[实用新型]装载盐催化剂的气体等离子放电反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子放电反应器，尤其是一种装载盐催化剂的气体等离子放电反应器；这种装载盐催化剂的气体等离子放电反应器既可用于汽车尾气、烟道气、大气、室内空气以及各种工业排气的净化，也可以用于臭氧制备。

背景技术

等离子体反应器按电极结构来分，可以分成同轴圆心型（如图9）、面-面型（如图10）、针-面型（如图11）以及针-针型（如图12）。这4种等离子体反应器在电极之间只有气体。如果电极之间加有介质阻挡，则又可分为同轴圆心介质阻挡型（如图13）、管状介质阻挡填充型（如图14）、面-面介质阻挡型（如图15和图16）以及沿面介质阻挡型（如图17）。图9～图17中，等离子体反应器的两电极之间有气体，当高电压加到两电极时，会在两电极的气体中形成放电空间。气体放电时会产生大量活性化学物质，这些化学物质被用于各种用途，如氧原子被用于制备臭氧。然而，由于活性化学物质极易发生各种副化学物质反应，使活性化学物质的使用效率降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能高效利用活性化学物质的装载盐催化剂的气体等离子放电反应器。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种装载盐催化剂的气体等离子放电反应器，包括外接高压电源和从上至下依次排列的电极Ⅰ、介质阻挡板、催化剂层Ⅰ、放电空间、催化剂层Ⅱ以及电极Ⅱ；所述放电空间上至少设置有一个进气口和一个出气口；所述电极Ⅰ通过金属导线Ⅰ连接到高压电源的一个输出端，电极Ⅱ通过金属导线Ⅱ连接到高压电源的另外一个输出端；所述高压电源输出的电压波形为脉冲形状或交流形状，电压峰值在100V到150kV之间；所述催化剂层Ⅰ和催化剂层Ⅱ均由含氧酸盐构成，所述含氧酸盐为硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、磷酸盐、钛酸盐、铁酸盐、锰酸盐、钒酸盐或铬酸盐；所述含氧酸盐中包含的金属为钙、锌、钾、镁、铜、铁、钠、铝、锡、镍、钴、锑、镉、铋、铬、锰、锶和钡中的一种或二种以上。

作为对一种装载盐催化剂的气体等离子放电反应器的改进：所述电极Ⅰ和电极Ⅱ的形状为圆筒型、平板型或球型。

作为对一种装载盐催化剂的气体等离子放电反应器的进一步改进：所述电极Ⅰ和电极Ⅱ的材质为铁、铜、银、金、铂、铝、钛、镁、锰、铅、锡、石墨、不锈钢、铜合金或铝合金。

作为对一种装载盐催化剂的气体等离子放电反应器的进一步改进：所述电极Ⅰ和电极Ⅱ之间的距离是0.1毫米～50厘米。

作为对一种装载盐催化剂的气体等离子放电反应器的进一步改进：所述介质阻挡板的材质为金属氧化物、无机材料、有机材料或者金属氧化物、无机材料以及有机材料的复合物；所述金属氧化物为氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化铁、氧化锆、氧化铬、氧化镍或氧化镁；无机材料为氧化硅、玻璃或云母；有机材料为塑料或橡胶。

作为对一种装载盐催化剂的气体等离子放电反应器的进一步改进：所述介质阻挡板的形状为致密性膜、致密性板、多孔性膜、多孔性板、致密性和多孔性相结合的膜或者致密性和多孔性相结合的板；所述介质阻挡板的厚度为10纳米到10毫米。

一种装载盐催化剂的气体等离子放电反应器的使用方法如下：气体从放电空间的进气口进入放电空间，通过放电空间后从出气口离开放电空间；所述电极Ⅰ和电极Ⅱ通过高压电源输出的电压将电场施加到放电空间的气体上，使得气体发生放电现象； 在放电空间的电场中生成的氧原子被催化剂层I和催化剂层II的含氧盐分子中的2个氧原子吸收形成一个有氧原子吸收的盐；有氧原子吸收的盐和可被氧化的物质如碳、碳氢化合物、氧气等反应生成一氧化碳、水或臭氧。

本发明的装载盐催化剂的气体等离子放电反应器上设置有由含氧酸盐构成的催化剂层Ⅰ和催化剂层Ⅱ；在电极Ⅰ和电极Ⅱ接通高压电源的时候，电极Ⅰ和电极Ⅱ通过高压电源输出电压对放电空间内的气体施加电场，使得放电空间内的气体发生放电。电压峰值在100V到150kV之间，电压波形为脉冲形状或交流形状；在放电空间内，通过进气口通入气体，气体通过放电空间后从出气口离开放电空间。气体中含有的氧气分子、水等含氧物质被放电分解为氧原子，生成的氧原子被含氧盐分子中的2个氧原子吸收形成一个有氧原子吸收的盐；有氧原子吸收的盐和可被氧化的物质如碳、碳氢化合物、氧气等反应生成一氧化碳、水或臭氧。通过采用含氧酸盐以及电极Ⅰ和电极Ⅱ之间的电场的共同作用下，提高了活性化学物质的利用效率，极大地提高气体净化效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的装载盐催化剂的气体等离子放电反应器的主要结构示意图；

图2是图1中盐催化剂反应器模块400的主要结构示意图；