[发明专利]一种基于单电极阵列式放电等离子体废气处理装置

说明书

本发明公开了一种基于单电极阵列式放电等离子体废气处理装置，包括废气处理腔体，该废气处理腔体的一端设置有进气口(5)，另一端设置有出气口(6)，该废气处理腔体内自进气口(5)至出气口(6)依次设置有滤网(7)、光催化处理段(8)、等离子体处理段(9)、催化剂处理段(10)和活性炭处理段(11)，其中，等离子体处理段(9)设置有若干个单电极阵列单元。本发明能够减小背压，增大处理面积，高效处理废气。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种基于单电极阵列式放电等离子体废气处理装置。

背景技术

由于低温等离子体中含有大量高能活性粒子，所以近年来在工业生产中得到越来越广泛的应用，特别是在废气处理方面的应用受到越来越大的重视。

随着我国经济的发展，工业生产中产生的废气污染问题日益严峻。工业废气主要包括挥发性有机物(VOCs)、硫化物、氮氧化物等。传统废气处理方法包括燃烧法、吸附法、生物法、膜分离法、光催化法等。燃烧法处理有机污染物需要很高的温度，既造成能源的浪费，同时会带来严重的二次污染和腐蚀问题。吸附等方法在处理容量、气阻、低效率、普适性差等问题。生物法对温度、湿度变化敏感。

国内外的研究表明，放电等离子体中富含活性粒子，如OH自由基、O₃、激发态O原子、N₂和等，此外还有大量的高能粒子，如电子、以及伴随放电的紫外线。它们可以与环境中的有害成分发生复杂的物理、化学反应，将大分子降解为小分子，并使有害成份无毒化或毒性大幅下降，达到良好的降解效果。现有基于放电等离子体处理废气多利用介质阻挡放电结构，如：龚联克等(CN203971712U)将圆管电极与金属颗粒电极结合，表面覆盖阻挡介质，间隔排列高压电极与地电极，对气体进行处理。该结构难以对大流量气体处理达到工业降解要求；万京林等(CN104437019A)采用单一电源驱动多组同轴式DBD电极，旨在大流量废气处理，但处理效率较低；也有人提出一种百叶窗式的废气处理装置(CN203075826U)，有望实现大面积处理废气，但是工艺较复杂，工业上规模化推广难度大。综上可知，目前利用介质阻挡放电等离子体进行工业废气处理仍存在效率低、结构复杂、处理废气流量低、规模化难度大等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于单电极阵列式放电等离子体废气处理装置，该装置结构简单、能够减小背压、实现大流量废气的高效降解、容易规模化。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于单电极阵列式放电等离子体废气处理装置，包括废气处理腔体，该废气处理腔体的一端设置有进气口，另一端设置有出气口，该废气处理腔体内自进气口至出气口依次设置有滤网、光催化处理段、等离子体处理段、催化剂处理段和活性炭处理段，其中，等离子体处理段设置有若干个单电极阵列单元。

本发明进一步的改进在于，每个单电极阵列单元均包括绝缘底座、设置在绝缘底座上的两个绝缘柱以及用于固定两个绝缘柱顶部的绝缘杆，每个绝缘杆的内部中空，在其中嵌入导电金属管，两个绝缘柱之间自下而上均匀设置若干个与导电金属管连接的单电极，工作时，单电极与高频电源连接。

本发明进一步的改进在于，绝缘底座呈长方体状，其厚度为10～30mm，长为300～1000mm，宽为100～400mm；在绝缘底座距两宽边中线10～30mm处，设置有两个长50～100mm的M8螺杆，用于连接绝缘底座与绝缘柱。

本发明进一步的改进在于，绝缘柱为直径20～50mm，长300～600mm的圆柱体；圆柱体内部中心空心，嵌入有长度200～500mm，外径10～40mm，内径8～38mm的导电金属管。

本发明进一步的改进在于，在绝缘柱表面开设有长200～500mm、宽6～15mm开口，用于将导电金属管露出，连接高压电极。

本发明进一步的改进在于，绝缘杆的长度为300～1000mm，直径为10～15mm。