的多種氣體經(jīng)模塊縮口進入反應(yīng)裝置中，氣體沖刷導流模塊縮口正對的反應(yīng)裝置芯電極，氣體將集中進入芯電極附近電場強度較高區(qū)域，更容易被激發(fā)成為高能等離子體狀態(tài)；
[0027]b、正對導流模塊縮口布置的芯電極同時具有圓形擾流柱的作用，由于圓形擾流柱具有最大的橫向尺寸和最小的流向尺寸，導致其表面法線方向上的速度梯度最大，逆壓力梯度也最大，圓柱形擾流柱尾跡中的尾渦結(jié)構(gòu)非常明顯，在擾流柱后形成2個尺度較大且基本對稱的旋渦，這將極大的促進催化氣體中高能態(tài)粒子與低能態(tài)粒子的能量交換；氣體在圓柱形芯電極周圍形成強擾流流動，提高多種氣體混合均勻程度，同時促進高強度電場與低強度電場中氣體粒子的混合，提高高能粒子與低能粒子間的碰撞幾率，從而降低了本實用新型反應(yīng)裝置DBD的擊穿電壓和放電功率，從而降低了處理廢氣成本。
[0028]3、本實用新型采用的同軸柱筒結(jié)構(gòu)反應(yīng)裝置，反應(yīng)裝置內(nèi)部電場強度不均勻，當采用小曲率半徑的內(nèi)電極時，相對較低的輸入電壓在內(nèi)電極表面處即可獲得較大的電場強度，從而有利于氣體的擊穿和低溫等離子體的產(chǎn)生。通過電源驅(qū)動，經(jīng)固體絕緣介質(zhì)阻擋，可在芯電極棒(線)與金屬電極罩殼間產(chǎn)生穩(wěn)定的DBD區(qū)域。
[0029]4、本實用新型反應(yīng)裝置中存在兩種不同的放電形式，介質(zhì)阻擋電暈放電與介質(zhì)阻擋絲狀放電，其放電形貌顯著不同，通過對反應(yīng)裝置工作電壓、介質(zhì)等效電容等參量的調(diào)整，可以改變電場強度及放電形式，從而可以根據(jù)處理氣體流量的不同有效調(diào)節(jié)放電功率，降低處理廢氣的成本。
[0030]5、本實用新型中固體絕緣介質(zhì)采用管式結(jié)構(gòu)(石英管、陶瓷管)，與平面結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)的阻擋介質(zhì)，具有制造加工工藝簡便、成本低、強度相對較高的優(yōu)點，并且能夠通過增加介質(zhì)管軸向及徑向尺寸來獲得較大的DBD區(qū)域容積。
[0031]6、本實用新型適于化學反應(yīng)。從局部高強電場中獲得能量而被加速的電子具有較高的能量，是后來反應(yīng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，其能量范圍正好適于打開化學鍵，使基態(tài)物質(zhì)激發(fā)或使分子成為原子、離子，從而引發(fā)各種等離子體化學反應(yīng)。
[0032]7、本實用新型放電過程易于控制。從微觀上看，DBD區(qū)域由許多個放電細絲組成，但它可以通過改變氣壓、放電電壓、電極形狀、溫度和放電頻率等宏觀易于控制的參數(shù)而得到調(diào)節(jié)，使之為工程服務(wù)。
[0033]8、本實用新型能量利用率高。當電極兩端施加電壓時，等離子區(qū)中會有許多微放電通道r半徑大約為100I_tm)，由于通道的密度大，輸入的能量分布在許多條微通道中而非集中在某一處，于是提高了能量利用率。
[0034]9、反應(yīng)裝置內(nèi)整個放電空間大量呈現(xiàn)細絲狀的細微快脈沖放電，電流細絲無規(guī)則分布在放電區(qū)域。此時反應(yīng)裝置內(nèi)的放電形式為介質(zhì)阻擋絲狀放電，內(nèi)電極與介質(zhì)之間的氣體被全部擊穿，由于電極間介質(zhì)的存在，限制了放電電流的自由增長，也阻止了極間火花與弧光的形成，能夠形成通常大氣壓強下穩(wěn)定的氣體放電。
[0035]10、本實用新型使用條件不苛刻。DBD可以在很寬的氣壓，電壓及頻率范圍內(nèi)使用，另外由于它可以在較大的區(qū)域內(nèi)形成等離子區(qū)，所以可以允許有較大的氣體流量。
[0036]11、本實用新型的工作穩(wěn)定性好、放電功率大，反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，并且其間隙較大，處理工業(yè)廢氣時能夠減少對氣體的流通阻力。
【附圖說明】
[0037]圖1為本實用新型的反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為本實用新型的反應(yīng)裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3為本實用新型的反應(yīng)裝置并聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4為本實用新型的反應(yīng)裝置并聯(lián)時安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5為本實用新型的反應(yīng)裝置串聯(lián)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0042]圖6為本實用新型的反應(yīng)裝置串聯(lián)時安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]其中，1、芯電極棒，2、絕緣介質(zhì)，3、電極罩殼，4、導流模塊，5、待催化氣體，6、絕緣介質(zhì)端蓋a，7、絕緣介質(zhì)端蓋b，8、驅(qū)動電源。
【具體實施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0045]實施例1
[0046]如圖1和圖2所示，芯電極棒1、絕緣介質(zhì)2 (可以為石英管或陶瓷管)和電極罩殼3(包括對稱設(shè)置的兩部分)同軸布置，芯電極棒1位于反應(yīng)裝置的中心位置，絕緣介質(zhì)2包裹在芯電極棒1 (芯電極棒1的直徑可調(diào)大可調(diào)小)外側(cè)，絕緣介質(zhì)2的兩側(cè)設(shè)置有絕緣介質(zhì)端蓋a6和絕緣介質(zhì)端蓋b7，電極罩殼3與芯電極棒1之間留有間隙；反應(yīng)裝置驅(qū)動電源8的兩級分別連接芯電極棒1和電極罩殼3 ;導流模塊4布置于反應(yīng)裝置沿被催化氣體迎流方向前端，導流模塊4縮口中心線與反應(yīng)裝置軸線在同一平面內(nèi)，平行于反應(yīng)裝置軸線布置；待催化氣體5垂直于導流模塊4縮口中心線進入反應(yīng)裝置中，經(jīng)芯電極棒1阻擋，被等流量分流為兩路，分別進入芯電極棒1與電極罩殼3的間隙，此間隙為該反應(yīng)裝置DBD區(qū)域；完成催化反應(yīng)的氣體由反應(yīng)裝置后部開口逸出。
[0047]反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)單元的氣體通流截面積S = 2*L* (R-r)，L為反應(yīng)裝置的長度，R為電極罩殼3的半徑，r為芯電極棒1的半徑。徑向調(diào)節(jié)是通過改變芯電極棒1與電極罩殼3單位軸向長度的半徑差值實現(xiàn)的，即調(diào)節(jié)氣縫高度(R-r)。軸向調(diào)節(jié)是通過改變反應(yīng)裝置軸向長度實現(xiàn)的，即氣縫長度L。
[0048]絕緣介質(zhì)2(石英管)的厚度d可以輔助調(diào)節(jié)DBD擊穿電壓和放電功率。
[0049]實施例2
[0050]電極罩殼3也可以為一個整體，該整體上設(shè)置有兩個氣體通道，這兩個氣體通道相對于芯電極棒1的中心對稱。
[0051]實施例3
[0052]如圖3和圖4所示，3個反應(yīng)裝置并聯(lián)設(shè)置，各反應(yīng)裝置的芯電極棒1的中心線在同一平面內(nèi)。驅(qū)動電源8并聯(lián)接入所有反應(yīng)裝置單元，電極罩殼3與電源的接線可由一根總線接出，亦可由多根電源線并列接出。并聯(lián)設(shè)置的反應(yīng)裝置也可以為多個，如3個，4個，5個以及更多。
[0053]實施例4
[0054]如圖5和圖6所示，2個反應(yīng)裝置單元串聯(lián)設(shè)置。該布置方式可推廣為N個相同的反應(yīng)裝置串聯(lián)，如3個，4個，5個以及多個，僅首個反應(yīng)裝置單元設(shè)置導流模塊4，各反應(yīng)裝置芯電極棒1中心線在同一平面內(nèi)。驅(qū)動電源8并聯(lián)接入N個反應(yīng)裝置單元，電極罩殼3與電源的接線可由一根總線接出，亦可由多根電源線并列接出。
[0055]實施例5
[0056]多個反應(yīng)裝置也可以是一串聯(lián)加并聯(lián)的方式組成系統(tǒng)陣列。
[0057]實施例6
[0058]多個反應(yīng)裝置沿著軸向疊加設(shè)置，可以是兩2個反應(yīng)器軸向疊加設(shè)置，也可以為多個，如3個、4個、5個或者更多。
[0059]上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對實用新型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種筒式介質(zhì)阻擋放電低溫等離子反應(yīng)裝置，其特征在于:包括芯電極、電極罩殼、絕緣介質(zhì)以及驅(qū)動電源，其中，所述芯電極與電極罩殼同軸設(shè)置，絕緣介質(zhì)安裝在芯電極與電極罩殼之間，驅(qū)動電源分別與所述芯電極和電極罩殼連接，所述電極罩殼上設(shè)置有兩個沿電極罩殼軸向的氣體通道，這兩個氣體通道相對于芯電極棒的中心線對稱設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)裝置還包括導流模塊，所述導流模塊沿著一個所述的氣體通道的外側(cè)設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)裝置，其特征在于:所述芯電極為芯電極棒。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于:所述電極罩殼為一個整體。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于:所述電極罩殼包括對稱設(shè)置的兩部分，這兩部分配合，構(gòu)成氣體通道；電極罩殼與所述芯電極棒之間的距離能夠調(diào)節(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于:所述絕緣介質(zhì)的形狀為中空圓柱體。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)裝置，其特征在于:所述絕緣介質(zhì)緊密套合在芯電極棒上。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)裝置，其特征在于:所述絕緣介質(zhì)套合在芯電極棒上，且與芯電極棒之間留有間隙。9.一種筒式介質(zhì)阻擋放電低溫等離子反應(yīng)系統(tǒng)，所述反應(yīng)系統(tǒng)由若干個權(quán)利要求1-8任一所述的反應(yīng)裝置并聯(lián)和/或串聯(lián)而成。10.—種筒式介質(zhì)阻擋放電低溫等離子反應(yīng)系統(tǒng)，所述反應(yīng)系統(tǒng)由若干個權(quán)利要求1-8任一所述的反應(yīng)裝置軸向疊加而成。
【專利摘要】本實用新型涉及一種筒式介質(zhì)阻擋放電低溫等離子反應(yīng)裝置及反應(yīng)系統(tǒng)，包括導流模塊、芯電極、電極罩殼、絕緣介質(zhì)以及驅(qū)動電源，其中，所述芯電極與電極罩殼同軸設(shè)置，絕緣介質(zhì)安裝在芯電極與電極罩殼之間，驅(qū)動電源分別與所述芯電極和電極罩殼連接，所述電極罩殼上設(shè)置有兩個沿電極罩殼軸向的氣體通道，這兩個氣體通道相對于芯電極棒的中心線對稱設(shè)置。多個反應(yīng)裝置可以通過串聯(lián)和并聯(lián)的方式組成系統(tǒng)矩陣。該反應(yīng)裝置和反應(yīng)系統(tǒng)可以提高氣體的等離子催化效率和催化效果。
【IPC分類】B01D53/86
【公開號】CN205007851
【申請?zhí)枴緾N201520616888
【發(fā)明人】高巖, 張樂川, 欒濤, 張軍梅, 高振寶, 彭吉偉, 蘇樂
【申請人】山東電力工程咨詢院有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年8月14日