[发明专利]等离子发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种与在液体、气体中产生等离子相关的，特别是一种适用于水处理、废水处理或有毒有害气体的处理的等离子发生装置。

背景技术

等离子发生器的主要工作原理是在第一电极和第二电极之间加0.5KHZ以上的交流高电压，通过电极电容放电利用正高压及负高压电离空气产生等离子。同时正、负离子在空气中进行正负电荷中和的瞬间产生巨大的能量释放，从而导致其周围气体物质分子结构的改变，实现对气体和液体的杀菌、消毒、去异味。

与液体有关的等离子产生方法大致有三类。第一类是在气相放电的空间提供液体；第二类是在液面上放电；第三类是在液体中放电。本发明与第二、第三类有关。液面上放电是由在气相中形成的等离子与液面相接触配置形成放电的一种方法。液体中放电是对电极加以高电位，造成液体的绝缘层被破坏而引起电晕放电电流。采用对液体加热、提供超声波等方法制造气泡，由电磁波照射而诱发等离子产生。

与气体有关的等离子产生方法大部分是在真空中实现的，近年有在大气压中产生的方法，但都为高电压、大电流、高频为前提条件，电流一般在安倍或数安倍级，因此能耗较大。

近来，有关二氧化碳减排，以及排水、排废等的环境净化重要性认识被愈加强化，对废气中有毒有害成分的去处的要求势必也会愈来愈迫切。对液体或气体中有机物的分解即杀菌一般采用物理吸附或氧化法比较有效。物理吸附法主要是用活性炭，而氧化法则是通过光触媒、臭氧、过氧化氢、紫外线、超声波等或以上手段的结合。但活性炭、光触媒、紫外线灯均为消耗品，成本较高，超声波和紫外线灯还需要消耗大量的电力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种等离子发生装置，可产生高级氧化剂，主要用来处理与液体、气体相关重金属、有机化合物、有毒有害物质，尤其给处理较难被分解的有机物的处理质提供了一种简便、节能、环保的新方法。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种等离子发生装置，可产生含有羟基自由基的氧化剂并对气液进行氧化处理，包括第一电极和第二电极，其中，至少第一电极为金属片或金属棒，在第一电极与第二电极之间由绝缘层相接并隔离，且绝缘层的壁厚不大于0.5mm，所述第一电极接入交流电压，第二电极接地，加在电极第一、第二电极间的交流电压不低于1kV，频率不低于500HZ，等离子发生装置在毫安级消耗电流状态下工作。

本发明所述的装置有别于现有等离子发生装置所常采用的高温、高压环境、并通过高电压、大电流、高频手段来实现，本装置在常温常压下以高电压小电流来生产等离子后制造含有羟基自由基的氧化剂，即：高级氧化剂。所以具有高效节能的特点，利用绝缘层的障壁放电，放电电流呈间歇性，因此与紫外线灯相比可以大幅度降低能耗。

所加电压值由液体的基准电位决定，一般是数千伏的交流电，如加高频脉冲则效果更佳。电压值、周波数或放电周期及等离子的形成和维持时间是决定等离子质量形成的重要条件。

在上述方案的基础上，所述的金属片或金属棒为铜、铜合金、不锈钢、铝、铝合金、铬、铬合金材料中的一种。

一种针对上述等离子发生装置的用途，用于气体处理，其中，等离子发生装置设在四周封闭、两端开口的气体流道中，所述的第一电极由一片金属片构成第一电极单元，第二电极由两片金属片构成第二电极单元，第二电极单元的两片金属片从两侧与第一电极单元的金属片相互交错重叠，且在中部的重叠部分处由绝缘层将第一电极与第二电极隔离，构成电极单元组，在重叠部分处的第二电极单元的二片金属片上均设有多数个通孔，在常温常压下，在第一电极与第二电极之间加载交流高电压，待处理的气体在流道中流过，与第二电极的金属片接触并自通孔处与内侧的绝缘层接触，在通孔所在区域形成放电区域，产生含有羟基自由基的氧化剂。

在上述方案的基础上，所述的绝缘层为玻璃或绝缘的有机聚合物。电极的绝缘材料应具有耐高压和良好的绝缘性，并且该材料应具有在液体或空气等环境条件中良好的使用性能，优选二氧化硅或玻璃系材料。绝缘率的选定则要考虑对空气的电压分配和在绝缘材料外壁上电荷堆积效应。

在上述方案的基础上，所述的第一电极由第一共用电极和并排设置的两个或两个以上的第一电极单元联通构成，第二电极由第二共用电极和并排设置的两个或两个以上的第二电极单元联通构成，每个第一电极单元的一片金属片两侧交错重叠第二电极单元的二片金属片构成各自的电极单元组，其中，第一电极的金属片在非重叠部分处设有开口，或第二电极的每两片金属片在非重叠部分处均设有开口，使得相邻两个电极单元组的开口位置相互交错，在流道中形成弯曲的空气通道。