[实用新型]一种低温等离子体空气处理系统

说明书

本实用新型公开了一种低温等离子体空气处理系统，所述设备使用污染物吸附剂从空气中去除污染物，并使用低温等离子体解吸、氧化或去除污染物。吸附剂可以由沸石与具有高介电值的材料组合而成。低温等离子体反应器的电源设计为在系统谐振频率下搜寻并运行。在实施方案中，将吸附剂材料与低温等离子体反应器分离。在解吸/再生阶段，将热量施加至吸附剂材料以热解吸污染物。空气在系统内再循环，将解吸的污染物从吸附剂材料移至低温等离子体反应器进行分解。循环空气反复移动污染物通过反应器，直到污染物被破坏，或解吸/再生阶段完成。

技术领域

本实用新型涉及空气处理领域，具体涉及一种低温等离子体空气处理系统。

背景技术

市面上有许多空气净化系统。这些系统采用各种技术去除废气、挥发性有机化合物、气味、氮氧化物、硫氧化物、有毒气体等(以下总称为污染物)并对其进行脱毒。这些系统依赖于多种方法，例如燃烧、吸附、催化或低温等离子体工艺，以去除空气中的污染物。

燃烧系统原则上是最简单的系统，主要通过加热空气，从而热分解或燃烧空气中的污染物。然而，该方法需要大量的能量以有效地从空气中去除污染物，成本比较高，而且还会产生大量的热污染。

吸附方法使用吸附材料来捕获空气中的污染物。但是，该方法需要频繁更换或再生吸附剂材料，导致系统运行成本较高。

催化方法使用催化剂来加速化学反应，从而将空气中的污染物转化为相对无害的化学成分。然而，当污染物的浓度较低时，催化方法通常需要非常高的能量需求。此外，这些系统使用的催化剂可能会导致污染物中毒，从而导致催化功能大幅下降或完全丧失。

传统的低温等离子体系统使用低温等离子体来处理包含污染物的空气流。低温等离子体是两个电极之间的高压放电。这种放电在空气中产生高能电子，这些电子与气体分子碰撞并产生自由基，从而氧化气流中的污染物。大多数反应物由氧气产生，产生许多不同的氧种类。但是，自由基也会由气流中的氮气和水蒸气形成。由于低温等离子体系统消耗的大部分能量都用于产生高能电子，因此这些系统处理的气流温度基本上保持不变。为等离子体供电的高压可以采用交流电、直流电或脉冲电流的形式，其中脉冲电流中具有快速上升时间脉冲具有最高的性能。

通常，低温等离子体空气处理系统包括低温等离子体反应器和用于使空气移动通过反应器的装置。低温等离子体反应器包括多个相对的电极，并且通常根据以下两种构造之一制造：电晕放电或介电势垒放电。电晕放电反应器使用裸电极，并且在它们之间会产生低温等离子体。介电阻挡反应器在一个或两个电极上具有介电涂层，或在电极之间具有包含介电材料的填充床。

低温等离子体系统存在一些缺陷，例如产品氧化、产生臭氧、高电能需求。氧化副产物是不完全氧化的结果，在气流中会形成新的污染物，从而影响系统的空气处理效果。臭氧被认为是有害气体，因此臭氧的产生也有可能破坏这些系统的效果。许多低温等离子体系统对能量的高要求使得这些系统不可行。

如上所述，通常通过向等离子体反应器施加高电功率来产生低温等离子体。一些常规的低温反应堆需要数百焦耳的电能才能处理一升的空气。对大量电能的需求是对常规低温等离子体系统的重大挑战。由于启用和控制低温等离子体所需的参数不仅在反应堆之间，而且在同一反应堆内不时发生巨大变化，因此电源问题变得更加复杂。例如，对于在电极之间包括电介质材料的填充床的低温等离子体系统，电介质材料床的电导率可以由于所处理的空气中的湿度变化以及电介质的数量和类型的变化而变化。这些变化也可能导致床的阻抗发生重大变化。随着床的电导率和阻抗变化，产生和维持低温等离子体所需的功率量也变化。

低温等离子体反应器的另一个问题是由反应器中可能形成的“拖缆”引起的。拖缆本质上是自传播的电子流，如果不加以控制，它们可能会转变成电弧，导致低温等离子体转变成热等离子体状态。这会对床和系统性能产生重大不利影响。为了避免电弧放电或过渡到热等离子体状态，在形成后，必须立即将拖缆终止或淬火。为了实现该功能，常规的低温等离子体反应器需要包括相对复杂的外部或自猝灭机制。

实用新型内容