[发明专利]一种带孔介质阻挡等离子体放电基本单元及反应器

说明书

 

技术领域

本发明涉及等离子体反应器领域，尤其涉及一种可用于如汽车尾气、烟道气、大气、室内空气及各种工业排气的气体净化的带孔介质阻挡等离子体放电基本单元及反应器。

 

背景技术

介质阻挡等离子体反应器按电极结构来分，主要有同轴圆心介质阻挡型（图1）、管状介质阻挡填充型（图2）、面-面介质阻挡型（图3）和沿面介质阻挡型（图4），由此可知常用的介质阻挡等离子体反应器均包括两个电极，而两个电极之间均设有一层或二层介质，且两个电极之间设置的介质主要起到保护两个电极不受放电产生的活性物质所腐蚀的作用，在臭氧制备和其它一些化学氧化反应中被广泛使用。另外，除了管状介质阻挡填充型等离子体反应器采用球状介质外，其它三种等离子体反应器均采用平面（板状）或曲面状介质，平面（板状）或曲面状介质中有气孔，当高压电施加在介质两侧的电极上时会发生电极间的火花放电，使得等离子体放电局部化，从而不能达到介质阻挡等离子体反应器应有的均匀放电效果，故为了防止等离子体放电局部化，使用致密性介质（不存在气孔）来制造等离子体反应器似乎是必然的选择。

然而，选用致密性介质制造等离子体反应器不仅使得制造成本大大提高，而且现实中的介质由于其生产过程中存在的问题不可避免地会产生气孔，气孔的大小和数量都会影响到介质阻挡等离子体反应器的使用。如果介质上的气孔数量过多，则会通过气孔引起电极之间的火花放电，使得介质形同虚设，发挥不了应有的作用。

 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中介质阻挡等离子体反应器制造成本高且放电效果差等上述缺陷，提供一种制造成本低且能均匀放电的带孔介质阻挡等离子体放电基本单元及反应器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带孔介质阻挡等离子体放电基本单元，包括第一导线、第二导线、第一介质层、第二介质层及相互平行的第一电极和第二电极；

第一导线和第二导线分别与第一电极顶端和第二电极底端电气连接；

第一介质层和第二介质层均位于第一电极和第二电极之间并分别与第一电极底端和第二电极顶端相连，且第一介质层和第二介质层之间形成至少一个放电空间；放电空间设有至少一个气体进口和至少一个气体出口；

第一介质层和第二介质层上分别设有多个第一气孔和多个第二气孔；第一气孔在第一介质层表面长度方向上的截面积和第二气孔在第二介质层表面长度方向上的截面积均为（0.0001，10）mm²，且多个第一气孔在第一介质层表面长度方向上的截面积总和与多个第二气孔在第二介质层表面长度方向上的截面积总和分别占第一介质层和第二介质层总表面积的（0.00001%，10%）。

在本发明所述带孔介质阻挡等离子体放电基本单元中，第一介质层和第二介质层上分别设有多个第一气孔和多个第二气孔，其中，第一气孔在第一介质层表面长度方向上的截面积和第二气孔在第二介质层表面长度方向上的截面积均为（0.0001，10）mm²，且多个第一气孔在第一介质层表面长度方向上的截面积总和与多个第二气孔在第二介质层表面长度方向上的截面积总和分别占第一介质层和第二介质层总表面积的（0.00001%，10%），由此可知，本发明的设计采用了带孔介质去取代致密性介质，一方面大大地降低了制造成本，另一方面，本发明通过控制第一介质层和第二介质层上第一气孔和第二气孔的大小和数量来避免产生因为第一气孔和第二气孔太大或数量过多而引起的第一电极和第二电极之间产生火花放电等现象，从而能起到保护第一电极和第二电极不受放电产生的活性物质所腐蚀的作用，且还能达到介质阻挡等离子体放电基本单元应有的均匀放电效果。

作为对本发明所述技术方案的一种改进，第一气孔和第二气孔之间的最短距离L≥10mm。第一气孔和第二气孔之间的最短距离L≥10mm，这样的设计进一步限定了第一介质层和第二介质层上的第一气孔和第二气孔的数量，增强了所述介质阻挡等离子体放电基本单元的均匀放电效果。

作为对本发明所述技术方案的一种改进，第一气孔为通孔、盲孔或埋孔。在本发明所述技术方案中，通孔为贯穿介质层的孔，盲孔为介质层上的半孔，埋孔为包含在介质层内部的孔。另外，第一气孔在第一介质层表面长度方向的形状为矩形、圆形、三角形、椭圆形、梯形、十字形、星形、多边形、L形、半圆形、缺角矩形或其它任意形状。