近且小于临界转速时，土壤在筒顶掉落实现土壤搅拌，同时增加与低温等离子体接触的比表面积，提高反应降解能力。
附图说明
图1为本发明旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置的结构示意图。
图2为本发明旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置的A-A方向截面图。
图3为本发明旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置的低温等离子体反应机构示意图。
1、进气口；2、外部出气口；3、内部出气口；4、污染土壤；5、外部固定套管；6、外层介质筒；7、内层介质筒；8、接地极；9、高压极；10、第二舵盘；11、控制器；12、电机支架；13、电机；14、电源；15、等离子体装置支架；16、第一舵盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置，包括低温等离子体反应机构和左右摆动机构，且左右摆动机构用于驱动低温等离子体反应机构旋转；
低温等离子体反应机构包括
外部固定套管5，外部固定套管5的一端开通，另一端封闭，可通过法兰固定在第一舵盘16上；外部固定套管5上设有外部出气口2。通过采用套筒式结构，外部固定套管5能够阻挡放电，并有效隔离污染土壤和高压极，减少对气体放电产生影响。
第一舵盘16，第一舵盘16安装在外部固定套管5的开口处；
外层介质筒6，外层介质筒6嵌入安装在第一舵盘16上，外层介质筒6 上设有进气口1，且进气口1置于外部固定套管5外；外层介质筒6上设有内部出气口3，且内部出气口3置于外部固定套管5内；外层介质筒6的外壁缠绕有接地极8。接地极8可选用铁丝、铜丝、不锈钢丝或者选用网状结构。
内层介质筒7，内层介质筒7设置在外层介质筒6内，且内层介质筒7和外层介质筒6间填充有污染土壤4，内层介质筒7和外层介质筒6均为放电效果好的石英玻璃材质。内层介质筒7中设有高压极9，高压极9可选用不锈钢丝、铜丝、钨丝、镍铬合金丝，连接电源为高频高压交流电源。
左右摆动机构包括电机支架12，电机支架12上设有电机13，电机13通过控制器11连接电源14，此处为常用的电机控制结构，在此不再赘述。电机 13的输出端设有第二舵盘10，且第二舵盘10与第一舵盘16相固定。这样通过控制电机13转动，即可带动低温等离子体反应机构实现左右变向旋转。
外部固定套管5的外侧壁设有等离子体装置支架15，用于支撑转动中的低温等离子体反应机构。
内部出气口3设置在进气口1的另一端，且内部出气口3置于外部固定套管5封闭处的一端；外部出气口2置于外部固定套管5开通处的一端。
本发明还提供一种使用方法：包括以下步骤
步骤一：将污染土壤4放入内层介质筒7和外层介质筒6之间，并用法兰安装好低温等离子体反应机构；将第二舵盘10插在连接好的控制器11和电机支架12外端，分别将电机13和电源14与控制器11电线连好，完成左侧旋转电机安装；
步骤二：开启电机13，此时控制器11将放大器输出信号全部回收到输入端，改变电机摆动方向，以此往复进行；为了不影响右侧低温等离子体反应机构，导致运行时气体管道和连接线路缠绕，且深层土壤也能随之翻拌，控制左右变向旋转角度为135°；为能实现待处理污染土壤4能在旋转时不紧贴筒壁，到达筒顶后能够依靠重力掉落，控制器11调节到±135°摆动角度，同时转速应小于临界转速，这样土壤就能在筒顶掉落，充分搅拌土壤，同时增加与低温等离子体接触的表面积，有效解决了深层土壤降解效果差的问题。将接地极8和高压极9调节至合适的电压，等该装置放电均匀且稳定后进行下一步；
步骤三：打开真空泵，由流量计控制进气流量；向进气口1鼓入空气，气体首先进入内层介质筒7和外层介质筒6之间放电产生的低温等离子体后，与旋转污染土壤4接触，发生降解反应；
步骤四：土壤经低温等离子体处理后，废气由内部内部出气口3排放出并沿相反方向进入外部固定套管5后排出；土壤修复完成后需对装置放电，拆解外部固定套管5和外层介质筒6后可取出筒内土壤
工作原理：低温等离子体降解土壤中农药是通过三个途径实现的：一个是在高能电子的瞬时高能量作用下，通过碰撞将能量转移到污染物的分子或原子中，而获得能量的分子或原子即被激发，同时部分分子会被电离为活性基团；二是紫外光作用。低温等离子体放电同时也会产生紫外光，农药在紫外光照射下部分发生光解；三是活性粒子作用。它可直接降解污染物，也可与空气、水蒸气和其他分子作用产生新的自由基和激发态物质，从而将农药进一步降解为小分子或低毒性物质。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置，其特征在于：包括低温等离子体反应机构和左右摆动机构，且左右摆动机构用于驱动低温等离子体反应机构旋转；
所述低温等离子体反应机构包括
外部固定套管（5），所述外部固定套管（5）的一端开通，另一端封闭；所述外部固定套管（5）上设有外部出气口（2）；
第一舵盘（16），所述第一舵盘（16）安装在外部固定套管（5）的开口处；
外层介质筒（6），所述外层介质筒（6）嵌入安装在第一舵盘（16）上，所述外层介质筒（6）上设有进气口（1），且进气口（1）置于外部固定套管（5）外；所述外层介质筒（6）上设有内部出气口（3），且内部出气口（3）置于外部固定套管（5）内；所述外层介质筒（6）的外壁缠绕有接地极（8）；
内层介质筒（7），所述内层介质筒（7）设置在外层介质筒（6）内，且内层介质筒（7）和外层介质筒（6）间填充有污染土壤（4）；所述内层介质筒（7）中设有高压极（9）；
所述左右摆动机构包括电机支架（12），所述电机支架（12）上设有电机（13），所述电机（13）通过控制器（11）连接电源（14），所述电机（13）的输出端设有第二舵盘（10），且第二舵盘（10）与第一舵盘（16）相固定；
改变电机摆动方向，以此往复进行，控制左右变向旋转角度为135°。
2.根据权利要求1所述的旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置，其特征在于：所述外部固定套管（5）的外侧壁设有等离子体装置支架（15）。
3.根据权利要求1所述的旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置，其特征在于：所述内部出气口（3）设置在进气口（1）的另一端，且内部出气口（3）置于外部固定套管（5）封闭处的一端；所述外部出气口（2）置于外部固定套管（5）开通处的一端。
4.一种如权利要求1所述的旋转式低温等离子体降解土壤中农药的装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤
步骤一：将污染土壤（4）放入内层介质筒（7）和外层介质筒（6）之间，并用法兰安装好低温等离子体反应机构；将第二舵盘（10）插在连接好的控制器（11）和电机支架（12）外端，分别将电机（13）和电源（14）与控制器（11）电线连好，完成左侧旋转电机安装；
步骤二：开启电机（13），此时控制器（11）将放大器输出信号全部回收到输入端，改变电机摆动方向，以此往复进行；为了不影响右侧低温等离子体反应机构，深层土壤也能随之翻拌，控制摆动角度为135°；为能实现待处理污染土壤（4）能在旋转时不紧贴筒壁，到达筒顶后能够依靠重力掉落，控制器（11）调节到±135°摆动角度，同时转速应小于临界转速；将接地极（8）和高压极（9）调节至合适的电压，等该装置放电均匀且稳定后进行下一步；
步骤三：打开真空泵，由流量计控制进气流量；向进气口（1）鼓入空气，气体首先进入内层介质筒（7）和外层介质筒（6）之间放电产生的低温等离子体后，与旋转污染土壤（4）接触，发生降解反应；
步骤四：土壤经低温等离子体处理后，废气由内部出气口（3）排放出并沿相反方向进入外部固定套管（5）后排出；土壤修复完成后需对装置放电，拆解外部固定套管（5）和外层介质筒（6）后可取出筒内土壤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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