[实用新型]一种高密度等离子体废气处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种高密度等离子体废气处理装置。

背景技术

随着社会的发展及环保意识的增强，人们对自己生活环境的空气质量的要求也越来越高。但城市工业化的发展、城镇化建设步伐的加快及基础设施的建设，也造成空气污染也愈加严重，加之空调使用范围日益增加，空气内循环更容易让有害气体对健康造成损害。空气污染的评价指标一般包括易挥发的有机物质(VOCs，如甲醛、甲苯、二甲苯等)、可吸入颗粒物(PM2.5、PM10)、臭氧含量、空气菌落总数，易挥发的有机物质(VOCs，如甲醛、甲苯、二甲苯等)是空气污染中重要的组成部分，其主要成分为烃类、卤代烃、氮烃、含氧烃、硫烃及低沸点的多环芳烃等，VOCs一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有机溶剂、处理难度大的特点。

在目前的工业生产中，石油化工、喷漆、农药、电子、印刷、橡胶、造纸、纤维、塑胶、医药等行业都可能产生VOCs，需要配套相应的设备来进行清除作业，目前清除VOCs主要的方法主要是如下几种：1、冷凝回收法，2、吸附法，3、直接燃烧法，4、催化燃烧法，5、吸收法，6、纳米微电解氧化法，7、热力燃烧法，8、高能UV光解法等。

通过放电产生等离子体来去除空气中VOCs污染，是目前处理效果较好的方式之一，主要方式有辉光放电(Glow放电)、电晕放电(Corona放电)和介质阻挡放电(DBD放电)、微波放电和射频放电等，放电后产生等离子体，等离子体中包含有大量高能电子、离子、激发态分子和自由基，这些活性粒子的能量高于气体分子的键能，它们和气体中的VOCs分子发生频繁的碰撞，使烃分子发生断键解离而形成许多短碳链的自由基碎片，这些自由基碎片之间相互反应，生成了短碳链的小分子烃而发生降解，当反应中有氧存在时，氧分子与烃类断键解离后生成的自由基碎片发生反应，将它们氧化成碳的氧化物而使烃类氧化分解，另外，氧气分子与等离子体中的高能电子碰撞产生激发态的氧分子和原子，这些强氧化性的粒子与烃分子及其解离的自由基碎片发生反应，使挥发性烃氧化分解，从而将挥发性有机物直接分解为无害分子；但目前国内外投产设备中，大都使用单一的电离方式，这种方式产生等离子体浓度有限，对VOCs处理效果不尽人意，不能满足工业生产的需求。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型设计出一种高密度等离子体废气处理装置置。

本实用新型的技术方案如下：

一种高密度等离子体废气处理装置，包括内管、外壳和电源，所述内管包括金属管、热丝、温度检测片，金属管外表面设有左旋的导流螺纹，热丝缠绕于导流螺纹上；所述外壳包括绝缘管、金属网、气体入口、气体出口，气体入口和气体出口均为中空圆盘，内管穿过中空部位，中空圆盘外侧连接绝缘管，绝缘管外部包裹一层金属网，高压放电电源连接在金属网上；所述电源包括高压放电电源和低压加热电源，高压放电电源连接在金属管和金属网上，低压加热电源连接在热丝两端。

所述高压放电电源和低压加热电源分别与外部高压电源输出相连接，调节外部电源，让金属网绝缘管和金属管间产生所需放电电流，放电工作。

所述热丝在通电后，低温加热电源对热丝进行加热，被加热后的热丝会释放出大量高能热电子，高能热电子在高压电场环境中做无规则运动，对周围的气体分子进行高频率的撞击，大大提高等离子体的电离效率，同时显著提高等离子体密度，进而提高废气的处理效率。

所述金属管和绝缘管在高压放电电源的作用下，产生介质阻挡放电(DBD放电)；所述金属管导流螺纹和金属丝在高压放电电源的作用下，产生电晕放电(Corona放电)；DBD放电和Corona放电共同作用，使等离子体密度进一步增加，提高了污染气体的处理效率，同时DBD放电和Corona放电分别有各自更擅长处理的污染气体，两者共同作用也发挥了DBD放电和Corona放电各自的优势，拓宽了处理气体的种类，提高了处理效率。

优选的，所述气体入口的重口圆盘上有一圈通环，通环内侧比外侧直径小，通环壁面与内管夹角为45度。如此设计，使通过气体入口进入装置的空气贴近内管，沿内管的导流螺纹旋转前进，增加被处理时间。

优选的，所述绝缘管材料为石英、陶瓷等。

优选的，所述金属管材料为铜、铝、不锈钢等。

优选的，所述金属管为中空薄壁管，金属管外侧中部设有温度检测片，在装置温度过高时，金属管内部可通入冷却水进行降温。

优选的，所述气体入口和气体出口还设有气体传感器，可检测进出废气的VOCs含量。

根据上述技术方案，本实用新型的使用步骤如下：