[实用新型]一种三相交流滑动弧非平衡等离子体污水处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三相交流滑动弧非平衡等离子体污水处理装置，属于环境技术和水处理领域。

背景技术

与等离子体技术在废气处理领域的应用相比较来说，非平衡等离子(或非热等离子体)于水处理起步较晚，由于其具有独特优势和较好的污染物去除效率，呈现出良好的应用前景，逐渐成为研究热点。非平衡等离子体的产生方式有辉光放电、电晕放电、脉冲放电、介质阻挡放电和非热电弧放电等。1902年AyrtonH.发表了大气中碳电极自由非热电弧的电压一电流特性，并列出了这种自由非热电弧的参考范围；1988年Lesueur H.和Czernichowski A.等提出了用气流驱动和冷却电弧的滑动弧放电装置产生大气压非热电弧等离子体(法国专利2639172)；后来，法国、美国、俄罗斯、波兰等国外研究人员也开展了滑动弧放电的研究，研究不仅包含滑动弧放电等离子体的物理理论分析，而且还把其应用于气流污染物的控制、制取合成气、有机溶剂净化等领域，如Fridman A.等分析了滑动弧放电中平衡态和非平衡态(Fridman A.，et al.J.Prog.Energy andComb.Sci.1999，25：211-231.)；Czernichowski A.等利用氢气H₂作为还原气体催化分解SO₂，研究表明67％SO₂转化为单质硫，利用滑动弧放电等离子体去除甲醛、甲苯和庚烷等挥发性有机污染的研究，庚烷的最大去除率可达到100％(Czernichowski A.，et al.Chemtech.1996，26(4)：45-49.)；Krawczyk K.等报道了利用滑动弧放电处理含CCl₄的废气，CCl₄的降解率达到100％(Krawczyk K.，et al.Plasma Chem.Plasma Process.2003，24(2)：155-167.)；Moussa D.等人把与电源相连的两个电极安装在有机溶剂正上方，把形成的单相交流滑动弧放电产生的活性粒子打入液体中，氧化分解有机物(Moussa D.，et al.J.Hazard.Mater.B.2003，102：189-200.)。国内，滑动弧放电的研究处于起步阶段，在滑动弧放电物理特性方面有一定的研究，如林烈等较早开发了磁驱动滑动弧放电大气压非平衡等离子体(中国专利97111936.8)，研究主要集中在直流纯气流驱动的滑动弧放电物理特性方面；夏维东等开展了直流两电极磁驱动滑移弧的放电特性研究(李磊，夏维东，等.核技术.2004，27(5)：350-353.)；但在污染物的控制方面研究甚少，主要是杜长明等开展单相交流滑动弧放电的研究，并把它应用于脱除废气中多环芳烃、碳黑颗粒等(杜长明，等.中国电机工程学报.2006，26(1)：77-81.)，研究表明单相交流滑动弧放电具有放电区域小、处理能力小等不足之处。迄今为止，回顾国内外文献和资料，尚无三相交流滑动弧非平衡等离子体处理污水的研究或报道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种成本低、放电区域大、处理能力强的三相交流滑动弧非平衡等离子体污水处理装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种三相交流滑动弧非平衡等离子体污水处理装置，包括：三相交流高压电源1、等离子体反应器主体、喷雾系统等。等离子体反应器主体由水冷玻璃反应釜3、3个刀形金属电极5和绝缘盖4构成，电极通过绝缘支柱2固定在绝缘盖内，以及通过绝缘支柱内的预先安装的金属导体与电源线相连；喷雾系统由雾化喷嘴6、水泵7、污水源8和载气源9构成。

所述的三相交流高压电源1，为具有升压和限流功能的变压器，输出的电压控制在5-10kV范围内。

所述的3个刀形金属电极5按相差120度排列，相邻两电极之间的最小距离在1-3mm范围内；制作电极的材料可选用钨、铝和不锈钢等；电极的厚度为1-2mm，长50-100mm，宽20-35mm，具体尺寸根据非平衡等离子体产生装置功率的大小来确定。

所述的水冷玻璃反应釜3采用双套筒形式，包括排水口11、冷却水入口12冷却水出口13及排气口14，其具体的尺寸根据电极5的尺寸大小来确定。

所述的绝缘盖4和绝缘支柱2采用聚四氟乙烯棒或尼龙棒等绝缘材料制作，其具体的尺寸根据电极5和水冷玻璃反应釜3的尺寸大小来确定。

所述的雾化喷嘴6的喷口直径为0.5-2mm。