CN201752625U - 一种介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧处理器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧处理器，包括金属筛网高压极和金属丝网低压极；金属筛网高压极和金属丝网低压极依次间隔设置在等离子体反应器上方；金属筛网高压极和金属丝网低压极之间的距离为等离子体反应器的高压端和接地端所紧附的绝缘陶瓷板间距的2-2.5倍，金属筛网高压极和等离子体反应器的高压端并联，金属丝网低压极和等离子体反应器的接地端并联。本实用新型臭氧处理器内带电粒子与臭氧分子碰撞促进臭氧分子的分解，从而降低尾气中臭氧浓度。同时，金属丝网在吸附一定带电粒子后在电路中产生一定电流，金属丝网由此能保持较高的温度，增加臭氧分解。
Description
技术领域
本实用新型涉及臭氧分解装置，特别是涉及一种介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧处理器。
背景技术
低温等离子体技术降解环境中污染物得到了国内外众多环境科技工作者的认同。介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，简称DBD)技术降解挥发性有机化合物(Volatile Organic Compound，简称VOC)具有很高的效率。一些研究者利用DBD技术进行烟气的脱硫、分解有害气体及净化汽车尾气等方面的研究工作。中国实用新型专利ZL200520053401.X公布了一种介质阻挡放电等离子体气体净化装置。包括机箱、等离子体发生器、风机，机箱上、下部分别设有出气口、进气口，风机设置于机箱下部且与进气口相应，等离子体发生器位于风机上方，且与高压脉冲交流电源连接，等离子体发生器包括平板电极对、框架，平板电极对固定安装在框架内，平板电极对的两个电极分别包括绝缘层、导体层，绝缘层与导体层紧密结合，且绝缘层与气体接触，绝缘层包括石英、陶瓷、环氧树脂或ABS工程塑料，其厚度是0.5～3mm，平板电极对两个电极的间距是3～20mm，平板电极对的面积是0.5～100mm2，其数量是1～12组。本装置等离子体均匀，运行稳定，能耗低，气体处理量大，尤其适合大气量低浓度的有机废气的处理，但由于等离子体降解过程某些副产物选择性的不可控，会产生一些有害产物(如臭氧、一氧化碳等)，造成二次污染。尽管等离子体与催化相结合能够提高VOCs的降解率、增加CO2选择性、并进一步降低能耗，但有害物质臭氧带来的二次污染仍然存在。如何有效降低低温等离子体空气处理技术存在的臭氧二次污染问题，是关系此技术生存和发展的关键。开发一种与低温等离子体空气处理技术相配套的臭氧分解技术和装置，具有现实意义及较高的市场推广价值。
实用新型内容
本实用新型的目的在于降低等离子体空气处理尾气中臭氧浓度，提供一种高效的介质阻挡放电等离子体空气净化尾气处理装置。
臭氧是一种具有刺激性特殊气味的对人体有害的气体，浓度为0.3mg/m3时，对眼鼻喉有刺激感觉；浓度臭氧超过3～30mg/L时，出现头痛及呼吸器官局部麻痹等症状。我国规定臭氧的允许值定为0.1ppm/8h。而低温等离子体空气净化尾气中臭氧浓度高达几个ppm。臭氧氧化性非常强，对金属材料和非金属材料都有强烈的腐蚀作用。是氧的同素异形体，气体臭氧的自然分解在室温下需要数小时，含量为1％以下的臭氧，在常温常压的空气中分解半衰期为16h左右。随着温度的升高，分解速度加快，温度超过100℃时，分解非常激烈，到达270℃时，可立即转化为氧气。
空气介质阻挡放电等离子体过程中，当等离子体场内电子能量超过8.4eV时，氧气分解产生臭氧。臭氧分子的电离能为2eV，能量为2～2.8eV的电子有利于臭氧的加速分解。
经介质阻挡放电等离子体处理后的气体进入臭氧处理器中，臭氧处理器两极板间的距离为介质阻挡放电反应器两极板间距的2-2.5倍，所以臭氧处理器两极板间电场强度约为介质阻挡放电反应器两极板间电场强度的0.4到0.5倍，臭氧处理器两极板间电场不足以引发气体放电，但能使进入其中的带电粒子产生加速度，提高带电粒子能量，带电粒子与臭氧分子碰撞促进臭氧分子的分解，从而降低尾气中臭氧浓度。同时，金属丝网在吸附一定带电粒子后在电路中产生一定电流，金属丝网由此能保持较高的温度，金属丝网极板有利于增大处理气体和极板的接触面积，吸附臭氧分子，增加臭氧分解。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现：
一种介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧处理器，包括金属筛网高压极和金属丝网低压极；金属筛网高压极和金属丝网低压极依次间隔设置在等离子体反应器上方；金属筛网高压极和金属丝网低压极之间的距离为等离子体反应器的高压端和接地端所紧附的绝缘陶瓷板间距的2-2.5倍，金属筛网高压极和等离子体反应器的高压端并联，金属丝网低压极和等离子体反应器的接地端并联。
为进一步实现本实用新型的目的，所述的等离子体反应器是一种介质阻挡放电等离子体反应器。
所述的介质阻挡放电等离子体反应器以多块绝缘陶瓷板做介质阻挡层，绝缘陶瓷板上设有金属导电体，分别为高压端或接地端；设有高压端的绝缘陶瓷板和设有接地端的绝缘陶瓷板依次间隔设置，设有高压端的绝缘陶瓷板和设有接地端的绝缘陶瓷板的间距为2-5mm。
所述的金属丝网低压极厚度为3.5cm。
所述的金属筛网高压极为带有筛网的板状结构，采用80-120目筛网。
对于现有技术，本实用新型具有如下优点：
1)电子利用效率高。等离子体放电过程中具有降解污染物能力的是高能粒子和活性物种，等离子体放电过程中电子能量分布近似于麦克斯韦分布，低能量电子数量远多于高能电子的数量，利用相对低能量的电子处理等离子体降解过程尾气中的臭氧，提高了等离子体放电过程中的电子效率。
2)设备结构紧凑。本实用新型采用与介质阻挡等离子体反应器类似的双介质阻挡结构，仅将双介质层距离增大用于保证臭氧处理器内电场强度是介质阻挡放电等离子体反应器内电场强度的0.4到0.5倍，所占空间小，并能有效较小等离子体空气处理器中的尾气处理部分的体积，使装置整体结构更紧凑。
附图说明
图1是本实用新型介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧分解反应器结构示意图。
具体实施方式
为进一步理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步描述，需要说明的是，具体实施方式并不对本实用新型要求保护的范围构成限制。
如图1所示，一种介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧处理器，包括金属筛网高压极1和金属丝网低压极2；金属筛网高压极1和金属丝网低压极2依次间隔设置在等离子体反应器3上方；等离子体反应器3优选为一种介质阻挡放电等离子体反应器，该介质阻挡放电等离子体反应器以多块绝缘陶瓷板6做介质阻挡层，绝缘陶瓷板6上设有金属导电体，分别为高压端4或接地端5。设有高压端4的绝缘陶瓷板和设有接地端5的绝缘陶瓷板依次间隔设置，设有高压端4的绝缘陶瓷板和设有接地端5的绝缘陶瓷板的间距为2-5mm；金属筛网高压极1和金属丝网低压极2之间的距离为等离子体反应器的高压端4和接地端5对应的所紧附的绝缘陶瓷板6间距的2-2.5倍，金属筛网高压极1和等离子体反应器的高压端4并联，金属丝网低压极2和等离子体反应器的接地端5并联；金属丝网低压极2所用金属丝网层厚度为3.5cm，金属筛网高压极1为带有筛网的板状结构，采用80-120目筛网。
待处理空气进入等离子体反应器3，污染物分子在等离子体反应器3内被等离子体中的活性粒子和高能粒子分解，在处理污染物的同时空气中的部分氧分子也会与活性粒子和高能粒子反应生成臭氧。含臭氧的经等离子体处理后的空气尾气进入介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧处理器的金属筛网高压极1和金属丝网低压极2之间。因为臭氧处理器两极板间的距离为介质阻挡放电反应器两极板间距的2-2.5倍，所以臭氧处理器两极板间电场强度约为介质阻挡放电反应器两极板间电场强度的0.4-0.5倍，臭氧处理器两极板间电场不足以引发气体放电，但能使进入其中的带电粒子产生加速度，提高带电粒子能量，带电粒子与臭氧分子碰撞促进臭氧分子的分解，从而降低尾气中臭氧浓度。同时，金属丝网低压极2在吸附一定带电粒子后在电路中产生一定电流，金属丝网由此能保持较高的温度，金属丝网低压极2有利于增大处理气体和极板的接触面积，吸附臭氧分子，增加臭氧分解。
如上所述，即可较好地实现本实用新型。
Claims (5)
1.一种介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧处理器，其特征在于，包括金属筛网高压极和金属丝网低压极；金属筛网高压极和金属丝网低压极依次间隔设置在等离子体反应器上方；金属筛网高压极和金属丝网低压极之间的距离为等离子体反应器的高压端和接地端所紧附的绝缘陶瓷板间距的2-2.5倍，金属筛网高压极和等离子体反应器的高压端并联，金属丝网低压极和等离子体反应器的接地端并联。
2.根据权利要求1所述的介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧处理器，其特征在于，所述的等离子体反应器是一种介质阻挡放电等离子体反应器。
3.根据权利要求1所述的介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧处理器，其特征在于，所述的介质阻挡放电等离子体反应器以多块绝缘陶瓷板做介质阻挡层，绝缘陶瓷板上设有金属导电体，分别为高压端或接地端；设有高压端的绝缘陶瓷板和设有接地端的绝缘陶瓷板依次间隔设置，设有高压端的绝缘陶瓷板和设有接地端的绝缘陶瓷板的间距为2-5mm。
4.根据权利要求1所述的介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧处理器，其特征在于，所述的金属丝网低压极厚度为3.5cm。
5.根据权利要求1所述的介质阻挡放电等离子体空气处理臭氧处理器，其特征在于，所述的金属筛网高压极为带有筛网的板状结构，采用80-120目筛网。
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