高频谐振电源驱动辉光放电低温等离子体废气处理装置

1.本实用新型涉及废气处理设备，特别涉及一种工业有机废气净化处理装置。


背景技术：

2.在化工生产过程中，许多产品的生产工艺都会导致大量的有机化合物的排放，而这些有机化合物对生物和环境会造成许多伤害。其中包括：(1)对人体健康的危害：有机化合物(vocs)可引发一系列光化学反应，在阳光照射条件下，vocs可与nox和空气中的其他物质发生反应，生成的臭氧可转化为光化学烟雾，这些光化学烟雾会对人体的呼吸系统和眼睛造成影响，引发不适。同时，还具有强烈的刺激性气味，当空气中vocs浓度过高的时候，人体便会出现不适症状，一些有毒的vocs如芳香烃等释放到空气中还会引发肿瘤病变和其他重疾。如制鞋工艺中的“三苯”可引发中毒死亡；涂料溶剂中挥发的甲苯和二甲苯等有毒气体也是危害人们健康的重要污染源。(2)对植物造成的危害：工业废气中的光化学烟雾和二氧化硫、氟化物等有机化合物对植物也会造成十分严重的危害，可导致植物枯黄落叶，甚至造成农作物减产，同时，还会对植物的光合作用造成影响。(3)对全球气候环境的危害：工业有机废气污染是引发大气污染的主要原因，这些有机废气对大气环境的污染是全球性的。工业有机废气对环境的破坏主要表现为三个方面：
①
造成臭氧层的破坏；
②
工业废气中有机化合物会导致酸雨，影响植物生长并造成农作物减产，腐蚀建筑物等；
③
工业废气会导致全球气候变暖和冰川融化，对生态环境造成严重破坏。
3.现有的工业有机废气治理技术包括：(1)吸附法：吸附法主要是利用有吸附功能的物质对工业有机废气进行吸附，以此来减少工业有机废气中的危害物质的比重，但是采用活性炭吸附工业有机废气的方法无法完全吸附有机废气，会遗留一定量的有机废气，且活性炭吸附能力随着吸附有机废气量的增多而逐渐降低，且活性炭的再生成本相对较高。(2)吸收法：相比于吸附法，该方法不是借助材料的细孔实现对工业有机废气的处理，而是利用有机物间的相似相溶原理对工业有机废气中的有机物进行溶解吸收，但是采用吸收法中的溶剂数量相对较少，且吸收成本较高，并可能会产生二次污染。(3)凝缩法：根据物理学原理，有机物在温度变化时溶解度将发生变化，凝缩法就是利用物质的这一特性，通过加压和降压的方式影响环境温度，从而使蒸汽环境中的有机废气以冷凝状态提取出来，但是实际应用技术难度较大，加压降压降温成本大。(4) 低温等离子体技术：低温等离子体反应器是高能电子辐射+臭氧氧化+紫外光分解三效合一的氧化原理，活性基团轰击污染物，使其分解。低温等离子体具有无二次污染、无需添加任何药剂等突出的优势，是目前非常具有发展前景的一种处理技术。
4.目前，几种常见的低温等离子体处理装置仍存在不少问题需要解决，主要体现在：等离子体发生装置处理效率仍有待提高；低温等离子体放电区域处理体积仍需优化；运用辉光放电处理工业废气的应用还不够成熟。
5.因此，如何提升低温等离子体处理装置产生大量低温等离子体气体，轰击有机废气分子，大大提升发生器总体效率，实现有机废气的降解，是亟待要解决的技术问题。


技术实现要素：

6.为解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种高频谐振电源驱动辉光放电低温等离子体有机废气处理装置，大大提升发生器总体效率；同时设计放电电极结构，通过施加轴向和径向外施磁场，使得放电通道能够发生空间运动，实现大面积接触处理，提升处理效率。
7.本实用新型是通过下述技术方案来实现的。
8.本实用新型提供的一种高频谐振电源驱动辉光放电低温等离子体有机废气处理装置，包括低温等离子体产生室，低温等离子体产生室顶部外侧设有高频高压谐振电源，内设有针形放电极和电极板，内侧底部设有产生磁场的诱导装置；低温等离子体产生室一端与进气管连通，另一端通过出气管与风机连接，风机通过排气管与外部环境空气相通。
9.优选的,所述针形放电极与电极板呈90
°
夹角，且电极位于电极板中央位置。
10.优选的，高频高压谐振电源电路包括依次连接的交流电源、整流器、半桥逆变单元、谐振单元和脉冲变压器。
11.优选的，整流器并联连接两组电容，第二组电容输出端连接半桥逆变单元。
12.优选的，两组电容第一组为电容c
l
，第二组电容为两个相串联的电容c
a1
和电容c
a2
。
13.优选的，半桥逆变单元包括两个串联连接的固态半导体开关，固态半导体开关和第二组串联的电容节点上连接一个电感l1。
14.优选的，电感l1输出端连接脉冲变压器初级端，脉冲变压器次级端连接放电装置。
15.优选的，进气管和出气管中均设有均风网。
16.优选的，诱导装置设有磁场产生装置，磁场产生装置包括永磁体或通电线圈。
17.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：
18.本实用新型利用高频高压谐振电源，在处理腔体内获取持续稳定的辉光放电，同时施加轴向磁场，形成高速旋转的通道，得到大量稳定、高能的低温等离子体。实现了新型高级等离子体氧化技术的高品质利用，实现了工业有机废气高效处理。与其它技术相比，具有反应条件温和、无化学药剂添加和无二次污染等特点。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
20.图1为本实用新型结构示意图；
21.图2为高频高压电源电路结构示意图；
22.图3为本实用新型装置工作程序流程框图。
23.图中：1、进气管；2、低温等离子体产生室；3、承托架；4、针形放电极； 5、电极板；6、高频高压谐振电源；7、出气管；8、风机；9、排气管；10、诱导装置。
具体实施方式
24.下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
25.如图1所示，本实用新型实施例提供的一种高频谐振电源驱动辉光放电低温等离
子体有机废气处理装置,包括:低温等离子体产生室2，低温等离子体产生室2底部通过装置承托架3支撑，顶部外侧设有高频高压谐振电源6，低温等离子体产生室2内设有针形放电极4和电极板5，针形放电极与电极板呈90
°
夹角，且电极位于电极板中央位置；低温等离子体产生室2内侧底部设有产生磁场的诱导装置10；诱导装置设有磁场产生装置，磁场产生装置包括永磁体或通电线圈。低温等离子体产生室2一端与进气管1连通，另一端通过出气管7 与风机8连接，风机8通过排气管9与外部环境空气相通。进气管和排气管中均设有均风网。
26.如图2所示，高频高压谐振电源的电路包括与220v交流电源连接的整流器，整流器并联连接两组电容，第一组为电容c
l
，第二组电容为两个相串联的电容c
a1
和电容c
a2
，第二组电容输出端连接半桥逆变单元，半桥逆变单元包括两个串联连接的固态半导体开关，固态半导体开关和第二组串联的电容节点上连接一个电感l1，电感l1输出端连接脉冲变压器初级端，脉冲变压器次级端连接放电装置。
27.高频高压交流谐振电源6输入电压为220v交流电，产生的交流电压经整流器整流后转换为直流高电压，半桥逆变单元包含有固态半导体开关，通过控制半导体开关的导通时序，能够将整流后的直流电压转换为高频交流电压，高频交流电压再在电感l1和脉冲变压器自身的分布电容以及分布电感构成的谐振单元的谐振作用下倍增放大,并由脉冲变压器升压后输送至放电装置。
28.其中，高频高效放电源6功率为0～1kw可调可控，频率为0～46000赫兹。
29.如图3所示，该装置在使用过程中，打开高频高压电源6，针形电极4和电极板5产生大量低温等离子体，低温等离子体轰击有机废气分子，实现有机废气的降解。其中，针形放电极4放电区域为三维空间。
30.本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。