一种常压低温等离子体除臭器制造技术

本发明专利技术涉及一种低温等离子体臭气净化装置，尤其涉及一种处理垃圾站和城市粪渣处理场、污水站及其它有恶臭气体产生的场所恶臭气体的处理装置。该装置包括：彼此相对的一对电极，阴极是由被切割加工成锯齿形的金属板构成，将该锯齿形阴极和另外一块光滑的电极相对放置。两个电极表面均涂有一层绝缘电介质。在两个电极中间施加高频脉冲电压时，电极间的气体会被电离击穿而产生电晕放电，形成低温等离子体。本发明专利技术提供的低温等离子体除臭器具有能够在常压、潮湿的环境中有效的去除恶臭气体，能耗低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低温等离子体臭气净化装置，尤其涉及一种处理垃圾站、城 市粪渣处理场、污水站及其它有恶臭气体产生的场所恶臭气体的处理装置。
技术介绍
恶臭物质是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损害生活环境的气体物 质，即难闻的臭味。恶臭可对人产生嗅觉伤害，是引起呕吐导致疾病的公害之一。迄今凭人的嗅觉即能感觉到的恶臭物质有4000多种，其中对健康危害较大 的有硫醇类、氨、硫化氢、甲基硫、有机胺(如，三甲胺)、甲醛、苯乙烯、有 机酸、酚类等几十种。有些恶臭物质随废水、废渣排入水体，不仅使水发生异 臭异味，而且危及鱼类等水生生物的生命。恶臭物质分布广，影响范围大，已 经成为公害。垃圾压縮站及粪渣处理场所产生的臭气主要有氨、硫化氢、甲硫醇、有机酸、有机胺等物质。鉴于臭气具有上述种种危害，因此有必要在垃圾及粪渣 的收集、贮存、运输、处理的过程中采取相应的措施来控制和处理臭气。传统的臭气净化方法包括稀释法、燃烧法、洗涤法、吸附法、催化转化 法等，这些方法分别存在着净化不彻底，净化气体种类单一，控制难度大，能 耗高等缺点。近年来兴起的低温等离子体技术是一种新的治理臭气污染物的方 法，利用等离子体中的大量活性粒子可对有毒、有害、难降解的臭气污染物进 行直接分解去除。等离子体被称为物质第4形态，由电子、离子、自由基和中性粒子组成。等离子体一般可分为热等离子体和非热(低温)等离子体。低温等离子体是工业上 应用非常广泛的一种等离子体，它可以应用于等离子体化学合成与分解、臭氧 发生器、静电除尘、溅射制模、气相沉积、聚合和引发聚合、材料表面改性、 沉积刻蚀和低温灰化等方面。同时，在燃煤烟气中的二氧化硫和氮氧化物、挥 发性有机物和汽车尾气等环境污染物的处理方面，低温等离子体更是显示了其 良好的应用前景。低温等离子体的产生方法主要有辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射 频放电、滑动电弧放电、射流放电、常压辉光放电和低压辉光放电等。由于各 种条件的限制，目前应用得最广泛的低温等离子体的产生方法主要为电晕放电 和介质阻挡放电。电晕放电是气体介质在不均匀电场中的局部自持放电，是最常见的一种气 体放电形式。在曲率半径很大的尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体击 穿电离场强，使气体发生电离和激励，因而出现电晕放电。电晕放电可以是相 对稳定的放电形式，也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。电 晕放电可以在大气压下工作，但需要足够高的电压以增加电晕部位的电场。一 般在高压和强电场的工作条件下，不容易获得稳定的电晕放电，亦容易产生局 部的电弧放电，为提高稳定性可将反应器做成非对称的电极形式。利用电晕放 电可以进行静电除尘、污水处理、空气净化等。介质阻挡放电是将绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电，又称 介质阻挡电晕放电或无声放电。介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工作，通常的工作气压为104 106Pa，电源频率可从50Hz至lMHz。电极结 构的设计形式多种多样。在两个放电电极之间充满某种工作气体，并将其中一 个或两个电极用绝缘介质覆盖，也可以将介质直接悬挂在放电空间或采用颗粒状的介质填充其中，当两电极间施加足够高的交流电压时，电极间的气体就会 被击穿而产生放电，即产生了介质阻挡放电。等离子体除臭是通过两个途径实现的 一个是在高能电子的瞬时高能量作 用下，打开某些有害气体分子的化学键，使其直接分解成单质原子或无害分子; 另一个是在大量高能电子、离子、激发态粒子和氧自由基、氢氧自由基等作用 下氧化分解成无害产物。主要有以下几个过程1. 在高能电子作用下，强氧化性自由基O、 OH、 H02的产生；2. 有机物分子受到高能电子碰撞被激发，其分子键断裂形成小碎片基团和原子；3. O、 OH、 H02与激发原子、有机物分子、破碎的基团、其他自由基等发 生一系列反应，有机分子最终被降解为CO、 C02、 H20。去除率的高低 与电子能量和有机分子结合键能的大小有关。本专利技术揭示的低温等离子体除臭器除臭的原理为利用产生的大量等离子体 和臭氧共同作用，将呈臭物质转化为没有气味的物质。等离子体去除上述污染物的主要途径有两条 一是在高能电子的瞬时高能 量作用下，打开某些有害气体分子的化学键，使其直接分解成单质原子或无害 分子；二是在大量高能电子、离子、激发态粒子和氧自由基、氢氧自由基(自 由基因带有不成对电子而具有很强的活性)等作用下氧化分解成无害产物。其 反应机理为H2S + 02，02,02+ ■> S03 + H20 NH3 +02，02,02+ — NOx +H20 VOCs + 02,02,02+-> S03 +C02+H20本专利技术揭示的低温等离子体除臭器产生的不仅有等离子体，还有大量的臭氧。臭氧具有极强的除臭能力，依靠其强氧化能力可快速氧化产生臭味及其它气味的有机物或无机物。臭气的主要成分是胺(R3N)，硫化氢(H2S)，甲硫醇 (CH3SH)等，臭氧对其氧化分解，生成没有气味的物质。相关的反应式如下C//3S/f + 03 — [C//3 -S-5_C//3] 4 C//3 —+ 02 从上述反应来看，恶臭组分经过本低温等离子体除臭器处理后，将转变为各种没有气味的小分子，从而能够有效的去除臭味。近年来，低温等离子体发生器的设计取得了长足的发展，但它们普遍存在着不能在潮湿的条件下工作的缺点，且对恶臭气体的处理效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服在现有技术中遇到的上述问题，并提供一种能够在常 压、潮湿的环境中有效的去除恶臭气体的低温等离子体除臭器。本专利技术的另一目的是提供一种低温等离子体除臭装置，该装置的放电电压 很低，可以大大降低工作成本和设备成本。本专利技术设计的低温等离子体除臭器，由阴阳电极板以及阴阳电极构成。本专利技术的上述目的可以通过一种用于在大气压下产生低温等离子体的装置 来实现，该装置包括彼此相对的一对电极，阴极是由被切割加工成锯齿形的金属板构成，锯齿的高度为50_100毫米，相邻的锯齿之间的距离为50_100 毫米，将该锯齿形阴极和另外一块光滑的电极相对放置，锯齿尖端距离另外一 块电极板10—50毫米。两个电极表面均涂有一层厚度为0.2—2毫米的聚乙烯、 聚四氟乙烯、聚丙烯、环氧树脂、聚酰胺树脂等绝缘电介质。在两个电极中间 施加高频脉冲电压时，电极间的气体会被电离击穿而产生电晕放电，形成低温等离子体。本专利技术揭示的低温等离子除臭器由多对电极构成，以增强等离子体的除臭 效果。放电器中的导电体在高湿度空气中暴露，由于导体的静电电容的变化导致 电介质的绝缘电阻下降，共存气体在导体上吸附造成放电不良，是妨碍臭氧发 生的原因。于是，可以用各种绝缘电介质覆盖导体将导体与高湿度空气隔离开 来。本专利技术揭示的低温等离子体除臭器，用聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、环 氧树脂、聚酰胺树脂等绝缘电介质覆盖导体，可以极大的抑制电介质的静电电 容的变化，而且可以防止共存气体的附着，于是就能实现稳定放电。本专利技术揭 示的低温等离子体除臭器既可以在干燥的空气中使用也可以在高湿度的空气中 使用。在干燥的空气中，氧分子被离解，产生臭氧；在高湿度空气中，水分子 被离解生成氢氧自由基。因此，本专利技术揭示的低温等离子体除臭器在干燥空气 中借助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常压低温等离子体除臭器，其特征在于，在组成放电装置的一对金属电极中，其中一个金属电极的两个表面都带有分布均匀的锯齿状放电电极，另外一个电极为光滑的金属板。

【技术特征摘要】
1. 一种常压低温等离子体除臭器，其特征在于，在组成放电装置的一对金属电极中，其中一个金属电极的两个表面都带有分布均匀的锯齿状放电电极，另外一个电极为光滑的金属板。2. 根据权利要求1，其特征在于板状电极的两个表面均与锯齿状的电极相对， 两个电极间留有10—50毫米均匀放电间隙，当两个金属电极与一个高频高压 脉冲电源联通，在放电间隙中存在气体时，放电间隙中就会形成低温等离子 体。3. 根据权利要求1，其特征在于两个表面都带有分布均匀的锯齿形...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涉，马辉文，
申请(专利权)人：张涉，马辉文，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]