[发明专利]非热等离子体反应器

说明书

技术领域：

本发明属于空气消毒净化技术领域，具体涉及非热等离子体反应器。

背景技术：

现有的空气消毒净化器用的非热等离子体反应器主要是由正电极、负电极和外壳组成。正电极的结构有金属丝、锯齿状或尖针状几种。

等离子体是由大量正、负带电粒子和中性粒子组成的、并表现出集体电场作用的、电荷整体呈准中性的气体云。等离子体对细菌细胞膜构成严重击穿和破坏；再是它能打开气体分子键，生成单原子分子、负氧离子、OH离子和自由氧原子、H₂O₂等自由基，具有极强的活化和氧化能力。它对细菌、病毒具有很强的杀伤力。它还能分解甲醛、苯、氡、氨气、一氧化碳、烟气、TVOC等高分子有毒有机物，转化成低分子无毒无味的无机物，如炭、水等。内部设置的等离子体反应器含静电场，能吸附小至0.1um粒径的颗粒物，进一步净化空气。

对于室内空气都处于常温、常压状态，选用耐氧化细金属丝、锯齿状或尖针状结构作为放电正电极，选用耐氧化金属板作为负电极，这类极不对称放电极的反应器作电晕放电产生非热等离子体进行空气消毒净化。细金属丝电晕放电均匀，产生非热等离子体浓度高理应是一种优先。

非热等离子体空气消毒净化技术的先进性已被业内专家学者所认可，其杀菌消毒机理的科学性和先进性是无可比拟的，被国际上称之为“二十一世纪环境科学四大技术之一”。但是，市场上推广应用还不多见，进展缓慢。现有的过滤吸附、高压静电、臭氧、紫外线及TiO₂光催化等空气消毒净化器在杀菌消毒、分解有毒有机化合物及过滤尘埃颗粒物三方面都各有优缺点，消毒净化空气均不完善，却仍在各大医院、办公大楼、商场、公共娱乐场所被广泛采用；甚至食品厂、制药厂及半导体IC制造业大都选用FFU空气过滤单元。它在新安装时空气净化效果虽然好；但能耗大、噪音高，而且维护费用昂贵，又有二次污染之虞，恰恰占有极大市场。

究其原因是目前非热等离子体反应器设计不合理：构成非热等离子体反应器的放电正电极选用细金属丝所产生等离子体浓度虽然高，但是容易被烧断；为此，放电正电极大多选用不锈钢制成锯齿状或尖针状结构。虽然锯齿状或尖针状不容易被烧断，但是它们处于的尖端放电形成放电流注，在暗室中可以看到正电极与负电极之间有一条Φ0.2mm左右的紫蓝光细线--这是空气中放电不均匀现象。在紫蓝光线附近等离子体浓度高，空气中的氧气和氮气容易被激活，生成臭氧及氮氧化物等不利因素；而离开紫蓝光线稍远处的等离子体浓度低，空气消毒净化效果就差。这类反应器的消毒效果受臭氧及氮氧化物浓度的制约，这也是目前专业技术人员感到最棘手的难题。还有一个严重缺陷是工作不到几个月，锯齿状或尖针状放电尖端因溅射效应而变钝。由于正电极的曲率半径越大，起晕电压越高，放电电流随之减小，空气消毒净化效率当然会降低。这种衰退现象潜移默化，等离子体浓度降低不容易被使用者发现；反应器虽然还在工作，却形同虚设。这在医院手术室、重症病房中应用就会因消毒不合格而发生细菌病毒感染事故，导致手术治疗的失败。

例如：中国发明专利申请号为200710038821.4，发明名称《拼装积木式窄间距静电场装置》说明书首页就提出：“细线容易断线的缺陷极大地影响了装置的可靠性。”在该发明的技术方案中提出：一种拼装积木式窄间距静电场装置，包括放电极(放电极即为正极)、收尘极(收电极即为负极)和绝缘子，放电极与收尘极间隔平行排列，放电极两端连接放电极连接件，放电极的下部为锯齿状，放电极的上部为管状，锯齿状放电极与收尘极形成收尘区，收尘极两端连接收电极连接件，放电极连接件和收电极连接件分别连接在绝缘子上。

又如：中国发明专利申请号为200810165890.6，发明名称《一种高效电离驱动空气净化装置的电极及电路》公开了空气净化装置的电极为针尖状电离极的技术方案。

上述两个发明都考虑到“构成非热等离子体反应器的放电正电极选用细金属丝所产生等离子体浓度高，但是容易被烧断”的现实，才无可奈何地选用锯齿状或尖针状的正电极做成等离子体反应器。

再如：中国发明专利申请号为200610024299.X，发明名称《电离型气体净化装置》权利要求书中载明：一种电离型气体净化装置由若干个相同长度的阴极和阳极两端分别固定于绝缘板上组成，构成矩型电场；这里的阳极按行列形式排列，两端分别垂直地固定于两块绝缘板上；阳极采用耐腐蚀韧性强的金属丝，直径为0.05～0.2mm，阴极采用铜质或不锈钢的管子，直径8～30cm。